Membraani lõikavate seenvalkude duett, mis on seotud hingamisteede allergiatega

Pekingi Riikliku Bioloogiateaduste Instituudi teadlased teatavad, et kaks tavalise hallitusseene Alternaria alternata pooride moodustavat valku läbistavad hingamisteede epiteeli membraane ja käivitavad signaale, mis viivad allergilise hingamisteede põletikuni.

Allergeenid, mis vallandavad 2. tüüpi immuunsuse – näiteks tolmulestad, õietolm ja hallitusseente eosed – on struktuurilt sarnased. Mustrite äratundmise retseptorid tegelevad bakteriaalsete ja viiruslike ohtudega, samas kui 2. tüüpi reaktsioonid näivad tuvastavat koekahjustusi.

MAPK signaalirada toimib epiteelirakkudes molekulaarse lülituspaneelina, mis teisendab välise stressi geenitaseme käskudeks. Tsütokiin IL-33 on „häiresignaal“, mis tavaliselt talletub hingamisteede rakkude tuumades, kuid vabaneb ootamatult membraanide kahjustumisel, värbades kaasasündinud immuunrakke ja suunates vastust. Allergilise hingamisteede põletiku korral võimendab MAPK aktiivsus IL-33 algatatud programme, asetades mõlemad need molekulaarsed komponendid põletikulise protsessi keskmesse.

Looduses avaldatud uuringus „Epiteelirakkude membraani perforatsioon kutsub esile allergilise hingamisteede põletiku“ töötasid teadlased välja strateegia süsteemi puhastamiseks ja taasloomiseks, et testida, kas seenvalgud võivad epiteeli äratundmismehhanismide kaudu esile kutsuda II tüüpi põletiku.

Eksperimentaalsete mudelitena kasutati inimese kopsuepiteeli rakuliine ja valkude korduvat intranasaalset manustamist hiirtele, jälgides varajast aktivatsiooni IL-33 vabanemise, MAPK fosforüülimise ja põletikuga seotud geeniekspressiooni kaudu.

Teadlased leidsid hallitusseenelt Alternaria alternata kaks valku, Aeg-S ja Aeg-L, mis toimivad koos hingamisteede rakkude membraanide läbistamiseks. Mikroskoopilised pildid näitavad neid rõngakujulises "puuri" struktuuris omavahel ühendatuna. Väikeste annuste korral siseneb kaltsium rakkudesse ja käivitab MAPK kaskaadi; suuremate kontsentratsioonide korral rakud lagunevad ja vabastavad "häire" IL-33. Kumbki valk ei ole eraldi aktiivne.

Kaltsiumi sisenemise blokeerimine või MAPK kaskaadi pärssimine peatab täielikult kõik järgnevad reaktsioonid. Valkude paari sissehingamine hiirtel põhjustab klassikalisi allergia tunnuseid: eosinofiilide kogunemist kopsudesse, T-abistajarakkude 2 aktiveerumist ja IgE taseme järsku tõusu, samas kui ühe valgu puudumine hallitusel hingamisteede põletikku ei provotseeri.

Kuus struktuurilt mitteseotud pooride moodustavat toksiini – seentelt, bakteritelt, anneliididelt ja ainuõõssetelt – põhjustasid sissehingamisel sarnaseid muutusi epiteeli- ja immuunvastustes, sealhulgas IL-33 vabanemist ja MAPK aktiveerimist epiteelirakkudes isegi ilma IL-33 tagasisideta.

Tulemused viitavad sellele, et organism tunneb membraani perforatsiooni ära ohusignaalina ja sellest piisab 2. tüüpi immuunradade käivitamiseks hingamisteede epiteelis. Autorid väidavad, et paljud pealtnäha omavahel mitteseotud allergeenid ja mürgid sisaldavad pooride moodustavaid valke ning et perforatsioon võib selgitada, miks sellised erinevad stiimulid põhjustavad sarnast hingamisteede põletikku.