זיהוי פתוגן ומאפיינים פתוגניים

זיהוי פתוגן

• תהליך זיהוי הפתוגן הוא השלב הראשון בהפעלת המערכת החיסונית.
• פתוגנים יכולים להיות חיידקים, וירוסים או פרזיטים.
• חיידקים מסווגים לחיידקים תוך-תאיים וחוץ-תאיים.
• חיידקים תוך תאיים יכולים לחדור לתאים ולהתחמק ממערכת החיסון.
• וירוסים זקוקים לתאי המארח בכדי להתרבות.
• פרזיטים גם כן יכולים להיות תוך-תאיים או חוץ-תאיים.
• דוגמאות לפתוגנים: Helicobacter pylori, וירוס שפעת, Plasmodium falciparum, פרזיטים אחרים.

מאפיינים פתוגניים (PAMPs)

• המערכת החיסונית מחפשת מאפיינים פתוגניים (PAMPs) – תכונות אופייניות לפתוגנים שאינן קיימות אצל תאים בריאים של המארח.
• דוגמאות ל-PAMPs:
  • רנ"א ללא קאפינג בקצה 5'.
  • ליפופוליסכרידים (LPS).
  • פפטידוגליקנים.
  • שינויים ב-DNA (למשל מתילציות).
• מושג מעודכן הוא microbe associated molecular pattern (MAMP).
• גוף האדם אינו מבדיל בין חיידקים פתוגניים ובלתי פתוגניים.

ניסויי פייפר

• מדען פייפר גילה כי מעטפת החיידקים, ולא האקסוטוקסינים שלהם, היא גורמת להפעלת תאים בלעניים (מיקרופאג'ים).
• LPS (אנדוטוקסין) במעטפת החיידק מזוהה על ידי המארח ומפעיל את תאי המאקרופאג'.
• אקסוטוקסינים: חלבונים שמופרשים על ידי חיידקים חיים.
• אנדוטוקסינים: חלקים מהמעטפת של חיידקים מתים, כמו LPS. ה-LPS מזוהה אפילו בחיידקים מתים.

רצפטורי Toll-like (TLRs)

• בשנת 1996 גילו רצפטורים ספציפיים לזיהוי LPS (הממברנלי TLR4).

• זיהוי Toll-like receptors (TLRs) היה קריטי לזיהוי פתוגנים חוץ-תאיים אצל דרוזופילה.

• TLRים ביונקים נמצאים על ממברנות חוץ-תאיות ועל ממברנות של אנדוזומים.

• TLRים מזהים פתוגנים חוץ-תאיים (extracellular sensing).

• קיימים TLRים שונים, כל אחד מזהה סוג אחר של PAMP:

  • TLR4 – זיהוי LPS
  • TLR5 – זיהוי פלג'לים
  • TLR2 – זיהוי ליפופרוטאינים (כגון טריגליצרידים)
  • אחרים מזהים RNA כפול גדילי, RNA חד גדילי ו- CpG.

• רצפטורים אלה, לאחר קישור לפתוגנים, מעבירים אותות תוך-תאיים (signal transduction) באמצעות adaptor proteins.

• תהליך זה מפעיל רצפטורים נוספים בתא (כמו NF-κB), וכך גורם לתגובת דלקת.

• מאפיינים חשובים של TLRs הם LRR (Leucine-Rich Repeats) ולאוצינים, שותפים לזיהוי PAMPs.

TLRs (דף שלישי)

• לכל TLR סוג מסוים של ליגנד.
• TLRs שונים ממוקמים באזורים שונים בתא.
• כל TLRs מזהים סוגים שונים של פתוגנים.

תפקיד TLRs במערכת החיסון

• TLRs חיוניים להפעלת המערכת החיסונית מול פתוגנים.
• TLRs גורמים להתחלת תהליך דלקתי.
• TLRs מפעילים את המערכת החיסונית האדפטיבית, על ידי יצירת זיכרון חיסוני.