Imunometabolismus

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
ikona
Tento článek potřebuje úpravy.
Můžete Wikipedii pomoci tím, že ho vylepšíte. Jak by měly články vypadat, popisují stránky Vzhled a styl, Encyklopedický styl a Odkazy.
Konkrétní problémy: standardní úvod a encyklopedický styl, wikifikace

Po celou historii se parazitární infekce vyvíjely a koexistovaly společně s lidmi, využívajíce složité taktiky k ovlivňování imunitních reakcí hostitele a metabolických drah [1]. Rozluštění složitých mechanismů, které leží v základu těchto infekcí, vyžaduje porozumění interakce mezi metabolismem a imunitou. Obor imunometabolismu, který je stále v plenkách, poskytuje výzkumníkům nový pohled na to, jak parazité ovlivňují imunitní a metabolické systémy svých hostitelů [2].

Makrofágy: Využití metabolického reprogramování k současné obraně[editovat | editovat zdroj]

Makrofágy jsou první linií obrany proti parazitárním infekcím, protože jsou důležitou součástí vrozené imunity. Imunitní odpověď je determinována dichotomií polarizace makrofágů M1 a M2, z nichž každý je spojen s jedinečnými metabolickými vlastnostmi [3]. Zatímco makrofágy M2, které převládají při chronických helmitních infekcích, udržují mitocondriální respiraci a oxidační fosforylaci (OXPHOS), makrofágy M1 prokazují zvýšenou glykolýzu [4]. Helicopteroides polygyrus a Schistosoma mansoni jsou dva příklady parazitů, kteří způsobují polarizaci M2, což usnadňuje reprogramování lipidového metabolismu a dlouhodobou odolnost proti parazitům [5]. Známý svou funkcí v lipidovém a glukózovém metabolismu je tumorový supresorový gen fosfatáza a tensin homolog (PTEN), jde o důležitý modulátor [6]. PTEN by mohl být cílem pro zabránění fibróze způsobené druhy Schistosoma, protože potlačuje aktivaci glukolipidového metabolismu vyvolaného parazitem odvozeným rozpustným antigenem vajíčka (SEA), když je nadměrně exprimován [7].

Integrace metabolických událostí v prezentaci antigenů dendritickými buňkami[editovat | editovat zdroj]

Nejmocnější antigen-prezentující buňky známé jako dendritické buňky (DB), procházejí metabolickými změnami, které jsou klíčové pro jejich aktivaci a vývoj. Diferenciace DB je indukována stimulací GM-CSF a IL-4, která také zvyšuje expresi PGC1α (PPAR-γ kofaktor 1) a PPAR-γ (peroxisomový proliferátor-aktivovaný receptor-γ), což zase podporuje biosyntézu mitochondrií [8], [9]. Geny pro oxidaci mastných kyselin (FAO) a oxidativní fosforylaci (OXPHOS) jsou zvýšeny v tolerogenních DB [10], které jsou stimulovány agonisty toll-like receptoru (TLR) [11], [12]. Složitý vztah mezi metabolismem a imunologickou funkcí v DB během parazitárních infekcí je demonstrován dalším tolerogenním fenotypem, který je produkován aktivací AMP-aktivované kinázy (AMPK) a signalizováním adiponektinu [13].

T buňky: Mastné kyseliny, glukóza a glutamin koordinují imunitní odpovědi[editovat | editovat zdroj]

Během aktivace T buněk, které jsou klíčovými efektory v adaptivní imunitní odpovědi, procházejí dynamickými metabolickými změnami. Parazity indukující Th2 zvyšují syntézu IL-4, která způsobuje, že se CD4+ T buňky diferencují do Th2 buněk, které mají imunoprotektivní výhody [14]. Uvolňování cytokinů, aktivace T buněk a proliferace závisejí na glukóze, glutaminu a mastných kyselinách. Rovnováha mezi efektorovými T buňkami (ETB) a regulátory T buněk (RTB), která ovlivňuje výsledek parazitárních infekcí, je ovlivněna oxidací mastných kyselin (FAO) [15]. Metabolické terapie, včetně inhibice syntézy mastných kyselin nebo užití analogů glutaminu, mají terapeutický potenciál v infekcích Plasmodium a Leishmania tím, že zlepšují aktivity efektorových T buněk a snižují parazitemii [16], [17].

Imunoregulační funkce B buněk v parazitárních infekcích[editovat | editovat zdroj]

B-lymfocyty, které jsou dobře známé pro tvorbu protilátek, podporují i imunoregulaci. V důsledku jejich expanze v reakci na parazitní infekce produkují regulační B buňky (Bregs) cytokiny, jako jsou TGF-β a IL-10, které zmírňují záněty. Zejména excretory-secretory products (ESP), které jsou produkovány parazity, způsobují diferenciaci Bregs pomocí metabolického přeprogramování zprostředkovaného PTEN a signalizace TLR-2. [18], [19], [20], [21])

Reference[editovat | editovat zdroj]

  1. ↑ Youm YH, Horvath TL, Mangelsdorf DJ, Kliewer SA, Dixit VD. Prolongevity Hormone FGF21 Protects Against Immune Senescence by Delaying Age-Related Thymic Involution. Proc Natl Acad Sci USA (2016) 113:1026–31. doi: 10.1073/pnas.1514511113
  2. ↑ Mathis D, Shoelson SE. Immunometabolism: An Emerging Frontier. Nat Rev Immunol (2011) 11:81. doi: 10.1038/nri2922
  3. ↑ C E, Saunders, J McConville M. Immunometabolism of Leishmania Granulomas. Immunol Cell Biol (2020) 98:832–44. doi: 10.1111/imcb.12394
  4. ↑ O’Neill LA, Kishton RJ, Rathmell J. A Guide to Immunometabolism for Immunologists. Nat Rev Immunol (2016) 16:553–65. doi: 10.1038/nri.2016.70
  5. ↑ Kannan Y, Perez-Lloret J, Li Y, Entwistle LJ, Khoury H, Papoutsopoulou S, et al. TPL-2 Regulates Macrophage Lipid Metabolism and M2 Differentiation to Control TH2-Mediated Immunopathology. PloS Pathog (2016) 12:e1005783. doi: 10.1371/journal.ppat.1005783
  6. ↑ Garcia-Cao I, Song MS, Hobbs RM, Laurent G, Giorgi C, de Boer VC, et al. Systemic Elevation of PTEN Induces a Tumor-Suppressive Metabolic State. Cell. (2012) 149:49–62. doi: 10.1016/j.cell.2012.02.030
  7. ↑ Yang X, Ding W, Qian X, Jiang P, Chen Q, Zhang X, et al. Schistosoma Japonicum Infection Leads to the Reprogramming of Glucose and Lipid Metabolism in the Colon of Mice. Front Vet Sci (2021) 8:645807. doi: 10.3389/fvets.2021.645807
  8. ↑ Farache J, Zigmond E, Shakhar G, Jung S. Contributions of Dendritic Cells and Macrophages to Intestinal Homeostasis and Immune Defense. Immunol Cell Biol (2013) 91:232–9. doi: 10.1038/icb.2012.79
  9. ↑ Ishikawa F, Niiro H, Iino T, Yoshida S, Saito N, Onohara S, et al. The Developmental Program of Human Dendritic Cells is Operated Independently of Conventional Myeloid and Lymphoid Pathways. Blood (2007) 110:3591–660. doi: 10.1182/blood-2007-02-071613
  10. ↑ Malinarich F, Duan K, Hamid RA, Bijin A, Lin WX, Poidinger M, et al. High Mitochondrial Respiration and Glycolytic Capacity Represent a Metabolic Phenotype of Human Tolerogenic Dendritic Cells. J Immunol (2015) 194:5174–86. doi: 10.4049/jimmunol.1303316
  11. ↑ Krawczyk CM, Holowka T, Sun J, Blagih J, Amiel E, DeBerardinis RJ, et al. Toll-Like Receptor-Induced Changes in Glycolytic Metabolism Regulate Dendritic Cell Activation. Blood (2010) 115:4742–9. doi: 10.1182/blood-2009-10-249540
  12. ↑ Jantsch J, Chakravortty D, Turza N, Prechtel AT, Buchholz B, Gerlach RG, et al. Hypoxia and Hypoxia-Inducible Factor-1 Alpha Modulate Lipopolysaccharide-Induced Dendritic Cell Activation and Function. J Immunol (2008) 180:4697–705. doi: 10.4049/jimmunol.180.7.4697
  13. ↑ Baghdadi M, Yoneda A, Yamashina T, Nagao H, Komohara Y, Nagai S, et al. TIM-4 Glycoprotein-Mediated Degradation of Dying Tumor Cells by Autophagy Leads to Reduced Antigen Presentation and Increased Immune Tolerance. Immunity (2013) 39:1070–81. doi: 10.1016/j.immuni.2013.09.014
  14. ↑ Mosmann TR, Cherwinski H, Bond MW, Giedlin MA, Coffman RL. Two Types of Murine Helper T Cell Clone. I. Definition According to Profiles of Lymphokine Activities and Secreted Proteins. J Immunol (1986) 136:2348–57.
  15. ↑ Gerriets VA, Kishton RJ, Nichols AG, Macintyre AN, Inoue M, Ilkayeva O, et al. Metabolic Programming and PDHK1 Control CD4+ T Cell Subsets and Inflammation. J Clin Invest (2015) 125:194–207. doi: 10.1172/JCI76012
  16. ↑ Berod L, Friedrich C, Nandan A, Freitag J, Hagemann S, Harmrolfs K, et al. Erratum: De Novo Fatty Acid Synthesis Controls the Fate Between Regulatory T and T Helper 17 Cells. Nat Med (2015) 21:414. doi: 10.1038/nm0415-414d
  17. ↑ Ibitokou SA, Dillon BE, Sinha M, Szczesny B, Delgadillo A, Reda Abdelrahman D, et al. Early Inhibition of Fatty Acid Synthesis Reduces Generation of Memory Precursor Effector T Cells in Chronic Infection. J Immunol (2018) 200:643–56. doi: 10.4049/jimmunol.1602110
  18. ↑ Wang L, Fu Y, Chu Y. Regulatory B Cells. Adv Exp Med Biol (2020) 1254:87–103. doi: 10.1007/978-981-15-3532-1_8
  19. ↑ Saraiva M, O’Garra A. The Regulation of IL-10 Production by Immune Cells. Nat Rev Immunol (2010) 10:170–81. doi: 10.1038/nri2711
  20. ↑ Yanaba K, Bouaziz JD, Haas KM, Poe JC, Fujimoto M, Tedder TF. Et Al. A Regulatory B Cell Subset With a Unique CD1dhiCD5+ Phenotype Controls T Cell-Dependent Inflammatory Responses. Immunity. (2008) 28:639–50. doi: 10.1016/j.immuni.2008.03.017
  21. ↑ Pan W, Xu HW, Hao WT, Sun FF, Qin YF, Hao SS, et al. The Excretory-Secretory Products of Echinococcus Granulosus Protoscoleces Stimulated IL-10 Production in B Cells Via TLR-2 Signaling. BMC Immunol (2018) 19:29. doi: 10.1186/s12865-018-0267-7Yanaba K, Bouaziz JD, Haas KM, Poe JC, Fujimoto M, Tedder TF. Et Al. A Regulatory B Cell Subset With a Unique CD1dhiCD5+ Phenotype Controls T Cell-Dependent Inflammatory Responses. Immunity. (2008) 28:639–50. doi: 10.1016/j.immuni.2008.03.017
Citováno z „https://cs.wikipedia.org/w/index.php?title=Imunometabolismus&oldid=23618506“