Jak trypanosoma imunitě unikla

Trypanosoma spavičná (Trypanosoma brucei gambiense).
zdroj: Wikipedia, autor: Stefan Walkowski

Imunitní systém nás chrání před nemocemi a představuje tak úhlavního nepřítele všech patogenů, které se nás pokusí napadnout. Ti však také nejsou bezbranní a únik a manipulace s imunitním systémem je pro ně základní dovedností. Trypanosoma by se dala dokonce považovat za přeborníka, jelikož v brzkých stádiích je vystavena obrovskému útoku mnoha složek imunitního systému, a přesto si dokázala vyvinout mnoho důmyslných obranných systémů. Ty z nich, které parazita chrání před adaptivní imunitou, byly již důkladně popsány. Nicméně strategie úniku vrozené imunitě zůstávají do značné míry záhadou.

Komplement je nezbytnou součástí vrozené imunity hostitelských organismů. Skládá se z asi 30 glykoproteinů, které se v rámci spuštění imunitní reakce kaskádovitě aktivují. Lze rozlišit tři hlavní cesty aktivace – klasickou, lektinovou a alternativní. Zatímco první dvě zmíněné jsou aktivovány setkáním s patogenem a jeho specifickými povrchovými strukturami, alternativní cesta může být spuštěna i spontánně. Děje se tak hlavně v brzkých stádiích infekce, kdy alternativní cesta představuje bojovníka první linie, než se zapojí i protilátková odpověď organismu. Výsledkem práce komplementu pak často bývá vytvoření póru v membráně a lýze buňky. Již předchozí studie však prokázaly, že k tomu u trypanosomy spavičné (T. b. gambiense) nedochází, ačkoliv alternativní dráha komplementu je aktivována.

Schéma tří cest komplementu – klasické, lektinové a alternativní.
zdroj: původní článek

Klíčem k této záhadě je tzv. invariantní povrchový glykoprotein 65 (ISG65), jehož struktura ve vazbě na složky komplementu byla popsána v nové studii. Tento glykoprotein váže složku komplementu nazvanou C3b, čímž zabraňuje aktivaci tzv. C5 konvertázy, která je následně zodpovědná za tvorbu póru smrtelného pro buňku parazita. ISG65 vykazuje vysokou afinitu a specifitu pro C3b, což znamená, že je ve vyhledávání a vázání této složky velice efektivní a chrání tak trypanosomu spavičnou před útoky alternativní cesty komplementu.

Struktura komplexů ISG65 s C3 a C3b složkami komplementu byla určena pomocí kryogenní elektronové mikroskopie, při které je vzorek zchlazen na velmi nízkou teplotu a zachovává si tak strukturu, kterou je možné studovat pomocí elektronového mikroskopu. Tato technika poskytuje určitou alternativu pro běžné stanovování struktury proteinů pomocí rentgenové krystalografie, jelikož získat optimální krystalický protein je velmi náročné.

Strukturální informace o složkách nejen imunitního systému a jeho protivníků jsou základním stavebním kamenem pro lepší porozumění fungování organismů našich i těch okolo nás. Ačkoliv byla osvětlena interakce ISG65 trypanosomy spavičné s konkrétními složkami komplementu, stále zbývá osvětlit, jak přesně tato interakce omezuje funkci C5 konvertázy, jelikož její struktura zatím zůstává nejasná. Další výzkum je tak nezbytný pro rozluštění kompletních obranných mechanismů tohoto parazita.

Sülzen, H., Began, J., Dhillon, A. et al. Cryo-EM structures of Trypanosoma brucei gambiense ISG65 with human complement C3 and C3b and their roles in alternative pathway restriction. Nat Commun 14, 2403 (2023).

Magda Křelinová