Odporność zapisana w genach

Jakie są rodzaje odporności?

Odporność wrodzona stanowi pierwszą linię obrony przeciw patogenom. System jej działania sukcesywnie się rozwijał, dzięki czemu elementy tego rodzaju odporności można zaobserwować u wszystkich żyjących organizmów. Mechanizmy odpowiedzi nieswoistej, mają swój początek niemal natychmiastowo po kontakcie z antygenem. Porównując jednak do odporności nabytej, ich działanie nie jest tak sprecyzowane.
Pierwszą strefę obronną organizmu, będącą równocześnie pierwszą barierą odporności wrodzonej, stanowią skóra, błony śluzowe oraz bakteriobójcze i bakteriostatyczne substancje przez nie wydzielane (np. lizozym, defensyny). Dodatkową ochroną przed atakiem stanowi również niskie pH skóry i żołądka, a także naturalna flora bakteryjna i wszystkie substancje przez nią wytwarzane.
W sytuacji przedostawania się patogenów przez omówioną wyżej pierwszą barierę fizjologiczną, uruchamiane zostają bardziej skomplikowane mechanizmy wrodzonego systemu odpornościowego - druga linia obrony. Zaindukowane komórki i cząsteczki odporności wrodzonej reagują bardzo szybko. Do komórek biorących udział w mechanizmach nieswoistych zaliczane są przede wszystkim komórki fagocytujące, zdolne do pochłaniania obcych substancji i komórek (w tym makrofagi, granulocyty obojętnochłonne i monocyty), układ dopełniacza oraz szereg mediatorów takich jak cytokiny czy chemokiny.
Wywołana przez nie reakcja czasami jest tak silna, że może prowadzić do ostrej odpowiedzi zapalnej.
Niemniej jednak, działanie odpowiedzi nieswoistej nie jest tak precyzyjne jak w przypadku odporności nabytej i nie zawsze daje możliwość usunięcia wszystkich obcych antygenów.
Odpość swoista jest ostatnią, trzecią linią obrony, która uruchamiana jest właśnie w momencie, gdy mechanizmy odpowiedzi wrodzonej nie podołają zwalczeniu patogenów. Jest ona odpowiedzią ewolucyjnie młodszą, występującą wyłącznie u kręgowców. Charakteryzuje się ona swoistą pamięć, wytwarzaną w trakcie uprzedniego kontaktu z antygenem. Za to specyficzne rozpoznanie patogenów odpowiedzialne są komórki zwane limfocytami. Ponadto, charakterystyczne dla tego rodzaju odpowiedzi są dwa zjawiska - prezentacja antygenu oraz selekcja klonalna, które prowadzą do wyodrębnienia tych limfocytów, które rozpoznają dany antygen.

Jakie są zasady funkcjonowania wrodzonej i niewrodzonej odporności?

Skóra i błony śluzowe stanowią bariery anatomiczne i czynnościowe poprzez: wydzielanie śluzu przez ruch migawkowy rzęsek błon śluzowych, wytwarzanie lizozymu, niskie pH żołądka oraz defensyny wydzielane przez komórki nabłonkowe i wiele innych mechanizmów. Dzięki temu atak licznych mikroorganizmów może zostać powstrzymany, zanim zdążą wniknąć do wnętrza organizmu. Jeśli naturalna ciągłość barier ochronnych zostanie przerwana, następuje dość szybko uruchomienie bardziej złożonych mechanizmów systemu immunologicznego, chroniących organizm przed inwazją patogenów. Są to reakcje nieswoiste wrodzonego (naturalnego) systemu odpornościowego. Ogromny postęp w badaniach nad budową i funkcjonowaniem układu immunologicznego w ostatnich kilkunastu latach, pozwala na lepsze zrozumienie mechanizmów jego działania. Integralny system immunologiczny składa się z dwóch zależnych od siebie gałęzi: odporności wrodzonej nieswoistej i nabytej swoistej. Efektywna odpowiedź immunologiczna organizmu (reakcja na kontakt z antygenem) jest ściśle uzależniona od współdziałania wrodzonej i nabytej odporności. Zasadnicze różnice między nimi przedstawiono w tabeli 1. Dotyczą one receptorów rozpoznających patogeny, komórek biorących udział w kształtowaniu obydwu gałęzi odporności oraz funkcji obu systemów.
Odporność swoista (nabyta) jest złożoną sekwencją zdarzeń obejmujących prezentację antygenów komórkom Th CD4+ oraz stymulację komórkowej i humoralnej odpowiedzi. Biorą w niej udział komórki prezentujące antygen (APC), limfocyty B, a także różne subpopulacje limfocytów T, zdolne do rozpoznawania unikalnych, niepowtarzalnych epitopów w kontekście antygenów HLA. Nieswoiste mechanizmy obronne można nazywać „siłami szybkiego reagowania”. Ich działanie jest natychmiastowe i w wielu przypadkach całkowicie wystarcza do ograniczenia lub eliminacji zakażenia. Wrodzona nieswoista odporność, jako pierwsza linia obrony, wykorzystuje nabyte w ewolucji receptory rozpoznające struktury PAMP, obecne na większej grupie patogenów np. LPS u wszystkich bakterii Gram-ujemnych. W przeciwieństwie do tego, receptory nabytej odporności powstają w procesie rearanżacji genów i wykrywają epitopy obecne na jednym patogenie. Spośród komórek układu immunologicznego we wrodzoną odporność są zaangażowane makrofagi, komórki dendrytyczne (DC), komórki NK, limfocyty gdT oraz granulocyty (głównie neutrofile). Udział poszczególnych komórek w kształtowaniu tych dwu gałęzi odpowiedzi immunologicznej jest różny. W nieswoistej przeciwwirusowej odporności największą rolę przypisuje się naturalnym komórkom zabijającym NK, komórkom dendrytycznym DC i makrofagom, a najważniejsze reakcje wrodzonej odporności obejmują głównie wytwarzanie cytokin, naturalną, nieswoistą oporność leukocytów świeżo izolowanych z organizmu na zakażenie wirusami, niezależne od przeciwciał zabijanie komórek zakażonych i fagocytozę. Sugerowano także aktywację dopełniacza przez IgM, dla których dotychczas nie wykazano swoistości. Jednakże sposób w jaki mogłoby dochodzić do tej aktywacji nie jest jeszcze wyjaśniony. Bierze się także pod uwagę nieswoistą, w stosunku do wirusów, aktywność limfocytów gdT. Wrodzona przeciwwirusowa, przeciwbakteryjna i przeciwpierwotniakowa, a także antynowotworowa odporność ssaków opiera się na cytokinach, takich jak: interferony (IFN), czynniki martwicy nowotworów (TNF), niektórych interleukinach (np. IL-12, IL-18), chemokinach (RANTES, MIP-1a, MIP-1b) oraz na wytwarzaniu rodników tlenowych i tlenku azotu (NO).
Do niedawna znana była jedna, klasyczna droga sygnalizacji, aktywowana przez cząsteczki patogenu (PAMP) i cytokiny (TNF-a, IL-1). Niedawno odkryto drugą drogę sygnalizacji, alternatywną do poprzedniej, aktywowaną przez przedstawicieli rodziny TNF lecz nie przez TNF-a. Te dwie drogi aktywacji uczestniczą w odmiennych typach odporności: klasyczna uczestniczy we wrodzonej, alternatywna w nabytej odporność. W zakażeniu mechanizmy odporności wrodzonej zawsze poprzedzają rozwój swoistej odpowiedzi immunologicznej. Obecnie uważa się, że odporność wrodzona pełni funkcję instruktażową dla nabytej odporności, dokonując wstępnej selekcji na czynniki nieszkodliwe i potencjalnie szkodliwe. Odróżnienie potencjalnie szkodliwych patogenów odbywa się prawdopodobnie w oparciu o struktury węglowodanowe, obecne na powierzchni patogenów. Współdziałanie obu systemów potwierdza także pomostowa rola niektórych komórek i cytokin we wrodzonej i nabytej odporności. Badania ostatnich kilku lat wskazują na komórki DC, makrofagi, a także komórki NK, jako główne komórki kształtujące wrodzoną i nabytą odporność. Bezpośredni kontakt DC i NK, prowadzący do dojrzewania DC i aktywacji NK, reguluje wrodzoną i nabytą odporność poprzez zróżnicowanie kinetyki obu procesów.
Inny ssaczy receptor TLR4 zidentyfikowany w 1997 roku u człowieka przez Medzhitova i wsp. Mutacja w tym genie powodowała zwiększoną wrażliwość na infekcje bakteriami Gram-ujemnymi, co pozwoliło wnioskować, że to białko jest odpowiedzialne za rozpoznanie LPS bakterii Gram-ujemnych.
Obecnie znanych jest 11 różnych TLR, a dla większości określone są odpowiednie ligandy i drogi sygnałowania wewnątrzkomórkowego. TLR są to błonowe receptory należące do receptorów rozpoznających wzorce (PRR). Receptory toll-podobne występują w błonie komórkowej (TLR1, TLR2, TLR4, TLR5, TLR6, TLR10 i TLR11), a także wewnątrz komórki w błonie endosomów (TLR3, TLR7, TLR8 i TLR9). 

Kiedy zrobić badania genetyczne przy niskiej odporności?

Jak widać odporność wrodzona czy ta nabyta zależy w dużej mierze od funkcjonowania naszego organizmu (procesów w nim zachodzących zależnych od poprawności funkcjonowania genów).
Kiedy mamy niską odporność wrodzoną i problemy ze wzmocnieniem odporności nabytej może to być przyczyna genetyczna. Któryś gen źle koduje białko, co powoduje, że nasze starania nie przynoszą efektu. W takiej sytuacji warto wykonać badania genetyczne, jest to bardzo ważne w nowotworach, gdyż te choroby znacznie obniżają odporność a co za tym idzie wzrasta podatność na różne infekcje.

Gdzie można pójść do genetyka i zrobić badania genetyczne?

W Onkolmed Lecznica Onkologiczna działa Poradnia Genetyczna, w której przyjmuje bardzo dobry genetyk onkolog dr Dorota Nowakowska.
Podczas wizyty pani doktor przeprowadza szczegółowy wywiad z pacjentem i dokonuje wnikliwej analizy już posiadanych wyników badań. Na podstawie zebranych informacji kieruje pacjenta na badania genetyczne.

W celu umówienia się na konsultację u genetyka, onkologa skontaktuj się z placówką Onkolmed Lecznica Onkologiczna pod numerem telefonu: +48222902337.

Źródła:
biotechnologia.pl/biotechnologia/charakterystyka-odpornosci-wrodzonej-i-nabytej-czyli-powtorka-przed-egzaminem-z-immunologii,15878
phmd.pl/api/files/view/1874.pdf
pl.wikipedia.org/wiki/Receptory_toll-podobne