Lektyna wiążąca mannozę: charakterystyka biologiczna i rola w podatności na infekcje i uszkodzenia związane z niedokrwieniem i Reperfuzją u krytycznie chorych noworodków

Streszczenie

lektyna wiążąca mannozę (MBL) należy do rodziny leków kolektynowych, należących do układu odporności wrodzonej. Genetyczne, biologiczne i kliniczne właściwości MBL były szeroko badane przez ostatnie dziesięciolecia, chociaż niektóre interesujące aspekty jego potencjalnego znaczenia klinicznego są nadal słabo poznane. Niskie krążące stężenia MBL wiązały się ze zwiększonym ryzykiem zakażenia i słabym wynikiem neurologicznym u noworodków. Z drugiej strony, nadmierna i niekontrolowana reakcja zapalna jelita noworodka po ekspozycji na bakterie luminalne, prowadząca do zwiększonej produkcji MBL, może być zaangażowana w wystąpienie martwiczego zapalenia jelit. Celem niniejszego przeglądu jest podsumowanie aktualnej wiedzy na temat genetycznych i biologicznych cech MBL i jego roli w podatności na infekcje i uszkodzenia tkanek związane z niedokrwieniem i reperfuzją, aby lepiej zbadać jego znaczenie kliniczne w okresie okołoporodowym i możliwe przyszłe zastosowania terapeutyczne.

1. Wprowadzenie

lektyna wiążąca mannozę (MBL) jest białkiem wrodzonego układu odpornościowego, należącym do rodziny collectin, zdolnym do wdrażania różnych działań przeciwbakteryjnych. Rozpoznaje i wiąże różne patogeny (w tym bakterie, wirusy, grzyby i pasożyty), zapewniając ochronę przed inwazją drobnoustrojów gospodarza . Chociaż kliniczne skutki niedoboru MBL i jego związek z wieloma różnymi chorobami zostały szeroko zbadane, kliniczne znaczenie niskiego stężenia MBL w surowicy u zdrowych osób jest nadal dyskutowane. Obraz jest obrazem mozaiki, ponieważ badania sugerują szkodliwy lub korzystny lub brak wpływu niskiego lub wysokiego stężenia MBL w surowicy na podatność na różne choroby. We wczesnym życiu niewydolność MBL wydaje się mieć znaczenie kliniczne w obecności niedoboru odporności i gdy układ odpornościowy jest szczególnie osłabiony . Kolejno, MBL może odgrywać kluczową rolę w pierwszej linii obrony w okresie noworodkowym, kiedy przeciwciała pochodzące od matki znikają, a własny układ odpornościowy dziecka jest niedojrzały . W tym samym okresie życia MBL wydaje się również odgrywać rolę w kontaktowym kierowaniu migracją neuronów, rozpoznawaniem interneuronalnym, mielinizacją i zaostrzeniem bariery komórkowej wyściółki .

podczas gdy niskie stężenia MBL w surowicy były związane ze zwiększonym ryzykiem posocznicy szpitalnej i ryzykiem neurologicznym u noworodków, ostatnie badania przeprowadzone na gryzoniach potwierdzają rolę MBL w nasileniu uszkodzenia tkanek (mięśnia sercowego, przewodu pokarmowego, mózgu i nerek) w przebiegu niedokrwienia-reperfuzji, poprzez aktywację ścieżki lektynowej dopełniacza. Zgodnie z tymi danymi, odkryliśmy, że genotypy MBL-2 związane z wysokim poziomem MBL w surowicy stanowią czynnik ryzyka martwiczego zapalenia jelit (NEC) u noworodków przedwcześnie urodzonych .

podsumowując, rola MBL, dokładne znaczenie kliniczne różnych haplotypów MBL oraz, kolejno, związane z tym poziomy MBL w surowicy są nadal słabo poznane i wymagają dalszego wyjaśnienia. Ponadto nadal nie jest jasne, czy egzogenne podawanie MBL może mieć ochronny lub raczej szkodliwy wpływ na organizm gospodarza .

celem niniejszego przeglądu jest podsumowanie aktualnej wiedzy na temat klinicznej roli MBL, zwłaszcza w okresie okołoporodowym, oraz zajęcie się kontrowersyjnymi kwestiami, omawiając na końcu jego możliwe przyszłe zastosowania terapeutyczne.

2. MBL: Białko i właściwości biologiczne

produkt ludzkiego genu mbl2 jest polipeptydem 24 kD charakteryzującym się sekwencją 248-aminokwasową, z czterema odrębnymi regionami, regionem N-końcowym bogatym w cysteinę, domeną kolagenową, krótką α-spiralną domeną zwojową, tak zwanym regionem szyi i domeną rozpoznawania węglowodanów i tworzy wybitną kulistą głowę cząsteczki. Trzy łańcuchy polipeptydowe tworzą potrójną helisę przez region kolagenowy, stabilizowaną przez interakcję hydrofobową i wiązania dwusiarczkowe między łańcuchami wewnątrz regionu N-końcowego bogatego w cysteinę. Ta forma trimeryczna jest podstawową podjednostką strukturalną wszystkich krążących form MBL. Większe cząsteczki można otrzymać przez oligomeryzację podjednostek homotrimerycznych (Fig.1). Wysoce uporządkowana struktura oligomeryczna, odstępy i orientacja domen rozpoznawania węglowodanów określają, do czego ligandy MBL mogą celować i są niezbędne dla jego funkcji. Poprzez domenę rozpoznawania węglowodanów MBL wiąże się ze specyficznymi węglowodanami, takimi jak mannoza lub N-acetyloglukozamina, które są wystawione na powierzchnię wielu patogenów, takich jak bakterie, wirusy, pasożyty i grzyby . Z tego powodu MBL należy do grupy tak zwanych „cząsteczek rozpoznawania wzorców”, które pośredniczą w przedwczesnej aktywacji odpowiedzi immunologicznej. MBL jest produkowany przez wątrobę i uwalniany w surowicy w warunkach stresu jako białko fazy ostrej zależne od wapnia. W odpowiedzi na zakażenia zgłaszano znamienne zwiększenie stężenia leku we krwi. Podczas stanów zapalnych MBL może również opuścić strumień krwi z powodu wycieku naczyniowego i może być wykryty w śluzie ucha środkowego, w wydzielinie górnych dróg oddechowych, w zapalnym płynie maziowym iw normalnym płynie amnonowym . MBL aktywuje makrofagi, wzmacnia fagocytozę i odgrywa rolę w aktywacji dopełniacza poprzez indukcję szlaku lektynowego niezależnego od przeciwciał . W szczególności MBL, we współpracy z trzema proteazami serynowymi związanymi z MBL (MASPs 1, 2 i 3), jest w stanie zainicjować lektynową ścieżkę aktywacji dopełniacza, uwalniania cytokin i czynników krzepnięcia. Pojedyncza jednostka MASP została początkowo zidentyfikowana i scharakteryzowana jako proteaza ze zdolnością do rozszczepiania białek dopełniacza C4, C2 i C3 . MASP był rzeczywiście mieszaniną dwóch pokrewnych, ale odrębnych proteaz, MASP – 1 i MASP-2 . Trzecia proteaza, MASP-3, jest również związana z MBL . Powszechnie uważa się, że MASP-2 jest inicjatorem szlaku lektyny-dopełniacza, podczas gdy rola innych masp jest nadal niepewna . Maspy dodatkowo tworzą aktywne kompleksy z Fikoliną-1 (M-Fikolina), Fikoliną-2 (L-Fikolina) i Fikoliną-3 (H-Fikolina), które są również kolagenami obronnymi .

Rysunek 1

Gen MBL i struktura MBL. Organizacja genu MBL znajduje się na chromosomie 10q21. Wskazano dwa polimorfizmy promotorowe na pozycjach -550 i -221. Trzeci polimorfizm znajduje się w pozycji +4. Ekson 1 genu koduje nieprzetłumaczony region (UR), peptyd sygnałowy (SP) i region sieciowania (C-LR) N-końcowego i pierwszej części regionu kolagenowego (CR) z mutacjami zasadowymi, które powodują wytwarzanie wariantów MBL. Drugi Egzon koduje pozostałą część obszaru kolagenowego (CR), w tym zakłócenie powtórzenia Gly-X-Y. Trzeci Egzon koduje region szyi (NR). Ostatni Egzon koduje domenę rozpoznawania węglowodanów (CRD). Podjednostka MBL składa się z trzech pojedynczych peptydów.

w przypadku uszkodzenia tkanek po niedokrwieniu-reperfuzji, MBL szybko osadza się na komórkach docelowych i tworzy kompleks IgM-MBL, gdy tylko specyficzne autoreaktywne IgM wiąże się z odsłoniętymi antygenami tkankowymi i uruchamia aktywację dopełniacza w fazie ostrej, zwiększając rozszczepienie C3 . Niewielkie ilości MBL są również wytwarzane w narządach innych niż wątroba , takich jak mózg , nerki , śledziona , migdałki, grasica , jelito cienkie , jądra , jajniki i pochwa , co sugeruje, że miejscowa ekspresja MBL może mieć znaczenie w lokalnej obronie immunologicznej.

3. MBL: genetyka

w 1989 r. struktura genu MBL i białka została zidentyfikowana przez Taylora i Sastry ’ ego . Ludzki gen MBL (mbl2) został sklonowany i zsekwencjonowany i znajduje się w chromosomie 10q11.1–q21. Porównanie genomowej sekwencji nukleotydowej MBL2 z sekwencją cDNA wykazało, że region kodujący białko składa się z czterech eksonów przerywanych trzema intronami o wielkości odpowiednio 600, 1350 i 800 par zasad. Ekson 1 koduje peptyd sygnałowy, domenę bogatą w cysteinę i siedem kopii powtarzającego się motywu glicyny-Xaa-Yaa typowego dla tworzenia potrójnej helisy struktur kolagenowych (Xaa i Yaa oznaczają dowolny aminokwas). Wzór ten jest kontynuowany przez dodatkowe 12 powtórzeń glicyny-Xaa-Yaa w eksonie 2. Egzon 3 koduje region szyi, a Egzon 4 domenę wiążącą węglowodany. Powstałe białko składa się z oligomerów, każdy z trzema identycznymi łańcuchami polipeptydowymi o masie 32 kDa, ocenianymi na elektroforezie żelu Poliakryloamidowego siarczanu Dodecylu sodu (SDS-PAGE). Wątroba syntetyzuje białko jako struktury składające się z trzech-sześciu oligomerów (ryc. 1).

3.1. Polimorfizmy genu Mbl2

obecność alleli wariantowych genu mbl2 kodujących trzy różne warianty strukturalne polipeptydu MBL jest silnie związana z niedoborem MBL. Pięć polimorfizmów pojedynczych nukleotydów (SNPs) w genie mbl2 prowadzi do zmian w ilości lub funkcji MBL w surowicy. Dwa SNP są zlokalizowane w regionie promotora, w pozycjach -550 (wariant H/L) i -221 (wariant X/Y), a jeden jest zlokalizowany w 5 ’ nieprzetłumaczonym regionie na pozycji +4 (wariant P / Q) (Rysunek 1). Wpływają one na ekspresję genu MBL2. Haplotypy HY, LY i LX korelują z wysoką, średnią i niską aktywnością promotora, zgodnie z pomiarami surowicy. Pozostałe trzy funkcjonalne SNP znajdują się w eksonie 1, dokładnie w kodonie 52 (allel D) , w kodonie 54 (allel B) i w kodonie 57 (allel C) i powodują zakłócenie powtarzającej się struktury Gly-Xaa-Yaa kolagenowej potrójnej helisy przez zastąpienie zasadniczej reszty glicyny odpowiednio cysteiną , kwasem asparaginowym i kwasem glutaminowym . Wszystkie trzy warianty uniemożliwiają montaż podjednostek MBL w podstawową strukturę trimeru, zmniejszając w ten sposób ilość białka MBL (ryc. 2).

Rysunek 2

różnice strukturalne ze względu na allele wariantu. Trzy polimorfizmy w genie strukturalnym mbl2, w kodonach 52, 54 i 57, kodują allele wariantowe określane odpowiednio jako D, B I C; Gen typu dzikiego to A. w typie dzikim, prawidłowe powtórzenie Glu-Xaa-Yaa pozwala na skojarzenie trzech identycznych łańcuchów polipeptydowych generujących podjednostkę strukturalną. Podjednostka ta jest stabilizowana przez wiązania dwusiarczkowe w regionie sieciowania, z formacją oligomeru MBL wysokiego rzędu. Mutacje w eksonie 1 generują trzy podstawienia aminokwasowe w regionie podobnym do kolagenu; dwie z tych podstawień zakłócają powtórzenia Gly-X-Y poprzez wymianę reszty glicyny z kwasem asparaginowym (wariant B) lub z glutaminą (wariant C). Trzecia zastępuje cysteinę argininą (wariant D). Te podstawienia aminokwasów zakłócają montaż cząsteczki MBL, generując niefunkcjonalne tworzenie oligomerów niskiego rzędu .

allele wariantowe są bardzo częste w normalnych, zdrowych populacjach, gdzie występują u 20 do 50% osobników, z najwyższą częstością występującą u Afrykanów. Allel B jest powszechny u Kaukazów, Chińczyków i Eskimosów z częstością genów od 0,11 do 0,17%, podczas gdy allel C jest prawie wyłącznie obecny u Afrykanów, gdzie jest bardzo częsty (0,23 do 0,29%). Allel D występuje zarówno u osób rasy kaukaskiej, jak i afrykańskiej, chociaż z mniejszą częstością (0,05% w obu przypadkach). Wszystkie badania populacyjne wykazały znaczący dominujący wpływ alleli B, C i D.

poziomy MBL w surowicy są określane genetycznie, jak opisał Sorensen, który oszacował dziedziczność poziomów MBL w surowicy i aktywności MASP-2 w eleganckim badaniu na dorosłych bliźniakach, podkreślając udział wspólnych genów wpływających na obie cechy. Dane z tego badania wskazują na silny wpływ genetyczny na stężenie MBL w surowicy i aktywność MASP-2, ze znaczącą korelacją genetyczną między tymi dwiema cechami. W rzeczywistości korelacje bliźniaczo-bliźniacze były wyższe u bliźniąt monozygotycznych niż u bliźniąt dizygotycznych dla obu cech, na które zdają się mieć wpływ, choć częściowo, te same geny. Korelacja genetyczna może również reprezentować przypadkową zależność między fenotypami .

genetyczna zmienność zarówno promotora, jak i domeny eksonu genu MBL wpływa na późniejszą stabilność i stężenie czynnościowo czynnego białka w surowicy, co prowadzi do defektu opsonizacji i podatności na infekcje .

4. MBL: Rola w aktywacji dopełniacza w niedokrwieniu / reperfuzji uszkodzenia tkanki

wiele badań wykazało determinującą rolę układu dopełniacza w niedokrwieniu/reperfuzji (i/R) u ludzi i zwierząt. Rzeczywiście, podczas niedokrwienia i w następującej reperfuzji, ścieżka klasyczna odgrywa kluczową rolę, ale zaangażowane są również ścieżki lektynowe. Naturalny krążący IgM (specyficzny dla antygenów własnych)może wiązać się z antygenami narażonymi na niedokrwienie. Interakcja antygenu inicjuje klasyczny szlak, po którym następuje aktywacja C1 i kolejnych składników (C4, C3 i C2). Interakcja między IgM i antygenem niedokrwiennym prowadzi do ekspozycji wiązania dla MBL, poprzez wzór węglowodanowy na IgM, i aktywuje MASPs. Aktywowane MASPSs dodatkowo rozszczepia odpowiedni substrat aktywujący szlak lektynowy (Fig.3). Aktywowany MASP-2 bardzo skutecznie rozszczepia czynniki dopełniacza C4 i C2 odpowiednio do fragmentów C4B i C4A oraz C2B i C2A, a C4b i C2B łączą się tworząc konwertazę C3 2 . MASP-1 może rozszczepiać C4B związane z C2, ale nie C4 . W związku z tym droga aktywacji lektyny jest niewystarczająca w przypadku braku MASP-2. MASP – 1 może zwiększyć aktywność funkcjonalną MASP-2 poprzez rozszczepianie C2 i ewentualnie zwiększenie aktywacji dopełniacza przez konwersję MASP-2 do aktywnej formy enzymatycznej, ale nie może zrekompensować utraty aktywności funkcjonalnej MASP-2 .

Rysunek 3

model ilustruje aktywację szlaku lektynowego przez naturalne IgM w urazie I / R. IgM wiąże się z neoepitopem w self-Ag i aktywuje lektynowy szlak dopełniacza. Następcze zdarzenia obejmują uwalnianie czynników prozapalnych C3a i C5a, odkładanie się kompleksów atakujących błonę C5-C9, rekrutację komórek zapalnych i prowadzenie do bezpośredniego uszkodzenia komórek .

ten sposób aktywacji dopełniacza został zaangażowany w patofizjologię zawału mięśnia sercowego , niedokrwienia przewodu pokarmowego i I/R nerek . Niedawne badanie pokazuje korzyści z podawania inhibitora C1 w mysim modelu I/R mózgu i sugeruje, że MBL jest zaangażowany w ten efekt .

5. MBL: znaczenie kliniczne

5.1. MBL i podatność na infekcje

MBL rozpoznaje i wiąże się z cząsteczkami cukru na powierzchni bakterii, wirusów, grzybów i pasożytów. Wiązanie MBL powoduje aglutynację tych mikroorganizmów i umożliwia fagocytarny klirens patogenów, jak również aktywację szlaku lektyny-dopełniacza, poprzez proteazy związane z MBL (Fig.4). Ponieważ coraz więcej dowodów potwierdza kluczową rolę MBL w wrodzonej odpowiedzi immunologicznej w ostatnich latach, kilka badań koncentrowało się na związku między ekspresją MBL i/lub stężeniami w płynach ustrojowych a prezentacją kliniczną. Podobnie jak w przypadku białek ostrej fazy zapalenia, poziom MBL we krwi wzrasta w odpowiedzi na infekcje. Zdrowe dorosłe osoby zwykle mają stężenia MBL powyżej 1000 ng/mL, a te poziomy wydają się nie mieć wpływu na wiek, cykl dobowy i ćwiczenia fizyczne. Podczas stanu zapalnego stężenie MBL wzrasta 3-4-krotnie w porównaniu z poziomem wyjściowym . Niedobór MBL u dorosłych określono jako stężenie plazmatyczne niższe niż 500 ng / mL lub jako działanie MBL poniżej 0,2 U/µLC4. Poziom MBL może wzrosnąć pod wpływem stresu do wystarczającego poziomu, u osób, które są zwykle niedoborem. U osób z genami mbl2 typu dzikiego na ogół obserwowano dodatnią odpowiedź w fazie ostrej .

Rysunek 4

model ilustruje aktywację szlaku lektynowego przez czynniki zakaźne. MBL rozpoznaje specyficzne węglowodany, takie jak D-mannoza, L-fukoza i N-acetyloglukozamina, które są reprezentowane na powierzchni wielu różnych czynników zakaźnych. Zaangażowanie ligandu przez MBL aktywuje MASP2, który następnie rozszczepia konwertazę C2C4 i powoduje rozszczepienie C3 i wytwarzanie C3b. zaproponowano również, że MASP1 może bezpośrednio rozszczepiać C3 .

dorośli z niedoborem MBL charakteryzują się wyższym ryzykiem, nasileniem i częstością zakażeń w wielu warunkach klinicznych, chociaż dokładny wpływ tego rodzaju wrodzonego niedoboru odporności na wynik kliniczny jest nadal słabo poznany . Ponadto ryzyko rozwoju zakażeń z powodu niskiego stężenia MBL wydaje się być szczególnie zwiększone , jeśli jest związane z innymi schorzeniami, takimi jak mukowiscydoza lub po chemioterapii i przeszczepie .

niemniej jednak, pomimo tych wyników sugerujących ochronną rolę MBL, nadmiar aktywacji MBL może być również szkodliwy ze względu na niezrównoważoną odpowiedź prozapalną prowadzącą do dodatkowego uszkodzenia tkanek. Wysoka aktywność MBL jest związana z zapalnymi chorobami autoimmunologicznymi, takimi jak toczeń rumieniowaty układowy, w wyniku czego dochodzi do uszkodzenia narządów. Ponadto zwiększenie stężenia i aktywności MBL w surowicy było również związane z innymi zaburzeniami, w tym odrzucaniem przeszczepu , nefropatią cukrzycową , zwiększonym wychwytem prątków i Leishmanii oraz pierwotną marskością żółciową .

jeśli chodzi o populację dorosłych, niski poziom MBL wydaje się być czynnikiem ryzyka również dla rozwoju zakażeń noworodków . Szczególnie niski poziom MBL wykryto u noworodków przedwcześnie urodzonych i opisano genetycznie określony niedobór MBL, co prowadzi do znacznej zmienności międzyosobniczej stężeń MBL w surowicy w okresie noworodkowym.

niskie stężenie MBL już we krwi pępowinowej koreluje z większą częstością występowania sepsy gram-ujemnej . Niskie stężenie MBL w surowicy po przyjęciu na oddział intensywnej terapii noworodków wiąże się ze zwiększonym ryzykiem posocznicy szpitalnej, niezależnie od wieku ciążowego (GA). Ponieważ takie niskie stężenia MBL w surowicy krwi zgłaszano u noworodków septycznych, sugerowano możliwą rolę MBL jako biomarkera we wczesnej identyfikacji noworodków zagrożonych zakażeniem . Prospektywne badanie obserwacyjne przeprowadzone w naszej instytucji, obejmujące 365 ciężko chorych noworodków, wykazało, że mediana stężenia MBL w surowicy była znacznie niższa wśród zakażonych niż wśród niezakażonych noworodków. Ponadto niskie stężenia MBL przy przyjęciu stanowiły czynnik ryzyka późniejszego rozwoju zakażenia, niezależnie od GA i procedur inwazyjnych. Niemniej jednak, poziomy MBL w momencie przyjęcia i poziomy szczytowe podczas infekcji nie były związane ze śmiercią .

stwierdzono tendencję do zwiększenia częstości występowania ciężkich objawów ze strony układu oddechowego u niemowląt z niskim stężeniem MBL, chociaż związek ten nie był tak silny, jak oczekiwano . Inni autorzy stwierdzili, że noworodki z niedoborem MASP-2 miały krótszą średnią GA, większą częstość występowania wcześniaków i niższą masę urodzeniową (BW). Ponadto stwierdzono tendencję do wyższych stężeń MASP-2 u zakażonych noworodków .

w odniesieniu do korelacji między genotypami MBL2 a poziomem MBL w surowicy podczas przyjęcia na oddział intensywnej terapii noworodków, zaobserwowaliśmy, że tylko 13,8% naszych wcześniaków miało genetycznie niedobory haplotypu mbl2, podczas gdy 43,1% dzieci miało niedobory MBL (< 700 ng/mL) podczas przyjęcia na oddział. Stwierdzenie rozbieżności między genotypami MBL a poziomem MBL w surowicy u noworodków potwierdza rolę niedojrzałości w powodowaniu niskiego poziomu MBL u noworodków. Dlatego u wcześniaków niedobór MBL przy urodzeniu i w pierwszym miesiącu życia wydaje się być lepiej opisywany przez stężenia w surowicy niż przez genotyp MBL .

5.2. MBL i niepożądane wyniki neurologiczne u wcześniaków

solidne badania epidemiologiczne, przeprowadzone u wcześniaków i noworodków urodzonych o czasie, sugerują silny związek między zakażeniem płodu, zapaleniem (np. zapaleniem kosmówki), okołoporodowym uszkodzeniem mózgu i niepełnosprawnością neurologiczną u noworodków urodzonych o czasie. Infekcja i niedotlenienie-niedokrwienie, pomimo bardzo Różnych rodzajów urazów, może indywidualnie wywołać reakcję zapalną płodu, poprzez aktywację układu odpornościowego płodu, przyczyniając się do przedwczesnego uszkodzenia mózgu, w tym okołokomorowego uszkodzenia istoty białej .

u myszy lub szczurów z obrażeniem mózgu wywołanym w 5 dniach życia przez podanie ibotenianu, po ogólnoustrojowym wstrzyknięciu IL-1β, IL-6, TNFa lub IL-9 między pierwszym a piątym dniem życia zaobserwowano inną odpowiedź mózgu, z nawet dwukrotnie większym poziomem uszkodzenia mózgu obserwowanym u tych gryzoni w porównaniu z poziomem obserwowanym u zwierząt niewrażliwych . Ponadto u noworodków, u których później wystąpiło porażenie mózgowe, stwierdzono zwiększenie stężenia il-9 w osoczu bez zwiększenia liczby prozapalnych cytokin. Uczulenie mózgu może być wywołane przez wyzwalanie neuronowego receptora H1 i H2, z powodu uwalniania histaminy wtórnej do aktywacji komórek tucznych. Również aktywacja szlaku TLR (TLR4, TLR3 i adaptor molecule TRIF), prowadząca do produkcji cytokin, wydaje się być związana z zapalnym uczuleniem mózgu na niedotlenienie-niedokrwienie. Odpowiedź cytokin spowodowana aktywacją wspólnego szlaku zapalnego może wyjaśnić korelację obserwowaną między porażeniem mózgowym a poziomem cytokin we krwi noworodków urodzonych w czasie ciąży . Chociaż wykazano rolę odporności noworodków i posocznicy w encefalopatii noworodków, kilka badań zbadało rolę genetyki płodu i matki w przewidywaniu wyników neurologicznych u noworodków i czy cechy genetyczne niektórych wrodzonych czynników odporności mogą stanowić biomarker kruchości u noworodków. W grupie przedwcześnie urodzonych niemowląt w 24 miesiącu skorygowanego wieku zaobserwowaliśmy, że homozygotyczność SNPs eksonu 1 genu mbl2 była związana z niekorzystnym wynikiem neurologicznym. Ponadto wszyscy pacjenci z genotypem OO mieli przynajmniej jeden epizod zakażenia podczas hospitalizacji i wykazywali zwiększone ryzyko krwotoku śródkomorowego (IVH). Tak więc wpływ SNP MBL2 na rozwój neurologiczny może być pośredni u tych niemowląt, być może za pośrednictwem infekcji, a uszkodzenie mózgu wywołane niedoborem MBL może być częściowo niezależne od kaskady dopełniacza, mniej aktywne u takich wcześniaków niż u bardziej dojrzałych niemowląt i u dorosłych. Inne mechanizmy pośredniczące w MBL, związane z zaznaczoną niedojrzałością mózgu noworodków, mogą odgrywać rolę w genezie uszkodzeń neurologicznych .

w modelu urazowych urazów mózgu u myszy, Yager et al. stwierdzono, że niedobór MBL nasila ostrą śmierć komórek CA3 (Cornu Ammonis) i zaburzenia funkcji poznawczych, niezależnie od aktywacji dopełniacza. Sugeruje to neuroprotekcyjną rolę MBL i funkcjonalny związek między wrodzoną odpornością a wynikiem neurologicznym po urazowych urazach mózgu . Yager i in. badano genotyp MBL2 u myszy i u 135 dorosłych pacjentów z udarem mózgu (średnia wieku >70 lat). Po trzech miesiącach obserwacji stwierdzono, że genetycznie zdefiniowany niedobór MBL był związany z lepszym wynikiem po ostrym udarze, bez zwiększonego ryzyka zakażeń u pacjentów z niedoborem MBL. Ponadto u pacjentów z niskimi genotypami MBL stwierdzono niższe stężenia C3 I C4 w surowicy niż u pacjentów z niskimi genotypami MBL . Ostatnio Cervera et al. potwierdzono w mysim modelu okluzji tętnicy środkowej mózgu neuroprotekcyjne efekty genetycznej delecji MBL w ostrej po udarze, ale nie stwierdzono poprawy ani objętości zawału, ani funkcji neurologicznej podczas 7-dniowego badania . Wyniki te są ze sobą sprzeczne. Jeśli MBL ma ochronną lub szkodliwą rolę w fizjopatologii niedokrwienia-reperfuzji uszkodzenia mózgu jest nadal niejasne. Według badań Zanetty możemy spekulować, że MBL może odgrywać rolę ochronną w rozwoju mózgu . Glikoproteiny bogate w mannozę znacznie gromadzą się w drugim i trzecim tygodniu poporodowym w porównaniu z innymi monosacharydami, a następnie ulegają degradacji. Są one skoncentrowane na powierzchni aksonów, zwłaszcza na powierzchni włókien równoległych (aksony komórek ziarnistych, ilościowo główny typ komórki neuronalnej w móżdżku). U wcześniaków MBL może promować wskazówki kontaktowe dotyczące migracji neuronów, rozpoznawania interneuronalnego, tworzenia mostów między migrującymi neuronami a włóknami astrocytów promieniowych, mielinizacji i zaostrzenia bariery komórkowej wyściółki podczas ontogenetycznego rozwoju mózgu. Pojedyncza mutacja genowa może łatwo tłumić te funkcje zwiększając podatność tkanki mózgowej na różne patogenne obelgi, takie jak infekcje i krwotoki .

5.3. MBL i martwicze zapalenie jelit (NEC)

jeśli chodzi o populację dorosłą, nie tylko niedobór MBL, ale także hiperprodukcja MBL wydaje się mieć potencjalnie szkodliwe skutki. Obrona immunologiczna gospodarza polega na utrzymaniu odpowiedniej równowagi między procesami prozapalnymi a apoptozą. Niedojrzałość szlaków zapalnych może zwiększać podatność na aktywację apoptotyczną, zaburzając tę równowagę i powodując zwiększone uszkodzenie tkanki apoptotycznej podczas infekcji bakteryjnej. Wystąpienie nadmiernej i niekontrolowanej odpowiedzi zapalnej przez jelito noworodkowe po ekspozycji na bakterie luminalne może spowodować wystąpienie martwiczego zapalenia jelit. Polimorfizmy genu mbl2 związane z wysoką ekspresją aktywnych białek surowicy i tkanek mogą predysponować wcześniaków do rozwoju NEC i generować patofizjologię NEC, która przyczynia się do progresji choroby .

MBL jest wyrażana przez hepatocyty, ale Sastry i wsp. obserwowano niskie pozawątrobowe poziomy mRNA MBL-2, głównie w jelicie cienkim . Prencipe et al. wykryto ekspresję białka MBL w chorych jelitach wcześniaków z NEC: MBL był silnie wyrażony w enterocytach, w komórkach śródbłonka oraz w histiocytach jelita cienkiego i okrężnicy. Ponadto zaobserwowano dodatnie zabarwienie MBL również w enterocytach tkanek jelitowych zdrowych niemowląt. Wykazano, że allel y w wariancie promotora -221 MBL-2, związany z wyższym stężeniem MBL w surowicy, jest znacznie częstszy u noworodków z NEC niż u noworodków z grupy kontrolnej. Ponadto zaobserwowano istotne powiązanie genotypu promotora -221 YY i połączonego genotypu eksonu 1/promotora −221ya / YA, powodującego wysokie poziomy białka MBL, z wyższym ryzykiem rozwoju NEC, niezależnie od GA. Wykazano, że genotypy MBL-2 związane z niskim poziomem MBL wiążą się ze zmniejszoną śmiertelnością wśród noworodków z ciężką NEC, co sugeruje, że poziomy MBL mogą wpływać na wyniki NEC i dodatkowo potwierdza hipotezę o roli wysokich poziomów MBL w przyczynianiu się do uszkodzenia jelit .

6. MBL: Perspektywy na przyszłość

obserwacja, że niski poziom MBL stanowi czynnik ryzyka rozwoju i nasilenia zakażenia sugeruje, że zewnętrzne podawanie MBL może być korzystne. W związku z tym obecnie omawiane są metody leczenia zastępczego MBL u krytycznie chorych noworodków z ciężkimi infekcjami, choć nadal daleko im do zastosowania w praktyce klinicznej. Jednakże, biorąc pod uwagę zwiększone ryzyko wystąpienia niektórych zaburzeń, które były związane z niekontrolowanym wytwarzaniem MBL (jak opisano powyżej w tekście), potencjalne profilaktyczne/terapeutyczne podawanie MBL powinno być dokładnie zbadane przed rozpoczęciem potencjalnie niebezpiecznych strategii . Pomimo dużej liczby badań oceniających rolę MBL, dokładne znaczenie kliniczne różnych haplotypów MBL i, kolejno, związanych z tym poziomów MBL w surowicy jest nadal słabo poznane i wymaga dalszego wyjaśnienia, zwłaszcza u noworodków, u których takie szlaki nie są w pełni rozwinięte i funkcjonalnie Dojrzałe. W szczególności nadal nie jest jasne, czy odpowiedź na infekcję może być przytłumiona, czy raczej przesadna przez wczesne podanie MBL przed rozwojem infekcji. Badania populacyjne wykazały nieoczekiwanie wysoką częstotliwość strukturalnych mutacji genu MBL. Sugerowano, że może to odzwierciedlać przewagę selekcyjną w zmniejszonej aktywności mechanizmów immunologicznych związanych z MBL, tak że na przykład osoby z niższym poziomem MBL mogą być chronione przed uszkodzeniami spowodowanymi przez dopełniacz, związanymi z chorobami zapalnymi.

możliwość zrozumienia genetycznego udziału specyficznych odpowiedzi na leki immunomodulujące jest wyzwaniem dla aktualnych badań nad infekcjami i chorobami zapalnymi. SNP genu mbl2 może przewidywać podatność na określone patogeny lub powikłania infekcji, co pozwala na wdrożenie niekonwencjonalnych strategii profilaktyki i terapii.

ponadto znaczenie poznania zaangażowania MBL w uszkodzenie mózgu, uczestniczącego w aktywacji odpowiedzi zapalnej, może być ważne, ponieważ indukowane uszkodzenie mózgu spowodowane pierwszą zniewagą sprawia, że rozwijający się mózg jest bardziej podatny na drugą zniewagę. Zrozumienie roli MBL w obrazie mózgu i to, czy poziom MBL może być skorelowany z wynikiem neurologicznym, może być możliwym punktem końcowym dla nowych badań, to znaczy u noworodka z encefalopatią niedotlenieniową / niedokrwienną leczoną hipotermią całego ciała.

konkurencyjne interesy

autorzy oświadczają, że nie ma konfliktu interesów w związku z publikacją tego artykułu.