10 <strong>Farmaceutyczny</strong>Przegląd <strong>Naukowy</strong>innymi indukcję białka p53, oraz białek z rodziny Bcl-2[4,5]. Wiadomo jednak, iż bakterie, wykształciły wiele mechanizmówprowadzących do zahamowania programowanejśmierci komórki.Apoptoza może przebiegać jedną z dwóch dróg: zewnątrzpochodną,do której zaliczana jest ścieżka receptorowaoraz szlak zależny od perforyn i granzymów, a także wewnątrzpochodną,zależną od mitochondrium lub siateczkiśródplazmatycznej. Niezależnie jednak od źródła sygnałuw wyniku inicjacji następuje aktywacja enzymów proteolitycznych– kaspaz. Są to enzymy z grupy proteaz cysteinowychrozszczepiających polipeptydy po reszcie kwasuaspargninowego. Syntetyzowane są w komórkach jako prokaspazy.Ze względu na funkcje w procesie apoptozy możemywyróżnić kaspazy inicjujące kaspaza-2,8,9,10,12 , orazkaspazy efektorowe - kaspaza 3,6,7 [4,5].Szlak receptorowy zostaje zapoczątkowany na skutekzwiązania liganda z receptorem śmierci na powierzchnikomórki, należącym do nadrodziny receptorów TNF [6].Podstawowym etapem przekazania sygnału jest formowaniekompleksu DISC w przypadku drogi zewnątrzpochodnejoraz apoptosomu w przypadku drogi wewnątrzpochodnej.Do kompleksów tych zostają przyłączone i aktywowanew następnej kolejności kaspazy inicjujące. W wyniku tejreakcji następuje aktywacja kaspaz efektortowych odpowiedzialnychza bezpośrednią destrukcje komórki. Ogniwem łączącymoba szlaki jest białko Bid należące do rodziny białekbcl-2. Do rodziny tej należą białka proapoptotyczne (podrodzinaBH3 oraz Bax) oraz białka antyapoptotyczne (Bcl-2,Bcl-x). Zlokalizowane są one w obrębie błony mitochondrialnej.Ich zasadniczą funkcją jest regulacja przepuszczalnościbłony. Do białek zwiększających przepuszczalnośćnależą proteiny z podrodziny BH3 oraz Bax [4,5,7]. Przykłademmoże być tu białko Bid, które ulega proteolizie i wformie skróconej t-Bid przedostaje się do mitochondrium,gdzie doprowadza do uwolnienia białek apoptogennych, cow konsekwencji prowadzi do aktywacji szlaku wewnątrzpochodnego.W skutek uwolnienia cytochromu c do cytozolunastępuje jego wiązanie się z czynnikami aktywującymiproteazy apoptozy (Apaf-1) i wraz z prokaspazą-9 tworząapoptosom, co prowadzi do aktywacji kaskady kaspaz.Przewaga Bcl-2 w zewnętrznej błonie mitochondrium uniemożliwiaucieczkę białek do cytozolu, co chroni komórkęprzez śmiercią [4,5].Trzecia dość słabo poznana droga aktywacji apoptozyprzebiega z udziałem zlokalizowanych w błonie komórkowejperforyn, które wiążą wybiórczo granzym B w wynikuczego dochodzi do uszkodzenia błony komórkowej i bezpośredniejaktywacji kaspazy-3.0Drobnoustrojami, o których wiadomo, że wykształciłymechanizmy antyapoptotyczne są bakterie z rodzaju Chlamydia.Wśród tej grupy możemy wyróżnić trzy patogennedla człowieka gatunki takie jak Chlamydia trachomatis,Chlamydia psittaci oraz Chlamydia pneumoniae. Ch. trachomatisjest patogenem wywołującym wiele różnych choróbmiędzy innymi stany zapalne narządów płciowych kobiet,a w krajach tropikalnych odpowiedzialna jest za ciężkąpostać infekcji rogówki i spojówek [8]. Ch. pneumoniae odpowiedzialnajest za infekcje górnych dróg oddechowych,zapalenie płuc oraz może być przyczyną miażdżycy. Bak-Nr 7-8 / 2008terie z rodziny Chlamydia są to drobnoustroje Gram-ujemneo kulistym kształcie i trójwarstwowej budowie błony. Ichwielkość nie przekracza 1,3 µm. Posiadają wiele enzymówi są zdolne do samodzielnego przeprowadzania procesów metabolicznych,jednak mimo to są całkowicie zależne od ATPdostarczanego przez gospodarza. Bakterie te charakteryzujeoryginalny, wewnątrzkomórkowy cykl rozwojowy [9,10,11].Bakterie te mogą wywierać silny antyapoptyczny efektw komórkach, który jest rezultatem nadekspresji genówkodujących białko Bcl-2. Zmniejszenie zdolności do indukcjiapoptozy zwiększa szanse transformacji nowotworowejkomórki. Najczęstszą postacią kliniczną zakażenia Ch. trachomatisu kobiet w jest zapalenie szyjki macicy . Dane epidemiologicznesugerują, że Ch. trachomatis stanowi jedenz głównych czynników predysponujący do rozwoju procesunowotworowego szyjki macicy. Istnieją także dowodywykazujące związek przewlekłej infekcji Ch. pneumoniaez rakiem płuc [12].Mechanizmy hamujące proces apoptozy mogą działać pośredniolub bezpośrednio na śmierć komórki. Bezpośrednieoddziałanie bakterii Ch. trachomatis na apoptozę polega nahamowaniu lub uszkodzeniu białek biorących czynny udziałw programowanej śmierci komórki. Natomiast działanie pośrednienastępuje na poziomie szlaków przekaźnikowychzlokalizowanych wewnątrz zainfekowanej komórki gospodarzatakich jak NFκB np. Ch. pneumoniae, oraz PI3K/Aktnp. Ch. trachomatis. Badania wykazały, że główna drogahamowania procesu apoptozy w komórkach zainfekowanychdrobnoustrojami z rodziny Chlamydia polega na inhibicjiuwalniania cytochromu c w mitochondriach.0Bezpośrednie oddziaływanie z elementami szlaku apoptozywykazują także inne bakterie takie jak Neisseria gonorrhoeae,Mycobacterium tuberculosis oraz Escherichiacoli. Bakterie z rodziny Chlamydia hamują proces apoptozypoprzez czynną proteolizę białek proapoptotycznych należącychdo nadrodziny Bcl-2 takich jak: Bad, t-Bid, Bik, Bakoraz Bax. Przypuszcza się, że drobnoustroje te wydzielają docytozolu proteazy odpowiedzialne za degradację tych białek[13,14]. Sygnał do aktywacji apoptozy następuje w efekcienagromadzenia się białek proapoptotyczych na zewnętrznejbłonie mitochondrialnej. W procesie proteolizy tych białekprzewagę uzyskują białka antyapoptotyczne w wyniku czegozahamowane zostaje otwarcie kanałów w błonie mitochondrialnej,co uniemożliwia przedostawanie się czynnika aktywującegoapoptozę AIF oraz cytochromu c do cytozolu. W wynikutych zaburzeń nie dochodzi do tworzenia się apoptosomu,odpowiedzialnego za aktywację kaskady kaspaz, czego konsekwencjąjest zahamowanie procesu programowanej śmiercikomórki. Najprawdopodobniej nie jest to jedyny bezpośrednimechanizm hamowania apoptozy [4,5,15,16,17,18].0Duże znaczenie w hamowaniu apoptozy przypisuje sięoddziaływaniu bakterii poprzez czynnik jądrowy NFκB.Jest to czynnik pośrednio wpływający na proces apoptozypoprzez białko cFLIP będące inhibitorem kaspazy 8 orazbiałko cIAP. NFκB jest regulatorem wielu genów antyapoptotycznych.Aktywacja tego czynnika prowadzi do powstaniadużej ilości produktów ekspresji genów kontrolowanychpoprzez NFκB, co w konsekwencji prowadzi do zahamowaniaprocesu apoptozy. Zidentyfikowano szereg produktówekspresji genu NFκB o działaniu antyapoptotycznym. Wśródcopyright © 2008 Grupa dr. A. R. KwiecińskiegoISSN 1425-5073
Nr 7-8 / 2008tych produktów na uwagę zasługują inhibitory apoptozyIAPs, (do których zalicza się komórkowy inhibitor apoptozycIAP) oraz inhibitory kaspazy-8 (FADD oraz cFLIP). BiałkocIAP wiąże się bezpośrednio z kaspazami efektorowymizapobiegając tym samym aktywacji proteolitycznej kaspazy 6oraz 9. Hamowanie apoptozy jest więc skutkiem oddziaływańgenomowych NFκB. Białko cFLIP hamuje apoptozę poprzezbezpośrednie oddziaływanie na prokaspazę-8. Dodatkowoaktywowane białko cFLIP jest silnym aktywatorem uwalnianiajądrowego czynnika –κB [15,16,19,20].Z antyapoptotycznym działaniem bakterii z rodzajuChlamydia związane są szlaki przekaźnikowe obejmujące3-kinazę fosfatydylinozytolu oraz kinezę białkową B (Akt).Akt aktywowana jest za pośrednictwem PI-3K w skutekufosforylowania tyrozyny w jej podjednostce katalitycznejp85. Aktywowany enzym Akt odgrywa w życiu komórkiwiele funkcji m.in. odpowiedzialny jest za proliferację,metabolizm oraz apoptozę komórki. Kinaza Akt może byćinhibitorem apoptozy poprzez bezpośrednie oddziaływaniena czynniki proapoptotyczne. W komórkach zakażonychChlamydia trachomatis następuje aktywacja kinezy PI3K,która wpływa z kolei na aktywację enzymy Akt. Następujezahamowanie uwalniania cytochromu c i w konsekwencjidochodzi do zaburzenia procesu apoptozy w komórkach zainfekowanychbakteriami z rodzaju Chlamydia. Kinaza Akthamuje apoptozę komórek także poprzez pobudzenie potencjałutransaktywacyjnego p50/p65 (NFκB). Podwyższonaaktywność PI3K/Akt oraz wynikająca z niej aktywacjaNFκB jest potrzebna komórce do poprawienia jej przeżywalności[16,21,22].Proces apoptozy odgrywa ogromne znaczenie z patogenezieschorzeń wywoływanych przez bakterie. Zaburzeniaprocesu naturalnej apoptozy prowadzą do szerzenia sięzakażenia i nasilenia odpowiedzi przeciwzapalnej. Konsekwencjątego może być jeszcze większe uszkodzenie zakażonychtkanek [2] lub nabywanie przez komórki cech nowotworowychco obserwuje się w przypadku zakażeń np.Chlamydia trachomatis [16]. Przypuszcza się, że dokładnepoznanie procesów indukcji programowanej śmierci komórkipoprzez bakterie z rodzaju Chlamydia przyczyni się dozahamowania infekcji przez nie wywoływanych oraz skuteczniejszegoleczenia zakażeń.0Piśmiennictwo:1.2.3.4.5.Urbanek T. i wsp. Apoptoza w schorzeniach układu naczyniowego– implikacje kliniczne, przegląd piśmiennictwa.Chir. Pol. 2003; 5, 47 – 58.Baś M i wsp., Apoptoza – programowana śmierć komórki.Część III. Rola apoptozy w procesach fizjologicznychi patologicznych. Życie Wet. 2004; 79, 671 – 675.Maruniewicz M., Wojtaszka P. Pochodzenie i ewolucjaśmierci komórki. Post. Biol. Kom. 2007;34(4), 651-667.Kopaczewska M., Kopaczewski B. Apoptoza – genetyczniezaprogramowana śmierć komórki. Nowiny Lek.2004; 73, 389 – 392.Kopczewska M., Kopczewski B. Apoptoza – podstawymolekularne patogenezy guzów mózgu. Neuroskop2004; 6, 132 – 135.copyright © 2008 Grupa dr. A. R. KwiecińskiegoISSN 1425-50736. Grygorczuk S i wsp., Stężenie białka sFas I sFasL w hodowlikomórek jednojądrzastych krwi obwodowej chorych z późnąBoleriozą z Lyme. Przegl. Epidemiol. 2007, 61, 51 – 58.WAF1/CIP17. Dworakowska D. Rola białka p53, pRb, p21 ,PCNA, mdm2 oraz cykliny D1 w regulacji cyklukomórkowego oraz apoptozy. Okol. Pol. 2005; 8,223 – 228.8. Fischer S. Protection against CD95 – Induced Apoptosisby Chlamydial Infection at a Mitochondrial Step. .Infect. Immun. 2004; 72, 1107 – 1115.9. Gornowicz J. Chlamydia trachomatis - charakterystykapatogenu i diagnostyka zakażeń. Post. Dermatol. Alergol.2008; 25, 125 – 128.10. Balsara Z R. Chlamydia trachomatis Infection InducesCleavage of the Mitotic Cyclin B1. Infec. Immun. 2006;74, 5602 – 5608.11. Yaraei K i wsp. Chlamydia pneumoniae Augments theOxidized Low – Dentisity Lipoprotein – Induced Deathof Mouse Macrophages by a Caspase – IndependentPathway. Infec. Immun. 2005; 73, 4315 – 4322.12. Szkaradkiewicz A. Drobnoustroje i onkogeneza. Wsp.Onkol. 2003; 7, 2, 96 – 101.13. Dong F. i wsp. Degradation of the proapoptotic proteinsDik, Puma and Bik with Bcl-2 domain 3 homology InChlamydia trachomatis infected cells. Infect. Immun.2005; 73,1861-1864.14. Kwiecińska J i wsp., Rola pałeczek gram – ujemnychw indukcji / regulacji apoptozy. Post. Mikrobiol. 2007;46, 2: 125 – 137.15. Węglarczyk K. i wsp. Caspase-8 activation precedesalterations of mitochondria membrane potential duringmonocyte apoptosis induced by phagocytosis and killingof Staphylococcus aureus. Infect. Immun. 2004; 72,2590-9716. Reśliński A i wsp., Właściwości antyapoptyczne bakterii.Post. Mikrobiol. 2008; 47(1), 23 – 33.17. Eickhoff M. Host Cell Responses to Chlamydia pneumoniaein Gamma Interferon - Induced PersistenceOverlap Those of Productive Infection and Are Linkedto Genes Involved in Apoptosis, Cell Cycle, and Metabolism.Infect. Immun. 2007; 75, 2853 – 2863.18. Fischer S. i wsp. Characterization of antiapoptotic activitiesof Chlamydia pneumoniae in human cells. Infect.Immun. 2001; 69, 7121-7129.19. Appelt D M. Inhibition of apoptosis in neuronal cellsinfected with Chlamydophila (Chlamydia) pneumoniae.BMC Neurosci 2008; 9, 13.20. Perfettini J L i wsp. Inhibition of Apoptosis by GammaInterferon in Cells and Mice Infected with Chlamydiamuridarum (the Mouse Pneumonitis Strain of Chlamydiatrachomatis). Infec. Immun. 2002; 70, 2559 – 2565.21. Pająk B., Orzechowski A. Złożony charakter niewrażliwościimmunologicznej ludzkiego raka jelita grubegona niektóre cytokiny ( TNF- alfa, interferony) na przykładzielinii komórkowej COLO 205. Mechanizm niewrażliwości-z uwzględnieniem białek sygnałowych.Post. Hig. Med. Dośw. 2004, 58, 428 – 437.22. Piotrkowska A. i wsp. Budowa białek z rodziny NF-κB i ichrola w procesie apoptozy. Postępy Hig Med. Dość. 2008;62:64-74.<strong>Farmaceutyczny</strong>Przegląd <strong>Naukowy</strong>11