Articulo de referencia

Patrón molecular asociado a patógenos

Los patrones moleculares asociados a patógenos ( PAMP ) son pequeños motivos moleculares conservados dentro de una clase de microbios, pero ausentes en el huésped. [ 1 ] Son rec...

Los patrones moleculares asociados a patógenos ( PAMP ) son pequeños motivos moleculares conservados dentro de una clase de microbios, pero ausentes en el huésped. [ 1 ] Son reconocidos por los receptores tipo Toll (TLR) y otros receptores de reconocimiento de patrones (PRR) tanto en plantas como en animales. [ 2 ] Esto permite que el sistema inmunitario innato reconozca los patógenos y, por lo tanto, proteja al huésped de la infección. [ 3 ] : 494

Esta iniciación de la respuesta inmune consiste en la secreción de citocinas y quimiocinas inflamatorias. [ 4 ] Los PAMP pueden iniciar la maduración de las células inmunes, que pueden viajar al ganglio linfático primario y activar el sistema inmunitario adaptativo que implica la producción de anticuerpos contra antígenos específicos. [ 5 ]

Aunque el término "PAMP" es relativamente nuevo, el concepto de que las moléculas derivadas de microbios deben ser detectadas por receptores de organismos multicelulares se ha mantenido durante muchas décadas, y se encuentran referencias a un "receptor de endotoxinas" en gran parte de la literatura antigua. El reconocimiento de los PAMP por los PRR desencadena la activación de varias cascadas de señalización en las células inmunitarias del huésped, como la estimulación de interferones (IFN) [ 6 ] u otras citocinas [ 7 ] .

Función en el sistema inmunitario

Las células que promueven la inmunidad innata (células dendríticas, macrófagos, neutrófilos, etc.) expresan PRR. Los PRR no solo detectan PAMP, sino también patrones moleculares asociados al daño derivados del huésped o DAMP , que son productos del daño tisular. Los receptores tipo Toll (TLR), los receptores del complemento (CR) y los receptores depuradores se encuentran entre los muchos tipos de PRR que monitorean el entorno celular en busca de invasores y daños. [ 8 ] Los sistemas inmunitarios innato y adaptativo están conectados a través de los TLR porque conducen a la secreción de citocinas y quimiocinas que ayudan a reclutar linfocitos.

Inmunidad innata

When an antigen breaches the protective barrier (e.g. skin, body hair, or gastrointestinal tract) and enters the tissue or the bloodstream, the initial response is known as the innate immune system.[9] PAMPs are critical to the initiation of the innate immune system because they recognize the danger, which will result in a response against the threat. PAMPs interacting with PRRs initiate signaling pathways that produce chemokines and pro-inflammatory cytokines–creating an inflammatory environment.[10]

The cytokines and chemokines secreted lead to the translocation of dendritic cells that activate T cells, which "help" B-cells secrete antigen-specific antibodies, which is associated with the adaptive immune response. None of these events can occur without the PRR–PAMPs interaction.[11]

Types

A vast array of different types of molecules can serve as PAMPs, including glycans and glycoconjugates.[12] Flagellin is also another PAMP that is recognized via the constant domain, D1 by TLR5.[13] Despite being a protein, its N- and C-terminal ends are highly conserved, due to its necessity for function of flagella.[14]Nucleic acid variants normally associated with viruses, such as double-stranded RNA (dsRNA), are recognized by TLR3 and unmethylated CpG motifs are recognized by TLR9.[15] The CpG motifs must be internalized in order to be recognized by TLR9.[14] Viral glycoproteins, as seen in the viral-envelope, as well as fungal PAMPS on the cell surface or fungi are recognized by TLR2 and TLR4.[14]

Gram-negative bacteria

Los lipopolisacáridos bacterianos (LPS), también conocidos como endotoxinas , se encuentran en las membranas celulares de las bacterias gramnegativas , [ 16 ] y se consideran la clase prototípica de PAMP. La porción lipídica del LPS, el lípido A , contiene una estructura de diglicolamina con múltiples cadenas acilo. Este es el motivo estructural conservado que reconoce el TLR4, en particular el complejo TLR4-MD2. [ 17 ] [ 18 ] Los microbios tienen dos estrategias principales para intentar evadir el sistema inmunitario: enmascarar el lípido A o dirigir su LPS hacia un receptor inmunomodulador. [ 17 ]

El peptidoglicano (PG) también se encuentra dentro de las paredes de la membrana de las bacterias gramnegativas [ 19 ] y es reconocido por TLR2, que generalmente está en un heterodímero con TLR1 o TLR6 . [ 20 ] [ 14 ]

bacterias Gram positivas

El ácido lipoteicoico (LTA) de bacterias grampositivas , las lipoproteínas bacterianas (sBLP), un factor soluble en fenol de Staphylococcus epidermidis y un componente de las paredes de la levadura llamado zimósano , son reconocidos por un heterodímero de TLR2 [ 20 ] y TLR1 o TLR6. [ 14 ] Sin embargo, los LTA dan lugar a una respuesta proinflamatoria más débil en comparación con los lipopéptidos, ya que solo son reconocidos por TLR2 en lugar del heterodímero. [ 17 ]

virus

El ADN viral, el ARN viral y el CpG son los PAMP asociados a los virus. Los PRR que detectan virus son los TLR, los RLR (receptores tipo Rig-I), los CLR (receptores de lectina tipo C) y los inflamasomas/sensores de ADN. [ 21 ] Los CLR se localizan principalmente en las células mieloides, y los RLR son citoplasmáticos, detectando principalmente el ARN viral. Los TLR pueden estar ubicados en la superficie celular y en la membrana endosomal. Las infecciones bacterianas pueden ser intracelulares y extracelulares, mientras que las infecciones virales son mayoritariamente intracelulares, por lo que los TLR endosomales son los más asociados a la detección de virus. [ 22 ]

TLR3 reconoce el ARN bicatenario (dsRNA), mientras que TLR7 y TLR8 detectan el ARN monocatenario (ssRNA). La detección de ADN CpG hipometilado por parte de TLR9 podría diferenciar los virus de las moléculas propias debido al mayor contenido de CpG en los virus. El reconocimiento de los PAMP por TLR desencadena vías de señalización. Los virus pueden evadir la respuesta inmunitaria interactuando con proteínas en estas vías de señalización. Al atacar las proteínas implicadas en estas vías, los virus pueden intentar evitar su destrucción. [ 21 ]

Micobacterias

Las micobacterias son bacterias intracelulares que sobreviven en los macrófagos del huésped . La pared micobacteriana está compuesta de lípidos y polisacáridos y también contiene altas cantidades de ácido micólico. Los componentes purificados de la pared celular de las micobacterias activan principalmente TLR2 y también TLR4 . El lipomanano y el lipoarabinomanano son lipoglicanos inmunomoduladores potentes. [ 23 ] TLR2 en asociación con TLR1 puede reconocer antígenos de lipoproteínas de la pared celular de Mycobacterium tuberculosis , que también inducen la producción de citocinas por los macrófagos . [ 24 ] TLR9 puede ser activado por el ADN micobacteriano.

Historia

Introducido por primera vez por Charles Janeway en 1989, el PAMP se utilizó para describir componentes microbianos que se considerarían extraños en un huésped multicelular. [ 17 ] El término "PAMP" ha sido criticado debido a que la mayoría de los microbios, no solo los patógenos, expresan las moléculas detectadas; por lo tanto, se ha propuesto el término patrón molecular asociado a microbios (MAMP) . [ 25 ] [ 26 ] [ 27 ] Se ha propuesto una señal de virulencia capaz de unirse a un receptor de patógeno, en combinación con un MAMP, como una forma de constituir un PAMP (específico de patógeno). [ 28 ] La inmunología vegetal frecuentemente trata los términos "PAMP" y "MAMP" indistintamente, considerando su reconocimiento como el primer paso en la inmunidad vegetal, PTI (inmunidad desencadenada por PAMP), una respuesta inmune relativamente débil que ocurre cuando la planta huésped no reconoce también efectores patógenos que la dañan o modulan su respuesta inmune. [ 29 ]

Véase también

Referencias

  1. Tang D, Kang R, Coyne CB, Zeh HJ, Lotze MT (septiembre de 2012). "PAMPs y DAMPs: señales 0 que estimulan la autofagia y la inmunidad" . Immunological Reviews . 249 (1): 158–175 . doi : 10.1111/j.1600-065X.2012.01146.x . PMC 3662247. PMID 22889221 .  
  2. Ingle RA, Carstens M, Denby KJ (septiembre de 2006). "Reconocimiento de PAMP y la carrera armamentística planta-patógeno". BioEssays . 28 (9): 880– 889. doi : 10.1002/bies.20457 . PMID 16937346. S2CID 26861625 .  
  3. Levinson W (2016). Revisión de microbiología médica e inmunología (14.ª ed.). Nueva York: McGraw-Hill Education. ISBN  978-0-07-184574-8OCLC 951918628 
  4. Ciaston I, Dobosz E, Potempa J, Koziel J (diciembre de 2022). "La subversión de la señalización del receptor tipo Toll por proteasas bacterianas y virales durante el desarrollo de enfermedades infecciosas" . Aspectos moleculares de la medicina . 88 101143. doi : 10.1016/j.mam.2022.101143 . PMC 9924004. PMID 36152458 .  
  5. Lester SN, Li K (marzo de 2014). "Receptores tipo Toll en la inmunidad innata antiviral" . Journal of Molecular Biology . Inmunidad innata antiviral (Parte II). 426 (6): 1246– 1264. doi : 10.1016/j.jmb.2013.11.024 . PMC 3943763. PMID 24316048 .  
  6. Pichlmair A, Reis e Sousa C (septiembre de 2007). "Reconocimiento innato de virus" . Immunity . 27 (3): 370– 383. doi : 10.1016/j.immuni.2007.08.012 . PMID 17892846 . 
  7. Akira S, Uematsu S, Takeuchi O (febrero de 2006). "Reconocimiento de patógenos e inmunidad innata" . Cell . 124 (4): 783–801 . doi : 10.1016/j.cell.2006.02.015 . PMID 16497588 . 
  8. Maritska Z, Hidayat R (2023-05-08). "El papel del receptor de reconocimiento de patrones (PRR) en el sistema de defensa del cuerpo: una revisión narrativa de la literatura" . Revista indonesia de revisiones médicas de acceso abierto . 3 (2): 365– 368. doi : 10.37275/oaijmr.v3i2.300 . ISSN 2807-6257 . 
  9. "Khan Academy" . www.khanacademy.org . Consultado el 10 de marzo de 2025 .
  10. Li D, Wu M (2021-08-04). "Receptores de reconocimiento de patrones en la salud y las enfermedades" . Signal Transduction and Targeted Therapy . 6 (1) 291: 1– 24. doi : 10.1038/s41392-021-00687-0 . ISSN 2059-3635 . PMC 8333067 .  
  11. Carty M, Guy C, Bowie AG (2021-01-01). "Detección de infecciones virales por inmunidad innata" . Farmacología bioquímica . 183 114316. doi : 10.1016/j.bcp.2020.114316 . hdl : 2262/98535 . ISSN 0006-2952 . PMID 33152343 .  
  12. Maverakis E, Kim K, Shimoda M, Gershwin ME, Patel F, Wilken R, et al. (febrero de 2015). "Glicanos en el sistema inmunitario y la teoría de los glicanos alterados de la autoinmunidad: una revisión crítica" . Journal of Autoimmunity . 57 (6): 1– 13. doi : 10.1016/j.jaut.2014.12.002 . PMC 4340844. PMID 25578468 .   
  13. Akira S, Uematsu S, Takeuchi O (febrero de 2006). "Reconocimiento de patógenos e inmunidad innata" . Cell . 124 (4): 783–801 . doi : 10.1016/j.cell.2006.02.015 . PMID 16497588. S2CID 14357403 .  
  14. 1 2 3 4 5 Janeway CA, Medzhitov R (abril de 2002). "Reconocimiento inmune innato". Annual Review of Immunology . 20 (1): 197– 216. doi : 10.1146/annurev.immunol.20.083001.084359 . PMID 11861602. S2CID 39036433 .  
  15. Mahla RS, Reddy MC, Prasad DV, Kumar H (septiembre de 2013). "Endulzando PAMPs: Papel de los PAMPs complejos de azúcar en la inmunidad innata y la biología de las vacunas" . Frontiers in Immunology . 4 : 248. doi : 10.3389/fimmu.2013.00248 . PMC 3759294. PMID 24032031 .  
  16. Silhavy TJ, Kahne D, Walker S (mayo de 2010). " La envoltura celular bacteriana" . Cold Spring Harbor Perspectives in Biology . 2 (5) a000414. doi : 10.1101/cshperspect.a000414 . PMC 2857177. PMID 20452953 .  
  17. 1 2 3 4 Silva-Gomes S (2014). "Patrones moleculares asociados a patógenos (PAMPs)" . En Parnham M, Decout A, Nigou J (eds.). Enciclopedia de enfermedades inflamatorias . Basilea: Springer. pp. 1–16 . doi : 10.1007/978-3-0348-0620-6_35-1 . ISBN  978-3-0348-0620-6. Consultado el 10 de marzo de 2023 .
  18. Ahmad-Nejad P, Häcker H, Rutz M, Bauer S, Vabulas RM, Wagner H (julio de 2002). "El ADN-CpG bacteriano y los lipopolisacáridos activan los receptores tipo Toll en distintos compartimentos celulares" . European Journal of Immunology . 32 (7): 1958– 1968. doi : 10.1002/1521-4141(200207)32:7 < 1958::AID-IMMU1958 > 3.0.CO ; 2 -U . PMID 12115616. S2CID 31631310 .  
  19. Silhavy TJ, Kahne D, Walker S (mayo de 2010). " La envoltura celular bacteriana" . Cold Spring Harbor Perspectives in Biology . 2 (5) a000414. doi : 10.1101/cshperspect.a000414 . PMC 2857177. PMID 20452953 .  
  20. 1 2 Dammermann W, Wollenberg L, Bentzien F, Lohse A, Lüth S (octubre de 2013). "Los agonistas del receptor tipo Toll 2, ácido lipoteicoico y peptidoglicano, pueden mejorar la liberación de IFNγ específica de antígeno en sangre total durante las respuestas de antígeno de memoria". Journal of Immunological Methods . 396 ( 1–2 ): 107–115 . doi : 10.1016/j.jim.2013.08.004 . PMID 23954282 . 
  21. 1 2 Carty M, Guy C, Bowie AG (2021-01-01). "Detección de infecciones virales por inmunidad innata" . Farmacología bioquímica . 183 114316. doi : 10.1016/j.bcp.2020.114316 . hdl : 2262/98535 . ISSN 0006-2952 . PMID 33152343 .  
  22. Carty M, Bowie AG (16 de agosto de 2010). "Perspectivas recientes sobre el papel de los receptores tipo Toll en la infección viral" . Inmunología Clínica y Experimental . 161 (3): 397– 406. doi : 10.1111/ j.1365-2249.2010.04196.x . ISSN 1365-2249 . PMC 2962956. PMID 20560984 .   
  23. Quesniaux V, Fremond C, Jacobs M, Parida S, Nicolle D, Yeremeev V, et al. (agosto de 2004). "Vías de los receptores tipo Toll en las respuestas inmunitarias a las micobacterias" . Microbes and Infection . 6 (10): 946– 959. doi : 10.1016/j.micinf.2004.04.016 . PMID 15310472 .  
  24. Thoma-Uszynski S, Stenger S, Takeuchi O, Ochoa MT, Engele M, Sieling PA, et al. (febrero de 2001). "Inducción de actividad antimicrobiana directa a través de receptores tipo Toll de mamíferos". Science . 291 (5508): 1544– 1547. Bibcode : 2001Sci...291.1544T . doi : 10.1126/science.291.5508.1544 . PMID 11222859 .  
  25. Koropatnick TA, Engle JT, Apicella MA, Stabb EV, Goldman WE, McFall-Ngai MJ (noviembre de 2004). "Desarrollo mediado por factores microbianos en un mutualismo huésped-bacteria". Science . 306 ( 5699): 1186– 1188. Bibcode : 2004Sci...306.1186K . doi : 10.1126/science.1102218 . PMID 15539604. S2CID 41603462 .  
  26. Ausubel FM (octubre de 2005). " ¿ Se conservan las vías de señalización inmune innata en plantas y animales?". Nature Immunology . 6 (10): 973– 979. doi : 10.1038/ni1253 . PMID 16177805. S2CID 7451505 .  
  27. Didierlaurent A, Simonet M, Sirard JC (junio de 2005). "Plasticidad innata y adquirida del sistema inmunitario intestinal" . Cellular and Molecular Life Sciences . 62 (12): 1285–1287 . doi : 10.1007/s00018-005-5032-4 . PMC 1865479. PMID 15971103 .  
  28. Rumbo M, Nempont C, Kraehenbuhl JP, Sirard JC (mayo de 2006). "Interacción mucosa entre bacterias comensales y patógenas: lecciones de la flagelina y el receptor tipo Toll 5". FEBS Letters . 580 (12): 2976– 2984. Bibcode : 2006FEBSL.580.2976R . CiteSeerX 10.1.1.320.8479 . doi : 10.1016/ j.febslet.2006.04.036 . PMID 16650409. S2CID 14300007 .   (Texto completo disponible gratuitamente)
  29. Jones JD, Dangl JL (noviembre de 2006). "El sistema inmunitario de las plantas" . Nature . 444 (7117): 323– 329. Bibcode : 2006Natur.444..323J . doi : 10.1038/nature05286 . PMID 17108957 . 

Lecturas adicionales

  • Maverakis E, Kim K, Shimoda M, Gershwin ME, Patel F, Wilken R, et  al. (febrero de 2015). "Glicanos en el sistema inmunitario y la teoría de los glicanos alterados de la autoinmunidad: una revisión crítica" . Journal of Autoimmunity . 57 : 1–13 . doi : 10.1016/j.jaut.2014.12.002 . PMC 4340844. PMID 25578468 .