Патоге́н-ассоции́рованные молекуля́рные патте́рны (англ. Pathogen-associated molecular patterns, PAMPs) — короткие молекулярные мотивы, консервативные для определённых групп патогенных микроорганизмов, но отсутствующие у организма-хозяина[1]. Как у животных, так и у растений их распознают рецепторы распознавания паттернов (PRRs), в том числе Toll-подобные рецепторы (TLRs)[2]. Благодаря PAMP иммунная система распознаёт патогены и защищает организм от инфекции.
В начале иммунного ответа запускается секреция воспалительных цитокинов[англ.] и хемокинов[3]. PAMP могут запускать созревание иммунных клеток, которые могут затем перемещаться в лимфоузлы и активировать адаптивный иммунный ответ, в том числе продукцию антител против специфических патогенов[4].
Хотя термин "PAMP" появился относительно недавно (Чарлз Джейнуэй предложил его в 1989 году[5]), идея о существовании молекул патогенных микроорганизмов, которые распознают иммунные рецепторы хозяина, была высказана много десятилетий назад, в более старых источниках вместо "PAMP" можно встретить термин «рецептор эндотоксина». Распознавание PAMPs при помощи PRRs активирует несколько сигнальных каскадов в клетках иммунной системы[6][7].
Функции
Клетки врождённого иммунитета (дендритные клетки, макрофаги, нейтрофилы и другие) экспрессируют PRRs, которые не только обнаруживают PAMPs, но и детектируют молекулярные паттерны, ассоциированные с повреждениями, в тканях организма-хозяина (англ. damage-associated molecular patterns, DAMPs). Среди PRRs наиболее часто PAMPs и DAMPs детектируют TLRs, рецепторы комплемента[англ.] (CR) и рецепторы-мусорщики[англ.] (англ. scavenger receptor), как и некоторые другие группы рецепторов[8]. TLRs обеспечивают связь между врождённым и адаптивным иммунитетом, поскольку активация TLRs приводит к секреции цитокинов и хемокинов, которые воздействуют на лимфоциты. Точнее, цитокины и хемокины действуют на дендритные клетки, которые активируют T-клетки, которые способствуют секреции антител B-клетками. Все эти взаимодействия были бы невозможным без связывания PAMPs с PRR[9].
Типы
В качестве PAMPs могут выступать самые разные молекулы, включая гликаны и гликоконъюгаты[10]. Компонент бактериального жгутика флагеллин распознаётся TLR5 за его константный домен, D1[7]. TLR3 распознаёт нуклеиновые кислоты, ассоциированные с вирусами, такие как двуцепочечная РНК, а неметилированные мотивы CpG[англ.] детектирует TLR9[11]. Вирусные гликопротеины, входящие в состав вирусной оболочки, как и поверхностные PAMPs грибного происхождения распознаются TLR2 и TLR4[12]. TLR4 распознаёт антиген грамотрицательных бактерий липополисахарид, или эндотоксин (первый представитель PAMPs), благодаря особому молекулярному мотиву в его липидной части. Компонент бактериальной клеточной стенки пептидогликан распознаётся TLR2, как правило, в виде димера с TLR1 или TLR6[13][12].
Гетеродимер TLR2 с TLR1 или TLR6 распознаёт несколько PAMPs: липотейхоевая кислота, входящая в состав клеточной стенки грамположительных бактерий[14], бактериальные липопротеины (такие как растворимые в феноле факторы Staphylococcus epidermidis[англ.]), а также компонент клеточной стенки дрожжей зимозан[англ.]. Липотейхоевая кислота запускает не такой сильный иммунный ответ, как липопептиды, поскольку их распознаёт один рецептор (TLR2), а не гетеродимер[13][12][5].
В распознавании вирусных PAMPs принимают участие TLRs, RIG-I-подобные рецепторы (RLRs), рецепторы лектинов C-типа (CLRs), а также инфламмасомы и другие внутриклеточные сенсоры ДНК[9]. CLRs экспрессируются в основном миелоидными клетками, а RLRs локализуются в цитоплазме, где преимущественно детектируют вирусную РНК. Поскольку вирусные инфекции затрагивают цитоплазму заражённой клетки, TLRs, участвующие в распознавании вирусов, локализованы внутри клеток. TLR3 распознаёт двуцепочечную ДНК, а TLR7 и TLR8 реагируют на одноцепочечную РНК. Вирусы располагают многочисленными защитными механизмами, позволяющими им ускользать от перечисленных белков[15][9].
Примечания
- ↑ Tang D., Kang R., Coyne C. B., Zeh H. J., Lotze M. T. PAMPs and DAMPs: signal 0s that spur autophagy and immunity. (англ.) // Immunological Reviews. — 2012. — September (vol. 249, no. 1). — P. 158—175. — doi:10.1111/j.1600-065X.2012.01146.x. — PMID 22889221. — PMC 3662247. [исправить]
- ↑ Ingle R. A., Carstens M., Denby K. J. PAMP recognition and the plant-pathogen arms race. (англ.) // BioEssays : News And Reviews In Molecular, Cellular And Developmental Biology. — 2006. — September (vol. 28, no. 9). — P. 880—889. — doi:10.1002/bies.20457. — PMID 16937346. [исправить]
- ↑ Ciaston I., Dobosz E., Potempa J., Koziel J. The subversion of toll-like receptor signaling by bacterial and viral proteases during the development of infectious diseases. (англ.) // Molecular Aspects Of Medicine. — 2022. — December (vol. 88). — P. 101143—101143. — doi:10.1016/j.mam.2022.101143. — PMID 36152458. — PMC 9924004. [исправить]
- ↑ Lester S. N., Li K. Toll-like receptors in antiviral innate immunity. (англ.) // Journal Of Molecular Biology. — 2014. — 20 March (vol. 426, no. 6). — P. 1246—1264. — doi:10.1016/j.jmb.2013.11.024. — PMID 24316048. — PMC 3943763. [исправить]
- ↑ 1 2 Silva-Gomes S (2014). Pathogen-Associated Molecular Patterns (PAMPs). In Parnham M, Decout A, Nigou J (eds.). Encyclopedia of Inflammatory Diseases (англ.). Basel: Springer. pp. 1–16. doi:10.1007/978-3-0348-0620-6_35-1. ISBN 978-3-0348-0620-6. Дата обращения: 10 марта 2023.
- ↑ Pichlmair A., Reis e Sousa C. Innate recognition of viruses. (англ.) // Immunity. — 2007. — September (vol. 27, no. 3). — P. 370—383. — doi:10.1016/j.immuni.2007.08.012. — PMID 17892846. [исправить]
- ↑ 1 2 Akira S., Uematsu S., Takeuchi O. Pathogen recognition and innate immunity. (англ.) // Cell. — 2006. — 24 February (vol. 124, no. 4). — P. 783—801. — doi:10.1016/j.cell.2006.02.015. — PMID 16497588. [исправить]
- ↑ Hidayat Rachmat. The Role of Pattern Recognition Receptor (PRR) in the Body's Defense System: A Narrative Literature Review (англ.) // Open Access Indonesian Journal of Medical Reviews. — 2023. — 8 May (vol. 3, no. 2). — P. 394—397. — ISSN 2807-6257. — doi:10.37275/oaijmr.v3i2.300. [исправить]
- ↑ 1 2 3 Carty M., Guy C., Bowie A. G. Detection of Viral Infections by Innate Immunity. (англ.) // Biochemical Pharmacology. — 2021. — January (vol. 183). — P. 114316—114316. — doi:10.1016/j.bcp.2020.114316. — PMID 33152343. [исправить]
- ↑ Maverakis E., Kim K., Shimoda M., Gershwin M. E., Patel F., Wilken R., Raychaudhuri S., Ruhaak L. R., Lebrilla C. B. Glycans in the immune system and The Altered Glycan Theory of Autoimmunity: a critical review. (англ.) // Journal Of Autoimmunity. — 2015. — February (vol. 57). — P. 1—13. — doi:10.1016/j.jaut.2014.12.002. — PMID 25578468. [исправить]
- ↑ Mahla R. S., Reddy M. C., Prasad D. V., Kumar H. Sweeten PAMPs: Role of Sugar Complexed PAMPs in Innate Immunity and Vaccine Biology. (англ.) // Frontiers In Immunology. — 2013. — 2 September (vol. 4). — P. 248—248. — doi:10.3389/fimmu.2013.00248. — PMID 24032031. — PMC 3759294. [исправить]
- ↑ 1 2 3 Janeway Jr. C. A., Medzhitov R. Innate immune recognition. (англ.) // Annual Review Of Immunology. — 2002. — Vol. 20. — P. 197—216. — doi:10.1146/annurev.immunol.20.083001.084359. — PMID 11861602. [исправить]
- ↑ 1 2 Dammermann W., Wollenberg L., Bentzien F., Lohse A., Lüth S. Toll like receptor 2 agonists lipoteichoic acid and peptidoglycan are able to enhance antigen specific IFNγ release in whole blood during recall antigen responses. (англ.) // Journal Of Immunological Methods. — 2013. — 31 October (vol. 396, no. 1-2). — P. 107—115. — doi:10.1016/j.jim.2013.08.004. — PMID 23954282. [исправить]
- ↑ Silhavy T. J., Kahne D., Walker S. The bacterial cell envelope. (англ.) // Cold Spring Harbor Perspectives In Biology. — 2010. — May (vol. 2, no. 5). — P. 000414—000414. — doi:10.1101/cshperspect.a000414. — PMID 20452953. — PMC 2857177. [исправить]
- ↑ Carty M., Bowie A. G. Recent insights into the role of Toll-like receptors in viral infection. (англ.) // Clinical And Experimental Immunology. — 2010. — September (vol. 161, no. 3). — P. 397—406. — doi:10.1111/j.1365-2249.2010.04196.x. — PMID 20560984. — PMC 2962956. [исправить]
