Насколько я понимаю, бактерии не могут продуцировать такие цитокины, как интерлейкины. Однако я не читал объяснения, почему они не могут. Возможно, это связано с эволюционным ограничением. Тем не менее, если это так, почему бактерии не могут приобретать новые функции, такие как производство цитокинов, в ходе своей эволюции, особенно внутриклеточные бактерии, которые находятся в иммунных клетках. Если бактерии не смогли приобрести эту функцию, то, возможно, это связано с биологическими ограничениями (размер белков, аминокислотный состав, механизм или биоэнергетическая способность). Если кто-то знает точную причину или имеет знающее объяснение, я бы очень хотел его прочитать. Спасибо.
Представляется особенно уместным с самого начала отметить, что многие цитокины обладают противовоспалительным/иммуносупрессивным действием . Иммунная система эволюционировала, чтобы удалять патогены из организма, и обычно эти цитокины деактивируют иммунный ответ после устранения инфекции. Неудивительно, что патогены обладают коэволюционной защитой иммунной системы, включая вмешательство в сети цитокинов и даже выработку гомологов противовоспалительных цитокинов, якобы для подавления иммунного ответа. Ниже приведены лишь несколько примеров этого.
Многие вирусы используют стратегию использования гомологов клеточных цитокинов или рецепторов цитокинов для защиты инфицированных вирусом клеток от иммунной защиты и повышения выживаемости вируса в организме хозяина. Наличие кодируемых вирусом гомологов клеточных белков может быть индикатором важности этих клеточных компонентов в иммунных механизмах борьбы с этим вирусом in vivo . Ряд вирусов герпеса содержат гомологи IL-10. IL-10 (ebvIL-10), кодируемый вирусом Эпштейна-Барр (EBV), первый идентифицированный вирусный гомолог IL-10, обладает многими, но не всеми биологическими активностями клеточного IL-10 и может играть важную роль в Взаимодействие вирус-хозяин. В дополнение к EBV другой вирус, поксвирус Orf (OV), который может инфицировать людей, имеет свой собственный гомолог IL-10, ovIL-10.
...
IL-10 обладает несколькими иммунодепрессивными свойствами, которые могут быть благоприятными для ЦМВ, такими как подавление экспрессии MHC класса I и II, ингибирование продукции воспалительных цитокинов и вмешательство в презентацию антигена. ЦМВ-инфекция мышей индуцирует транзиторную раннюю экспрессию IL-10, который играет важную роль в подавлении МНС класса II. ВЭБ-инфекция вызывает экспрессию не только ebvIL-10, но и человеческого IL-10. Мы продемонстрировали здесь, что CMV человека кодирует свой собственный функциональный гомолог IL-10, который экспрессируется инфицированными CMV клетками. Таким образом, кажется вероятным, что вирусы герпеса приобретают много преимуществ за счет использования специфической для IL-10 биологической активности либо кодируемых вирусом, либо IL-10 хозяина.
Другим интригующим аспектом взаимоотношений паразитов является тот факт, что паразиты могут высвобождать факторы, имитирующие цитокины хозяина. Например, (1) фракции гидатидной жидкости имитировали IL-1, IL-2 и IL-6; (2) у кишечной нематоды идентифицирован гомолог IFN-γ, который связывается с рецептором IFN-γ и вызывает изменения в лимфоидных клетках; (3) два гомолога фактора ингибирования миграции макрофагов человека (MIF) были охарактеризованы у паразитической нематоды человека Brugia malayi и названы Bm-MIF-1 и Bm-MIF-2, оба имеют функциональные свойства, сходные с человеческим аналогом MIF; (4) Toxoplasma gondii высвобождает циклофилин-18 (C-18), который передает сигнал через хемокиновый рецептор CCR5, что приводит к синтезу IL-12 дендритными клетками и сильному защитному ответу; (5) ленточный червьБыло показано, что Hymenolepis diminuta экспрессирует IL-12-подобный пептид, одна из предложенных гипотез заключается в том, что пептид может действовать как конкурентный антагонист рецептора IL-12, тем самым способствуя общей иммуносупрессии.
Я не нашел таких явных примеров бактерий, продуцирующих гомологи цитокинов. Однако хорошо известна их способность продуцировать иммуномодулирующие паракринные сигнальные белки, что, по сути, является определением цитокина. Следующие обзоры достаточно обширны и содержат многочисленные примеры:
В последние годы стало очевидным, что бактерии продуцируют множество молекул, оказывающих сильное влияние на способность лейкоцитов и тканевых клеток продуцировать избранные цитокиновые сети. Таким образом, внимание должно будет переключиться с текущего взгляда на клетку-хозяина как на единственный контролирующий фактор в биологии цитокинов, как только бактерия стимулировала эту клетку, на точку зрения, в которой бактерия модифицирует свои экспортируемые или структурные молекулы или путем прямого взаимодействия с клетка, может напрямую модифицировать цитокиновые сети.
Недавние нокауты трансгенных цитокинов демонстрируют, что нормальная доброкачественная реакция на комменсальную микрофлору кишечника превращается в летальное воспалительное состояние в отсутствие цитокинов интерлейкина 2 или интерлейкина 10... Мы предполагаем, что способность многоклеточного организма жить в гармонии со своей комменсальной микрофлорой должна зависят от взаимной передачи сигналов с участием эукариотических цитокинов и прокариотических цитокиноподобных молекул. Такая интерактивная передача сигналов создает невоспалительные цитокиновые сети в тканях, которые формируют фон, на котором должны строиться и связываться ответы на инфекционные микроорганизмы... Теперь ясно, что бактерии содержат и продуцируют большое количество разнообразных молекул, которые могут избирательно индуцировать синтез как провоспалительных, так и иммуномодулирующих/противовоспалительных цитокинов.
Наконец, в этом обзоре обсуждаются механизмы, с помощью которых бактерии могут коэволюционировать такие цитокиноподобные молекулы:
Недавние исследования начали показывать, что многие бактериальные патогены имитируют функцию белков-хозяев, чтобы манипулировать физиологией хозяина и клеточными функциями в интересах микроба. Это контрастирует со стратегиями, используемыми некоторыми патогенами, которые включают микробные продукты с активностью, не имеющей явных аналогов в эукариотических клетках. Здесь мы рассматриваем недавнюю структурную работу, которая обеспечивает уникальное понимание механизмов мимикрии хозяина с помощью бактериальных факторов вирулентности. В некоторых случаях эти факторы являются гомологами белков-хозяев, которые были включены в геном патогена и изменены в его пользу. В других случаях конвергентная эволюция произвела новые эффекторы, не имеющие очевидной связи с факторами-хозяевами. Однако, хотя и скрыто на уровне последовательности,
Бактерии не производят цитокины естественным образом (хотя некоторые из них могут быть «полезны» для подавления иммунитета, бактерии не могут использовать человеческие гены/ДНК, у которых есть интроны , и шанс случайным образом найти ген, который производит нужный белок, будет очень мал). астрономически мало).
Однако бактерии МОГУТ продуцировать цитокины, если они спроектированы таким образом: вот компания, которая продает различные цитокины, многие из которых они производят в кишечной палочке . Чтобы это сработало, компании пришлось удалить все интроны из генов, продуцирующих цитокины, и добавить к гену бактериальный промотор.
Единственное, что необходимо для работы некоторых человеческих молекул (например, антител), и что бактерии не могут производить (по крайней мере, при современных технологиях), — это гликозилирование белков. Я быстро проверил, и не похоже, чтобы цитокины были гликозилированы (по крайней мере, в принципе, очень вероятны некоторые исключения).
Крис
канадец
Вэнс Л. Олбо