chemokiner

chemokiner er små signalproteiner som utløser cellegift (migrasjon) av celler. Vanligvis er disse cellene immunceller. Dermed er kjemokinene ansvarlige for effektiv funksjon av immunsystemet.

Hva er kjemokiner?

Kjemokiner er små proteiner som tilhører cytokinfamilien. De får celler til å migrere. Dette er hovedsakelig immunceller som antas å komme raskt til det aktuelle stedet for en skade eller infeksjon.

Kjemokinene produseres av cellene, som de skal tiltrekke seg. På overflaten av disse cellene er reseptorer som gjør det mulig for kjemokinene å legge til kai. Signaleringsmolekylene er delt inn i inflammatoriske og homeostatiske kjemokiner. I de fleste tilfeller er kjemokinene inflammatoriske. De tiltrekker immunceller til deres destinasjon, som umiddelbart utløser betennelsesprosesser der for å forsvare seg mot infeksjon. Inflammatoriske kjemokiner produseres alltid på stedet for skaden eller infeksjonen av immuncellene som er til stede der for å tiltrekke seg ytterligere forsvarsceller.

Homeostatiske kjemokiner blir stadig produsert selv når det ikke er infeksjon. De brukes til å overvåke sunt vev. Kjemokiner har en kjemotaksisk effekt på immunceller som monocytter, makrofager, keratinocytter, fibroblaster, trombocytter, endotelceller, T-celler, stomomeller, neutrofiler og dendritiske celler. De produseres også av disse cellene som signalstoffer for å tiltrekke lignende celler om nødvendig.

Anatomi og struktur

Kjemokiner er små proteinkjeder med 75 til 125 aminosyrer hver. I den terminale enden av kjeden er det en eller to cysteinrester. Cystein er en svovelholdig aminosyre som kan danne disulfidbroer i molekylet. Cysteinrester danner nå sulfidbroer i proteinkjeden.

Mens aminosyresekvensen er variabel i proteinene i kjemokinfamilien, forblir den tertiære strukturen den samme for alle kjemokiner. Hovedlegemet er dannet som et trefstrengs anti-parallellark med en betastruktur. Kjeden ender ved karboksyenden med en alfa-helix. Det er nå cysteinrester. Det er fire strukturer der disse terminale cysteinrester kan arrangeres. Hver struktur symboliserer en familie med kjemokiner. Så to cysteinrester kan følge hverandre. Den tilsvarende kjemokinefamilien kalles CC-familien. Hvis en annen aminosyre byttes mellom cysteinrester, er det CXC-familien. CX3C-familien inneholder to cysteinrester atskilt med tre aminosyrer.

Endelig er det en familie med en cysteinrest kjent som C-familien. Alle cysteinrester danner en sulfidbro i kjeden. De enkelte kjemokinefamiliene har forskjellige funksjoner. Den nøyaktige strukturen til kjemokinene er fortsatt ikke helt forstått. Kjemokinene trenger ikke nødvendigvis vevsvæske eller blod for å utføre sin funksjon. De kan også videreformidle signalene sine via solide strukturer gjennom konsentrasjonsgradienter. Med den positive ladningen av de mange basiske aminosyrene, binder de seg til et negativt ladet sukkermolekyl (glykosaminoglukan) på overflaten av celler. Det er foreløpig ikke klart hvorfor de mister funksjonen når de ikke lenger kan binde seg til glykosaminoglukan.

Funksjon & oppgaver

Hovedfunksjonen til kjemokinene er å tiltrekke visse immunceller til stedene i kroppen som i dag er utsatt for et høyere forsvarsnivå mot smittsomme inntrengere. Dette gjør immunresponsen mer effektiv. I de fleste tilfeller sørger de også for at betydelige betennelsesreaksjoner utvikler seg for å avverge infeksjonen. De blir generert på stedet for skaden eller infeksjonen av immuncellene som allerede er der.

De nå tiltrakkede cellene beveger seg mot den høyeste konsentrasjonen av kjemokinene. De tilsvarende kjemokinreseptorene er lokalisert på overflaten. Kjemokinene binder seg til disse reseptorene og utløser dermed en migrasjon av cellene mot den høyeste kjemokinkonsentrasjonen. Imidlertid binder hver kjemokinefamilie seg til sine egne reseptorer.CC-familien sikrer migrasjon av monocytter, lymfocytter, så vel basofiler og eosinofiler. CXC-familien er ansvarlig for angiogenese (vekst av blodkar). CX3C-familien spiller en rolle i inflammatoriske prosesser i nervesystemet. Til slutt aktiverer C-kjemokinene CD8 T-celler og NK-celler (naturlige drapsmelleceller).

Du finner medisinene dine her

Sykdommer

Hvis interaksjonen mellom kjemokiner og kjemokinreseptorer blir forstyrret, fungerer immunsystemet. Ofte, på grunn av en mutasjon i den tilsvarende reseptoren, er den ikke lenger en perfekt passform for dokking av kjemokiner. Dette betyr at immunceller ikke lenger kan tiltrekkes i kritiske situasjoner.

Denne funksjonsfeilen manifesterer seg da som en immunsvikt. Det såkalte WHIM-syndromet, en spesiell immunsvikt, kan føres tilbake til en kjemokinreseptordefekt. Denne sykdommen manifesterer seg i tilbakevendende virus- og bakterieinfeksjoner. Pasientene viser en spesiell mottakelighet for humant papillomavirus, hvis infeksjon uttrykkes som vorter. Benmargen er full av T-forløperceller, men disse vandrer ikke til infeksjonsstedene. Selektiv immunsvikt mot visse patogener er også mulig. For eksempel, hvis en reseptor for et kjemokin fra CC-familien er mutert, er det en spesiell mottakelighet for West Nile-viruset. I tilfelle en mutasjon, sikrer den samme reseptoren også arvelig immunitet mot HI-viruset.

Enkelte mutasjoner innen kjemokinreseptorer kan også være delvis ansvarlige for autoimmune sykdommer eller allergier. Overproduksjon av visse kjemokiner kan også føre til sykdom. Det ble funnet at utviklingen av psoriasis (psoriasis) er relatert til en overproduksjon av CXC chemokine IL-8. Revmatoid artritt forekommer også sammen med en overproduksjon av IL-8. Aterosklerotiske forandringer er ofte et resultat av overdreven betennelsesprosesser, som noen ganger er forårsaket av økt kjemokinaktivitet.