به گزارش پایگاه اصلاع رسانی بنیان، در بررسی اخیر منتشر شده در ایمونولوژی سلولی و مولکولی، محققان نقش تنظیم کننده گلیکان‌ها و پروتئین‌های متصل شونده به گلیکان (GBPs) را در تعدیل پاسخ‌های ایمنی، به ویژه در زمینه التهاب خود ایمنی و عفونت مزمن مورد بحث قرار دادند.

پیش زمینه

سیستم ایمنی بدن را در برابر تهدیدات خارجی و ناهنجاری‌های داخلی محافظت می‌کند. هر گونه اختلال می‌تواند منجر به التهاب، اختلالات خود ایمنی یا حتی بدخیمی ‌شود. گلیکان‌ها اجزای حیاتی یک سیستم ایمنی کارآمد هستند، زیرا با GBPها مانند لکتین‌ها تعامل می‌کنند تا رابط‌هایی ایجاد کنند که بر فرآیندهای ایمنی مختلف از جمله عفونت و سرطان تأثیر می‌گذارد. گلیکوزیلاسیون پروتئین ارتباط سلولی را به ویژه در داخل سیستم ایمنی تسهیل می‌کند. بنابراین، هر گونه تغییر در گلیکان‌های سلولی می‌تواند منجر به شرایط پاتولوژیک شود. پاتوژن‌ها همچنین از گلیکان‌ها برای ترویج عفونت‌ها استفاده می‌کنند، مکانیسمی‌که اغلب در طول ساخت واکسن مورد استفاده قرار می‌گیرد. گلیکان‌ها می‌توانند خود را از غیر خود دیکته کنند، بنابراین برخی از استراتژی‌های میکروبی و واکنش‌های خود ایمنی را توضیح می‌دهند. با این وجود، تحقیقات بیشتری برای روشن شدن چگونگی تاثیر گلیکان‌ها و GBPها بر پاسخ‌های ایمنی برای درک نقش آن‌ها در التهاب و عفونت مورد نیاز است.

گلیکوزیلاسیون پروتئین

گلیکوزیلاسیون پروتئین، یک تغییر مهم پس از ترجمه، عملکردهای سلولی قابل توجهی را در بافت‌ها و ارگانیسم‌ها تعیین می‌کند. این تغییر گسترده است ، با ناهنجاری‌هایی که در بسیاری از بیماری‌های انسانی یافت می‌شود. گلیکوم شامل تعداد بی‌شماری از گلیکان‌های مرتبط با پروتئین‌ها و لیپیدها است. این گلیکان‌ها فرآیندهایی مانند تا شدن پروتئین، ارتباطات سلولی، رشد و تعاملات ضروری در سیستم ایمنی را هدایت می‌کنند. GBPها، از جمله گالکتین‌ها و لکتین‌های شبه ایمونوگلوبولین متصل به اسید سیالیک (سیگلکس)، اغلب به عنوان کد قند اطلاعات بیولوژیکی در نظر گرفته می‌شوند. درک گلیکوزیلاسیون پروتئین که برای زیست شناسی و پزشکی ضروری است، منوط به ماشین آلات سلولی در شبکه آندوپلاسمی (ER) و محفظه‌های گلیکوزیلاسیون است که به تنوع گلیکوزیلاسیون کمک می‌کنند. گلیکوپروتئین‌های مرتبط با N (N-linked) بخش قابل توجهی از این اصلاح را تشکیل می دهند و برای تعادل سلولی ضروری هستند.(گلیکوزیلاسیون مرتبط با (NLG) N یک فرآیند بیوسنتزی پیچیده است که بلوغ پروتئین‌ها را از طریق مسیر ترشحی تنظیم می‌کند. این تغییر هم‌ترجمه‌ای توسط یک سری واکنش‌های آنزیمی تنظیم می‌شود که منجر به انتقال یک گلیکان هسته از حامل لیپید به یک سوبسترای پروتئینی می‌شود.) در مقایسه، گلیکوپروتئین‌های مرتبط با O (O-Linked)، از جمله موسین، به عملکردهای متنوع مربوط به گلیکوزیلاسیون کمک می‌کنند. (گلیکوپروتئین‌های مرتبط با O معمولا پروتئین‌های بزرگی با جرم مولکولی بیش از 200 کیلو دالتون هستند.) گلیکان‌ها نقش‌های ساختاری، متابولیکی و اطلاعاتی را ایفا می‌کنند زیرا بر بسیاری از فرآیندهای مختلف از بیماری گرفته تا ایمنی تأثیر می‌گذارند. بدیهی است که تغییرات گلیکان به طور قابل توجهی بر مکانیسم‌های بیماری تأثیر می‌گذارد و در نتیجه ممکن است به عنوان نشانگرهای زیستی در سناریوهای بالینی عمل کند.

همگام سازی تحمل ایمنی: گلیکان و GBP

گلیکان‌های موجود در سطح سلول‌های ایمنی را می‌توان با GBPs تفسیر کرد، که متعاقباً منجر به پاسخ‌های ایمنی حیاتی، مانند تعیین خود از غیر خود می‌شود. گلیکان‌ها و GBP‌ها برهمکنش‌های چند وجهی را تشکیل می‌دهند و به عنوان تنظیم کننده‌های اصلی تحمل ایمنی عمل می‌کنند. در این سیستم، GBP‌ها به طور خاص ساختارهای گلیکان خاصی را شناسایی می‌کنند که بر عملکردهایی مانند شناسایی پاتوژن و فعال سازی سلول‌های ایمنی تأثیر می‌گذارد. سه خانواده لکتین، از جمله لکتین‌های نوع C، گالکتین‌ها و سیگلکس‌ها نقش مهمی در تنظیم ایمنی دارند. لکتین‌های نوع C در درجه اول قندهای خاصی را برای کنترل ایمنی ذاتی و تطبیقی تشخیص می‌دهند. گالکتین‌ها، که به‌طور گسترده در سلول‌های ایمنی یافت می‌شوند، با ساختارهای قندی خاصی روی سطوح سلولی تعامل دارند، بنابراین بر عملکردهای مختلف از اندوسیتوز تا سیگنال‌دهی تأثیر می‌گذارند. این پروتئین ها می‌توانند پاسخ‌های ضد التهابی و پیش التهابی را تنظیم کنند. در مقایسه، سیگلکس‌ها با گلیکان‌های حاوی اسید سیالیک، که در فاگوسیتوز و برهمکنش‌های پاتوژن نقش دارند، تعامل دارند.

گلیکان و GBP در عفونت

در فعل و انفعالات میزبان و پاتوژن، فعل و انفعالات سلولی و مولکولی متعددی رخ می‌دهد که بسیاری از آن‌ها شامل گلیکان‌ها و GBP‌ها می‌شوند. برای مثال، در واکنش‌های ایمنی با واسطه آنتی‌بادی، رابطه بین گلیکان و GBP ضروری است، با گلیکان‌های متصل به آنتی‌بادی‌ها که پاسخ‌های پیش التهابی یا ضد التهابی را تعیین می‌کنند. گلیکان‌های میکروبی، که از اپی توپ‌های عامل بیماری زا مانند پروتئین‌ها و اسید دئوکسی ریبونوکلئیک (DNA) متمایز هستند، در تمایز خود و غیر خود حیاتی هستند. پویایی بین گلیکوم‌های پاتوژن و GBP‌های مشتق از میزبان به طور کامل درک نشده است. با این حال، سیستم ایمنی میزبان از GBP‌های مختلف برای شناسایی پاتوژن استفاده می‌کند که بر پاسخ‌های ایمنی ذاتی و تطبیقی تأثیر می‌گذارد. سلول‌های یوکاریوتی مانند قارچ‌ها دارای دستگاه گلیکوزیلاسیون ER و گلژی هستند که گلیکوم N- آن‌ها شبیه سلول‌های پستانداران است. GBP‌های میزبان، از جمله از جمله مولکول چسبندگی بین سلولی خاص سلول دندریتیک ۳، غیر اینتگرین (DC- SIGN) و دکتین- ۱، ساختارهای خاص گلیکان در قارچ ها را تشخیص می‌دهند. به عنوان مثال، تشخیص گلیکان در طول عفونت کاندیدا آلبیکنس بر پاسخ‌های DC انسان تأثیر می‌گذارد. ویروس‌ها از آنزیم‌های میزبان برای گلیکوزیلاسیون با تولید گلیکان‌هایی شبیه به سلول‌های آلوده استفاده می‌کنند. این نوع گلیکوزیلاسیون بر توانایی سیستم ایمنی در تشخیص ویروس‌ها و همچنین توانایی ویروس برای آلوده کردن و فرار از ایمنی تأثیر می‌گذارد. سندرم حاد تنفسی کرونا ویروس 2 (SARS-CoV-2)، عامل بیماری کروناویروس 2019 (COVID-19)، ساختارهای گلیکان مهمی را برای تعامل سلولی نشان می‌دهد. باکتری‌ها نیز همچنین مکانیسم‌های N و O گلیکوزیلاسیون را نشان می‌دهند. مایکوباکتریوم توبرکلوزیس (Mtb) دارای گلیکان‌هایی است که برای عفونت مهم هستند، زیرا درونی‌سازی، کلونی‌سازی و عفونت بیشتر را دیکته می‌کنند. گالکتین‌ها همچنین با گلیکان‌های سطحی باکتری‌ها تعامل دارند و در نتیجه بر حرکت باکتری‌ها و پاسخ‌های ایمنی تأثیر می‌گذارند. این یافته‌ها نشان می‌دهد که شبکه پیچیده‌ای از گلیکان‌ها و GBP‌ها جنبه‌های مختلف عفونت را واسطه می‌کنند.

گلیکان ها و GBP ها در التهاب مزمن و شرایط خودایمنی

در پیشرفت از بافت سالم به بافت ملتهب، تغییرات گلیکوزیلاسیون سلولی مشاهده می‌شود. التهاب و بیماری‌های خودایمنی منجر به تغییرات قابل توجهی در الگوهای گلیکوزیلاسیون سلولی می‌شود، مانند کاهش بیان استیل گلوکوسامینیل ترانسفراز 5 N- (MGAT5) . بیماری التهابی روده (IBD)، یک بیماری شدید دستگاه گوارش، اغلب با ناهنجاری در گلیکوزیلاسیون همراه است. به عنوان مثال، موش‌های بدون گلیکان‌های β1 شاخه‌ای6 N-، بیشتر مستعد ابتلا به کولیت شدید هستند. با این حال، درمان با N- استیل گلوکوزامین (GlcNAc)شدت این وضعیت را کاهش می دهد. گلیکوزیلاسیون همچنین بر فعالیت GBP‌ها از جمله گالکتین‌ها تأثیر می‌گذارد. به عنوان مثال، اختلال در سیگنال دهی گالکتین-1 در بیماران IBD، پیامدهای مهمی‌برای ایمنی روده دارد. در مرحله رفع التهاب خود ایمنی، گلیکان‌ها در بازگرداندن تعادل سلول‌های ایمنی نقش دارند. این فعل و انفعالات پیچیده نشان دهنده نقش مهم گلیکوزیلاسیون در التهاب و اختلالات خود ایمنی است.

نتیجه گیری

در دوران پس از ژنومیک، مطالعه گلیکوم مسیرهای ایمنی ضروری را نشان داده است، بنابراین درک ما از ایمنی ذاتی و سازگار را عمیق تر می‌کند. گلیکان‌ها و GBP ها، مانند گالکتین‌ها و سیگلکس‌ها، کلید این فرآیندها هستند، زیرا نقاط بازرسی ایمنی و عملکرد سلول‌های T را تعدیل می‌کنند، در حالی که پاتوژن‌های مختلف از گلیکان‌ها برای فعل و انفعالات میزبان استفاده می‌کنند. سلول‌های میزبان این ساختارهای گلیکان را منعکس می‌کنند، یا ایمنی را تقویت می‌کنند یا به رفع بیماری کمک می‌کنند. GBP‌ها این تعاملات را رمزگشایی می‌کنند. با این حال، تحقیقات بیشتری برای درک بهتر مفهوم گلیکوایمونولوژی و در نهایت استفاده از این اطلاعات برای پیشرفت‌های درمانی در شرایط مختلف از عفونت تا سرطان مورد نیاز است.

پایان مطلب./