De opsoninen zijn de moleculen van het immuunsysteem die zich binden aan het antigeen en de immuuncellen die bekend staan als fagocyten, waardoor fagocytose wordt vergemakkelijkt. Enkele voorbeelden van fagocytische cellen die aan dit proces kunnen deelnemen, zijn macrofagen.
Zodra een ziekteverwekker de anatomische en fysiologische barrières van de gastheer overwint, is het mogelijk om infectie en ziekte te veroorzaken. Daarom reageert het immuunsysteem op deze invasie door het vreemde lichaam via sensoren te detecteren en het aan te vallen met een uitgebreid reactiemechanisme.
Actie van opsonins. Door Graham Colm, van Wikimedia Commons Hoewel fagocyten geen opsonines nodig hebben om hun doelwitten te herkennen en te omhullen, werken ze veel efficiënter in hun aanwezigheid. Dit mechanisme om opsonines aan vreemde pathogenen te binden en als een tag te fungeren, wordt opsonisatie genoemd. Zonder dit mechanisme zou de herkenning en vernietiging van binnenvallende agenten inefficiënt zijn.
Kenmerken
Opsonins bedekken de deeltjes die gefagocyteerd moeten worden door interactie met antigenen. Op deze manier binden fagocytische cellen zoals macrofagen en dendritische cellen, die receptoren voor opsonines tot expressie brengen, zich via deze receptoren aan geopsoniseerde pathogenen en fagocyteren ze uiteindelijk.
De opsoninen fungeren dus als een soort brug tussen de fagocyt en het deeltje dat gefagocyteerd moet worden.
Opsoninen zijn verantwoordelijk voor het tegengaan van de afstotende kracht tussen negatieve celwanden en bevorderen de opname van de ziekteverwekker door de macrofaag.
Zonder de werking van opsonines stoten de negatief geladen celwanden van de ziekteverwekker en de fagocyt elkaar af, zodat het vreemde agens hun vernietiging kan omzeilen en door kan gaan met repliceren in de gastheer.
Opsonisatie is dus een antimicrobiële strategie om de verspreiding van een ziekte te vertragen en te elimineren.
Soorten
Er zijn verschillende soorten opsonines, waaronder mannose-bindend lectine, immunoglobulines van het IgG-isotype en componenten van het complementsysteem zoals C3b, iC3b of C4b.
Mannose-bindende lectine wordt in de lever geproduceerd en in het bloed afgegeven. Het heeft het vermogen om zich te binden aan herhalingen van suikers die aanwezig zijn in micro-organismen, waardoor hun vernietiging wordt bevorderd door het complementsysteem te activeren door de associatie van serineproteasen.
IgG is het enige immunoglobuline-isotype dat de placenta kan passeren vanwege zijn kleine omvang. Er zijn 4 subisotypes, die specifieke functies hebben.
C3b, is het hoofdbestanddeel dat wordt gevormd na de afbraak van het C3-eiwit van het complementsysteem.
iC3b wordt gevormd wanneer complementfactor I het C3b-eiwit splitst.
Ten slotte is C4b het product van de proteolyse van C1q, een eiwitcomplex dat bij de vorming van antigeen-antilichaamcomplexen wordt geactiveerd volgens een sequentie.
Belangrijk is dat opsonisatie van een pathogeen kan plaatsvinden door middel van antilichamen of het complementsysteem.
Antilichamen
Antilichamen maken deel uit van het adaptieve immuunsysteem, die worden geproduceerd door plasmacellen als reactie op een bepaald antigeen. Een antilichaam heeft een complexe structuur die specificiteit verleent aan bepaalde antigenen.
Aan het einde van de zware en lichte ketens hebben antilichamen variabele gebieden (antigeenbindende plaatsen), waardoor het antilichaam past als "een sleutel in een slot". Als de antigeenbindingsplaatsen eenmaal bezet zijn, bindt het stamgebied van het antilichaam zich aan de receptor op fagocyten.
Op deze manier wordt de ziekteverwekker verzwolgen door het fagosoom en vernietigd door de lysosomen.
Bovendien kan het antigeen-antilichaamcomplex ook het complementsysteem activeren. Immunoglobuline M (IgM) is bijvoorbeeld zeer efficiënt in het activeren van complement.
IgG-antilichamen zijn ook in staat om via hun constante domein aan immuuneffectorcellen te binden, waardoor lysisproducten uit de immuuneffectorcel vrijkomen.
Complementair systeem
Het complementsysteem van zijn kant heeft meer dan 30 eiwitten die het vermogen van antilichamen en fagocytische cellen versterken om binnendringende organismen te bestrijden.
Complementeiwitten, geïdentificeerd met de letter "C" voor complement, bestaan uit 9 eiwitten (C1 tot C9), die inactief zijn wanneer ze door het menselijk lichaam circuleren. Wanneer echter een pathogeen wordt gedetecteerd, splitsen de proteasen de inactieve voorlopers en activeren ze.
De reactie van het lichaam op de aanwezigheid van een pathogeen of vreemd lichaam kan echter via drie routes worden uitgevoerd: de klassieke, de alternatieve en de lectine-route.
Meer dan 30 eiwitten werken samen om de werking van antilichamen bij het vernietigen van pathogenen aan te vullen. Door Perhelion, van Wikimedia Commons Ongeacht het activeringspad, komen alle drie samen op een enkel punt waar het membraanaanvalcomplex (MAC) wordt gevormd.
MAC bestaat uit een complex van complementeiwitten, die worden geassocieerd met het buitenste deel van het plasmamembraan van pathogene bacteriën en een soort porie vormen. Het uiteindelijke doel van porievorming is om lysis van het micro-organisme te veroorzaken.
Ontvangers
Zodra C3b is gegenereerd, via een van de routes van het complementsysteem, bindt het zich aan meerdere plaatsen op het celoppervlak van de ziekteverwekker en voegt het vervolgens toe aan receptoren die tot expressie worden gebracht op het oppervlak van de macrofaag of neutrofiel.
Vier soorten receptoren die C3b-fragmenten herkennen, worden tot expressie gebracht op leukocyten: CR1, CR2, CR3 en CR4. Het tekort aan deze receptoren maakt de persoon vatbaarder voor voortdurende infecties.
C4b kan, net als C3b, binden aan de CR1-receptor. Terwijl iC3b zich aansluit bij de CR2.
Onder de Fc-receptoren vallen de FcℽR op, die verschillende subisotypen van IgG herkennen.
Binding van het geopsoniseerde deeltje aan fagocytreceptoren op het celoppervlak (Fc-receptoren), triggert de vorming van pseudopoden die het vreemde deeltje op een ritsachtige manier omringen door receptor-opsonine-interacties.
Wanneer de pseudopoden elkaar ontmoeten, smelten ze samen om een vacuole of fagosoom te vormen, die zich vervolgens bindt met het lysosoom in de fagocyt, dat een batterij van enzymen en giftige antibacteriële zuurstofsoorten ontlaadt, waardoor de vertering van het vreemde deeltje wordt geïnitieerd om het te elimineren.
Referenties
- McCulloch J, Martin SJ. Assays van cellulaire activiteit. 1994. Cellular Immunology, blz. 95-113.
- Roos A, Xu W, Castellano G, Nauta AJ, Garred P, Daha MR, van Kooten C. Mini-review: een cruciale rol voor aangeboren immuniteit bij de klaring van apoptotische cellen. European Journal of Immunology. 2004; 34 (4): 921-929.
- Sarma JV, Ward PA. Het complementsysteem. Cel- en weefselonderzoek. 2011; 343 (1), 227-235.
- Thau L, Mahajan K. Fysiologie, opsonisatie. 2018. StatPearls Publishing. Opgehaald van https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK534215/
- Thomas J, Kindt Richard A. Goldsby Amherst College Barbara A. Osborne. Javier de León Fraga (Ed.). 2006. In Kuby's Immunology Sixth Edition. pp. 37, 94-95.
- Wah S, Aimanianda V. Host-oplosbare bemiddelaars: de immunologische inertie van Aspergillus fumigatus Conidia trotseren. Journal of Fungi. 2018; 4 (3): 1-9.
- Zhang Y, Hoppe AD, Swanson JA. Coördinatie van Fc-receptorsignalering reguleert cellulaire betrokkenheid bij fagocytose. Proceedings of the National Academy of Sciences. 2010; 107 (45): 19332-9337.