A phagolysosoma egy celluláris rekesz, amely egy fagoszóma és lizoszómájának fuzionálásából származik, autofágia hiányában; bár a fagoszóma endoszómává is megolvadhat, mielőtt a lizoszómával fuzionálódna.
A fagoszóma egy olyan membránnal körülvett rekesz, amely a fagocitózis eredményeként alakul ki. Az újonnan kialakult fagoszómán érezésnek nevezik egy folyamatot, amely magában foglalja a lizoszómákká történő fúziót. Ez a jelenség érett fagolizoszómát eredményez, amelynek belső része savas és erősen hidrolitikus.
Forrás: GrahamColm az angol Wikipedia-ban
A fagocitózisra szakosodott sejtek, mint például a makrofágok és a neutrofilek, elpusztítják a sejtbe belépő kórokozókat és szekretálják a gyulladást elősegítő citokineket. Ezek a példák hangsúlyozzák a fagolizoszómák fontosságát.
jellemzők
A fagolizoszómákat az alábbiak jellemzik:
- Savas pH-juk (pH körül 5). A lizoszómákhoz és az endoszómákhoz hasonlóan a pH-t az ATPase-V protonpumpa komplexe szabályozza. A savas pH elkerülhetetlen környezetet teremt a kórokozók számára, elősegíti a szuperoxid diszmutációját, és a hidrolitikus enzimek optimális pH-ja.
A fagolizoszómákon belüli pH-t különféle módszerekkel határozták meg. Az egyik festékek, például akridin-narancs használatát foglalja magában, amelyek fluoreszcenciája a pH-tól függ.
- A fehérjéket (katepszineket), lipideket és cukrokat (béta-galaktozidáz) lebontó enzimek magas hidrolitikus aktivitása. Például a makrofágokban a lizozim elősegíti a baktériumok peptidoglikán gerincének lebontását.
Az enzimaktivitás detektálásának egyik módszere a fagocitózist igénybe vevő részecskék jelölése olyan szubsztráttal, amely megváltoztatja fluoreszcens tulajdonságaikat a katalízis után. Ez a módszer az oxigén szabad gyökök (ROS) mérésére szolgál.
- A szuperoxid aktivitásának robbanása. A NADPH-oxidáz részt vesz a szuperoxidgyökök (O 2 • -) képződésében, amelyek hidrogén-peroxiddá (H 2 O 2) alakulnak át a szuperoxid diszmutáz segítségével.
A szuperoxid emellett nitrogén-oxiddal kombinálódik és peroxinitritt képez, amelynek antimikrobiális hatása van.
biogenesis
Az emlős sejtek nagyszámban tartalmaznak fagocitózist végző sejttípusokat. Ez a folyamat a ligandum kölcsönhatásával kezdődik a receptor felületén. A ligandum baktérium vagy apoptotikus sejt lehet. A ligandhoz kötött receptor hólyag formájában internalizálódik, amelyet fagoszómának nevezünk.
A internalizáláshoz többek között a kináz aktiválására és a foszfolipid metabolizmus megváltoztatására van szükség. A fagoszóma azonban nem bontja le a ligandumot. A lízikus aktivitásnak a fagoszómához való elnyerése attól függ, hogy a lizoszómákkal kölcsönhatásba lép-e.
Kísérleti bizonyítékok azt mutatják, hogy az újonnan kialakult fagoszómák, úgynevezett korai fagoszómák, előnyösen kölcsönhatásba lépnek endoszómákkal. A fagoszómák olyan jeleket fejeznek ki, amelyek kiváltják és vezetik az összeolvadást az endocitikus út elemeire.
Ennek bizonyítéka, hogy a korai fagoszómák tartalmazzák a plazmamembrán komponenseit és az endoszómák tipikus fehérjéit, például transzferrin receptorokat (TfR), EEA1, Rab5, Rab 7.
A korai fagoszómák fuzionálódása a lizmokkal fehérjeösszetételükkel igazolható. Ebben az esetben a fagolizomák LAMP és katepszin D fehérjékkel rendelkeznek.
A fagoszóma érésének szabályozása összetett és a guanin nukleotidcsere-fehérjéktől (GEF), a GTP hidrolizáló proteinektől (GAP) függ, többek között az effektorok között.
Jellemzők
A fagocitákat, vagy a fagocitózist okozó sejteket alacsony (nem professzionális), közepes (paraprofesszionális) és magas (professzionális) fagocitikus kompetenciájú fagociták közé sorolják. A neutrofilek és a makrofágok az immunrendszer professzionális fagocitái.
Ezek a fagociták felelősek az apoptotikus gazdasejtek, a szennyező részecskék és a patogén potenciállal rendelkező szervezetek csapdájáért és megsemmisítéséért.
A neutrofilek és a makrofágok elpusztítják a fagocitozált mikrobákat. A mikrobák elpusztulását a következő lépések sorozatával hajtják végre:
- A proteolitikus enzimek, például az elasztáz aktiválása. Ez az utolsó enzim szerinproteáz, amely sokféle baktérium halálában részt vesz. Egy másik érintett protein a katepszin G.
- A fagocita oxidáz rendszer aktiválása, amely egy multimer enzim, amelyet a fagolizoszóma membránban találunk. A fagocita-oxidázt stimulusok indukálják és aktiválják, például IFN-gamma és TLR jelek. Ez az enzim csökkenti a ROS-ot, amikor a NADPH-t elektrondonor-szubsztrátumként használja.
- A makrofágok indukálható nitrogén-oxid-szintázon keresztül termelnek nitrogén-oxidot. Ez az enzim katalizálja az arginin citrulinná és salétrom-oxiddá történő átalakulását, amely a szuperoxiddal reagálva peroxinitrilt képez, amely egy erős méreg, amely elpusztítja a mikrobákat.
betegségek
Egyre növekszik az érdeklődés a fagocitózis hibáival kapcsolatos genetikai betegségek iránt. Ezen érdeklődés mellett aggodalmakat vettek fel a baktériumok antibiotikumokkal szembeni rezisztenciája kapcsán, amelyeknek módja van a fagocitákban bekövetkező halál megakadályozására.
Ezért az immunrendszer vizsgálata és a patogén mikrobákkal való kölcsönhatása lehetővé teszi új antimikrobiális stratégiák kidolgozását.
Krónikus granulomatikus betegség
A krónikus granulomatikus betegség (CGD) immunhiányának következménye, amely miatt a betegek gyakran szenvednek baktériumok és gombák által okozott fertőzésekben. A leggyakoribb mikrobák a Staphylococcus aureus, valamint az Aspergillus, Klebsiella és Salmonella nemzetségek fajai.
Tünetek
A CGD-s betegek gyulladásos állapotot mutatnak, melyre egyéb tünetek között granulómák, kolitisz, nem fertőző ízületi gyulladás, osteomyelitis és per-rektális hozzáférés jellemző.
A gyulladást a mikrobák elleni autofagikus védelem elégtelensége okozza. Következésképpen az IL-1 béta felszabadul, és a T-sejt szabályozása gyenge.
A CGD a NADPH-oxidáz enzim leukocitákban való hiányának következménye. A NADPH-oxidáznak öt komponense van (gp91, p22, p47, p67 és p40). A leggyakoribb mutáció a CYBB génben található, amely a gp91-et kódolja.
Ritkábban mutáció fordul elő a p47-et kódoló NCF1 génben, és a legritkább mutáció az NCF2 génben fordul elő, amely a p67-et kódolja.
Kezelés
A betegséget általában antibiotikumokkal és gombaellenes szerekkel kezelik. A gram-negatív baktériumok elleni kezelés magában foglalja a ceftazidim és a karbapén kombinációját. Míg a gombákat orális triazolokkal, például itrakonazollal és posakonazollal kezelik.
Fertőzésmentes időszakokban a trimethopin-szulfametoxazol és gombaellenes szer, például itrakonazol együttes használata javasolt.
Irodalom
- Abbas, AK, Lichtman, AH és Pillai, S. 2007. Cellular and Molecular Immunology. Saunders Elsevier, USA.
- Kinchen, JK & Ravichandran, KS 2008. Fagoszóma érés: a savteszten való részvétel. Natural Review Molecular Cell Biology, 9: 781–795.
- Klionsky, DJ, Eskelinen, EL, Deretic, V. 2014. Autophagoszómák, fagoszómák, autolizoszómák, fagolizoszómák, autofagolizoszómák… Várj, zavaros vagyok. Autophagy, 10: 549–551.
- Roos, D. 2016. Krónikus granulomatus betegség. British Medical Bulletin, 118: 53–66.
- Russell, D., Glennie, S., Mwandumba, H., Heyderman, R. 2009. A makrofágok felvonulnak a fagoszómájukon: a phagoszóma funkció dinamikus vizsgálata. Natural Review Immunology, 9: 594–600.
Vieira, OV, Botelho, RJ Grinstein, S. 2002. Fagoszóma érés: kecsesen öregedés. Biochemestry Journal, 366: 689-704.