V diskusi k mým předchozím příspěvkům se často objevovaly komentáře kárající mě někdy i dosti nevybíravými slovy za to, že se zabývám věcmi, kterým nerozumím (daně, radar, náboženství, pavědy, EU) a doporučující, abych se raději se držel svého kopyta, tedy molekulární imunologie.

S radostí tomuto volání vyhovuji a níže tedy píšu o tom, čemu rozumím - samozřejmě s nutnou mírou zjednodušení, asi tak na úrovni studentů ze 3. ročníku Přírodovědecké fakulty.
Předpokládám, že tento příspěvek hluboce zaujme všechny pravicové i levicové čtenáře. Pokud tomu tak skutečně bude, mohu se příště soustředit na neméně vzrušující tematiku receptorů skupiny TLR, role transkripčního faktoru FoxP3 ve vývoji a funkci buněk Treg, které mají pro náš imunitní systém skutečně zásadní význam, nebo třeba pojednám o kontroverzní otázce membránových signalizačních mikrodomén zvaných „rafty“.

A teď už rovnou nekompromisně k dnešnímu tématu:

Receptor T-lymfocytů pro antigen (TCR) je zásadní pro schopnost těchto buněk rozeznávat komplexy MHC glykoproteinů s peptidovými fragmenty cizorodých antigenů (např. virových proteinů) vystavených na povrchu buněk prezentujících antigen (APC).

TCR se skládá z vlastního receptoru rozeznávajícího antigen (kovalentní dimer transmembránových řetězců alfa a beta resp. gamma a delta) a z modulu zajišťujícího napojení na cytoplasmatické signalizační molekuly, CD3 komplexu. Ten se skládá z nekovalentních dimerů řetězců epsilon-delta a epsilon-gamma a z kovalentního dimeru (zeta)2. Zatímco řetězce CD3gamma, delta a epsilon jsou konvenčními transmembránovými proteiny s poměrně velkými extracelulárními doménami (>100 aminokyselin), řetězec zeta má jen nepatrnou (9 aminokyselin) extracelulární část, v níž je také cysteinový zbytek tvořící disulfidické můstky v dimeru. V cytoplasmatických úsecích řetězců CD3gamma, delta a epsilon se nachází po jednom sekvenčním motivu zvaném ITAM (immunoreceptor tyrosine-based activation motif), v řetězci zeta jsou tři takové tandemově uspořádané ITAM motivy. Sekvence ITAM (v jednopísmenkovém kódu poněkud zjednodušeně …YxxLxxxxxxxYxxL…) obsahují kriticky důležité tyrosinové (Y) zbytky, jejichž fosforylace je nezbytná pro zahájení signalizačního procesu (viz dále).

Některé T-receptorové komplexy jsou snad asociovány s molekulami protein tyrosin-kinas (PTK) skupiny Src (hlavně PTK Fyn). Koreceptorové molekuly (CD4 a CD8) zřejmě nejsou s TCR komplexem konstitutivně asociovány, ale připojují se k němu teprve po rozeznání MHC ligandu. Je možné, že v buněčné membráně ve skutečnosti existují jakési ostrůvky (mikrodomény) obsahující několik volně sdružených TCR komplexů a několik dalších membránových proteinů (např. adhezivních molekul). Je třeba připomenout, že na povrchu typického T lymfocytu se nachází zhruba 50 000 identických TCR komplexů a řádově podobný počet koreceptorových a různých adhezivních molekul.

Po navázání ligandu na TCR (v případě většiny alfa/beta-T buněk komplexy MHC proteinů s peptidovými fragmenty antigenů) je zahájen signalizační proces, jehož výsledky (spuštění funkčních mechanismů vedoucích aktivaci imunitní odpovědi, nebo navození stavu "tolerance", nebo dokonce apoptotická smrt T lymfocytu) se mohou diametrálně lišit v závislosti na mnoha okolnostech.
Standardní model signalizace přes TCR předpokládá, že po kontaktu s ligandem (většinou komplex MHC glykoproteinu se specifickým peptidem) dojde ke konformační změně (pravděpodobně doprovázené agregací dvou či více TCR komplexů), která způsobí autofosforylační aktivaci protein-tyrosin kinas asociovaných přímo s TCR (Fyn), resp. s koreceptory CD4 a CD8 (Lck). Tyto aktivované kinasy skupiny Src pak fosforylují kritické tyrosinové zbytky motivů ITAM v řetězcích CD3gamma, delta, epsilon, a zeta. Na fosforylované tandemové sekvence ITAM v zeta řetězcích pak nasedne pomocí dvou SH2 domén protein tyrosin kinasa ZAP70 a je poté také fosforylována Src-kinasami. Takto aktivovaná kinasa ZAP70 spolu s aktivními kinasami rodiny Src pak fosforyluje celou řadu dalších proteinů, které následně spouštějí vlastní signalizační kaskády. Hlavním substrátem aktivované ZAP70 je transmembránový adaptorový protein LAT. Na fosforylovaný LAT se váže a tím aktivuje fosfolipasa Cgamma (PLCgamma), která štěpí fosfolipid PIP2 (fosfatidylinositol 4,5-bisfosfát) na diacylglycerol (DAG) a inositoltrisfosfát (IP3). Tyto molekuly spouštějí další části signalizačních kaskád. Fosforylovaný LAT slouží jako „lešení“, kolem kterého se organizuje složitý komplex dalších signalizačních proteinů (např. Grb2, Sos1, SLP-76, Nck), který je nezbytný pro další signalizační děje nutné pro funkční aktivaci T lymfocytu.
Zásadní význam adaptorového proteinu LAT je zřejmý z toho, že jeho chybění vede k zastavení vývoje T lymfocytů a těžkým imunodeficiencím.

Molekulární mechanismy fungování antigenně specifického receptoru B lymfocytů (BCR, povrchový imunoglobulin) jsou velmi podobné jako u TCR, ale dosud se nepodařilo objevit protein podobný molekule LAT. V naší laboratoři jsme před 5 lety objevili protein, který by takovým kandidátem mohl být, a nazvali jsme ho NTAL; předběhli jsme přitom konkurenční americkou skupinu, která stejný protein popsala o několik měsíců později a nazvala jej LAB. Následné studie však ukázaly, že NTAL/LAB má spíše jiné, regulační role, a tak hledání B-lymfocytární obdoby LAT pokračuje. Nedávno jsme mezi asi 25.000 lidskými proteiny objevili dalšího nadějného kandidáta. Doufáme, že naše další testy potvrdí naše podezření, a že jako první na světě úspěšně završíme tento hon na onen „chybějící článek“. Jen aby nás tentokrát na oplátku nepředběhli ti američtí konkurenti... Takže - nikde o tom prosím raději nemluvte!