By Victoria Osinski
Co to są PAMP i DAMP
Zapalenie wynika z bodźców sygnalizujących uszkodzenie lub infekcję. Odpowiedź zapalna może być korzystna lub szkodliwa w zależności od rodzaju i czasu trwania bodźca. Źródło, struktura i obfitość tych bodźców różnią się dość znacznie. Jedną z głównych kategorii bodźców zapalnych lub „sygnałów 0” jest rodzina wzorców molekularnych związanych z patogenami (PAMP) i wzorców molekularnych związanych z uszkodzeniami (DAMP).1,2 Wzorce te znajdują się na ścianach komórkowych bakterii, DNA, lipoproteinach, węglowodanach lub innych strukturach. Chociaż zidentyfikowano wiele DAMP i PAMP, stymulują one odpowiedź zapalną w sposób specyficzny dla danego kontekstu, pozostawiając pole do dalszych badań nad ich mechanizmami sygnalizacyjnymi.
PAMP vs. DAMP: Jaka jest różnica?
PAMP pochodzą od mikroorganizmów i dlatego napędzają zapalenie w odpowiedzi na infekcje.2 Jednym z dobrze znanych PAMP jest lipopolisacharyd (LPS), który znajduje się na zewnętrznej ścianie komórkowej bakterii gram-ujemnych.3 DAMP pochodzą z komórek gospodarza, w tym komórek nowotworowych, martwych lub umierających komórek lub produktów uwalnianych z komórek w odpowiedzi na sygnały, takie jak niedotlenienie. Ponieważ pochodzą one z materiałów gospodarza, DAMP wywołują tak zwaną jałową odpowiedź zapalną. DAMP często powstają lub są eksponowane w środowisku urazu, niedokrwienia lub uszkodzenia tkanek i nie wymagają patogennej infekcji.2,4 Środowiska te powstają w takich warunkach jak zawał serca, rak, choroba autoimmunologiczna i miażdżyca.5
Receptory rozpoznawania wzorca: sygnalizacja poniżej PAMP i DAMP
PAMP i DAMP wiążą się z receptorami rozpoznawania wzorca, które obejmują receptory Toll-podobne (TLR), cytoplazmatyczne receptory NOD-podobne (NLR), wewnątrzkomórkowe receptory podobne do genu indukowanego kwasem retinowym (RLR), transmembranowe receptory lektynowe typu C i receptory podobne do receptorów nieobecnych w czerniaku 2 (AIM2).3,5 Typy komórek wykazujących ekspresję receptorów rozpoznawania wzorca obejmują komórki odporności wrodzonej, takie jak makrofagi, monocyty, komórki dendrytyczne i komórki tuczne, ale także komórki nieimmunologiczne, takie jak komórki nabłonkowe i fibroblasty.1,2 Związanie receptora rozpoznającego wzór z ligandem i towarzyszące temu zmiany konformacyjne wywołują kaskadę sygnałów, które skutkują zmianami transkrypcyjnymi, jak również modyfikacjami potranslacyjnymi.3 Ogólnie rzecz biorąc, zaangażowanie receptora rozpoznającego wzór skutkuje sygnałami, które pobudzają rekrutację leukocytów.3
TLR4 wykrywano w utrwalonej w immersji linii komórkowej mysich monocytów/makrofagów RAW 264.7 przy użyciu Rat Anti-Mouse TLR4 Monoclonal Antibody (Catalog # MAB2759) w stężeniu 10 µg/mL przez 3 godziny w temperaturze pokojowej. Komórki barwiono przy użyciu NorthernLights™ 557-conjugated Anti-Rat IgG Secondary Antibody (red; Catalog # NL013) i kontrbarwiono DAPI(blue). Specyficzne barwienie zostało zlokalizowane na powierzchni komórek.
Znajdowanie celów sygnalizacji TLR
Reakcje receptorów rozpoznawania wzorców są zależne od kontekstu
Receptory rozpoznawania wzorców są zdolne do rozpoznawania różnych wzorców molekularnych, które z kolei wywołują odpowiedź zależną od receptora. Pojedynczy receptor rozpoznawania wzorców może rozpoznawać wiele PAMP i DAMP, a strukturalne i molekularne mechanizmy pośredniczące w tym procesie są nadal badane.5 Ponadto, jednoczesna sygnalizacja w obrębie tej samej komórki może modulować odpowiedzi na zaangażowanie receptora rozpoznawania wzorców. Na przykład, cytokiny mogą stymulować sygnalizację, która może być komplementarna, wzmacniająca lub hamująca dla szlaków sygnałowych receptora rozpoznawania wzorca.1 Tak więc, takie złożoności sprawiają, że badanie odpowiedzi zapalnej indukowanej PAMP- i DAMP jest skomplikowane, ale całkiem fascynujące.
Victoria Osinski, Doctoral Candidate
University of Virginia
Victoria bada mechanizmy komórkowe regulujące wzrost naczyń krwionośnych podczas choroby tętnic obwodowych i otyłości.
- Newton K, Dixit VM. Signaling in innate immunity and inflammation. Cold Spring Harb Perspect Biol. ;4(3):a006049. Published. doi:10.1101/cshperspect.a006049
- Tang D, Kang R, Coyne CB, Zeh HJ, Lotze MT. PAMPs and DAMPs: signal 0s that spur autophagy and immunity. Immunol Rev. 2012;249(1):158-175. doi:10.1111/j.1600-065X.2012.01146.x
- Mogensen TH. Pathogen recognition and inflammatory signaling in innate immune defenses. Clin Microbiol Rev. 2009;22(2):240-273. doi:10.1128/CMR.00046-08
- Bianchi ME. DAMPs, PAMPs and alarmins: all we need to know about danger. J Leukoc Biol. 2007 Jan;81(1):1-5.
- Schaefer L. Complexity of Danger: The Diverse Nature of Damage-associated Molecular Patterns. J Biol Chem. 2014;289(51):35237–35245.