Кіріспе
Иммундық жүйені күшті белсендіретін антиген. Суперантигендер (SAgs) – иммундық жүйені шамадан тыс белсендіретін антигендер класы. Олар Т-клеткаларының ерекше емес белсенділігін тудырады, нәтижесінде поликлоналды Т-клеткаларының белсенділігіне және цитокиндердің көп мөлшерде бөлінуіне әкеледі. Суперантигендер антигенді ұсынатын жасушалардағы (АЖЖ) МГК ақуыздарына және олардың іргелес көмекші Т-жасушаларындағы ТКР-ларға байланысу арқылы әрекет етеді, бұл сигнал беруші молекулаларды біріктіреді және МГК молекуласында көрсетілген пептидке қарамастан Т-жасушаларын белсендіре бастайды. SAgs кейбір патогендік вирустар мен бактериялардың иммундық жүйеге қарсы қорғаныс механизмі ретінде шығарады. Қалыпты антигендік Т-клеткалардың жауабында денедегі Т-клеткаларының 0,0001-0,001% белсендіріледі, ал бұл SAgs денедегі Т-клеткаларының 20%-ға дейін белсендіре алады. Сонымен қатар, Anti CD3 және Anti CD28 антиденелері (CD28 SuperMAB) де өте қуатты суперантигендер болып табылды (олар Т-клеткаларының 100%-ға дейін белсендіре алады). Белсендірілген Т-клеткаларының көп саны SAg-дегі нақты бір эпитопқа қатысты емес, күшті иммундық жауапты тудырады, осылайша бейімделу иммундық жүйесінің негізгі күшінің біріне – жоғары ерекшелікпен антигендерді нысанаға алу қабілетіне нұқсан келтіреді. Ең маңыздысы, белсендірілген Т-клеткаларының көп саны цитокиндердің көп мөлшерін бөліп шығарады, олардың ең маңыздысы – Интерферон гамма. IFN гамманың артық мөлшері макрофагтарды белсендіреді. Белсенді макрофагтар өз кезегінде IL 1, IL 6 және TNF альфа сияқты қабынуға қарсы цитокиндерді аса көп бөліп шығарады. TNF альфа ағзаның қабыну реакциясының бір бөлігі ретінде ерекше маңызды. Әдетте ол аз мөлшерде жергілікті түрде бөлінеді және иммундық жүйеге патогендерді жеңуге көмектеседі. Алайда, ол жүйелі түрде қанға шығарылғанда және жоғары деңгейде (SAg байланысынан туындайтын Т-жасушаларының белсенділігі) ауыр және өмірге қауіп төндіретін симптомдарды, соның ішінде септикалық шокты және көп мүшелік жеткіліксіздікті тудыруы мүмкін.
Superantigens (SAgs) are a class of antigens that result in excessive activation of the immune system. Specifically they cause non specific activation of T cells resulting in polyclonal T cell activation and massive cytokine release. Superantigens act by binding to the MHC proteins on antigen presenting cells (APCs) and to the TCRs on their adjacent helper T cells, bringing the signaling molecules together, and thus leading to the activation of the T cells, regardless of the peptide displayed on the MHC molecule. SAgs are produced by some pathogenic viruses and bacteria most likely as a defense mechanism against the immune system. Compared to a normal antigen induced T cell response where 0.0001 0.001% of the body's T cells are activated, these SAgs are capable of activating up to 20% of the body's T cells. Furthermore, Anti CD3 and Anti CD28 antibodies (CD28 SuperMAB) have also shown to be highly potent superantigens (and can activate up to 100% of T cells). The large number of activated T cells generates a massive immune response which is not specific to any particular epitope on the SAg thus undermining one of the fundamental strengths of the adaptive immune system, that is, its ability to target antigens with high specificity. More importantly, the large number of activated T cells secrete large amounts of cytokines, the most important of which is Interferon gamma. This excess amount of IFN gamma in turn activates the macrophages. The activated macrophages, in turn, over produce proinflammatory cytokines such as IL 1, IL 6 and TNF alpha. TNF alpha is particularly important as a part of the body's inflammatory response. In normal circumstances it is released locally in low levels and helps the immune system defeat pathogens. However, when it is systemically released in the blood and in high levels (due to mass T cell activation resulting from the SAg binding), it can cause severe and life threatening symptoms, including septic shock and multiple organ failure.
Құрылымы
SAG-тер бактериялардың ішінде түзіледі және инфекция кезінде жасуша сыртында пісіп жетілген токсиндер ретінде шығарылады. Бұл бактериялық токсиндердің тізбегі әртүрлі топтар арасында салыстырмалы түрде сақталады. Тізбектей ұқсастықтан гөрі, 3D құрылымы әртүрлі SAG-тер арасында өте ұқсас, нәтижесінде әртүрлі топтарда ұқсас функционалдық әсерлер байқалады. Суперантигендердің кем дегенде 5 тобы бар, олардың байланысу қабілеттері әртүрлі. Энтеротоксиндердің кристалдық құрылымы олардың ықшам, эллипсоид пішіндес ақуыздар екенін көрсетеді. Оларда екі доменді бүктелу үлгісі бар: олигосахарид / олигонуклеотид бүктелуі деп аталатын NH2-терминалды β-цилиндрлі шар тәрізді домен, молекуланың ортасынан диагональ бойынша өтетін ұзын α-спираль және COOH-терминалды шар тәрізді домен.
Емдеу
Медициналық емдеудің басты мақсаты – науқасты гемодинамикалық тұрақтандыру және, егер бар болса, SAgs-ті өндіретін микробты жою. Бұл қан тамырларын қысымдаушы препараттар, сұйықтықтарды қайта жандандыру және антибиотиктерді қолдану арқылы жүзеге асырылады. Иммуноглобулиндер жиынтығы белгілі бір антиденелерді залалсыздандыруға және Т-жасушаларының белсендірілуін болдырмауға қабілетті. Синтетикалық антиденелер мен пептидтер MHC II класындағы SAg байланысу аймақтарын имитациялауға, өзара әрекеттесуді тоқтатуға және Т-жасушаларының белсендірілуін болдырмауға жасалған. SAg домендерінің құрылымы басқа иммуноглобулинді байланыстыратын стрептококк ақуыздарымен (мысалы, E. coli бактериясы өндіретін токсиндермен) салыстырылғанда, домендердің жеке-жеке осы отбасының мүшелеріне ұқсас екені анықталды. Бұл гомология SAgs екі кішкентай β-қабат мотивтерінің рекомбинациясы арқылы пайда болғанын көрсетеді. "Стафилококк суперантигеніне ұқсас" (SSL) токсиндері – SAg-ға құрылымдық жағынан ұқсас секрецияланатын ақуыздар тобы. Олар MHC және TCR-ге байланысудың орнына, туа біткен иммунитеттің әртүрлі компоненттерін, мысалы, комплемент, Fc рецепторларын және миелоидты жасушаларды нысанаға алады. SSL миелоидты жасушаларды нысанаға алудың бір жолы – беткі гликопротеиндердегі сиаллилактозамин гликанымен байланысу. 2017 жылы суперантигеннің гликанмен байланысу қабілеті де бар екені анықталды.
Эндогендік және вирустық SAG
Лимфоциттерді ынталандыратын кіші экзотоксиндер (Mls; ) бастапқыда егеуқұйрықтардың тимустық стромальды жасушаларында табылды. Бұл токсиндер SAg гендерімен кодталады, олар егеуқұйрық сүт безі ісігі вирусынан (MMTV) егеуқұйрық геномына енгізілген. Бұл гендердің егеуқұйрық геномында болуы, егеуқұйрықтың тимуста антигенді, вирустық SAg стимуляциясына осал бета аймағы бар лимфоциттерді теріс таңдау үшін экспресс-регеніне мүмкіндік береді. Соның салдарынан, бұл егеуқұйрықтар өмірінің кейінгі кезеңдерінде вирусқа қарсы иммунитетке ие болады. Екі вирустық суперантигеннің жоғарыда аталған бактериялық суперантигендермен гомологиясы жоқ, және олар бір-бірімен де гомологты емес.