Kľúčový rozdiel medzi klasickou alternatívnou a lektínovou cestou je v tom, že iniciácia klasickej dráhy prebieha prostredníctvom väzby komplexov antigén-protilátka na proteín C1q a iniciácia alternatívnej dráhy prebieha prostredníctvom väzby C3b na cudzie povrchy, zatiaľ čo iniciácia lektínovej dráhy prebieha prostredníctvom lektínu viažuceho manózu.
Klementová dráha alebo kaskáda komplementu je súčasťou imunitného systému, ktorá zvyšuje schopnosť fagocytujúcich buniek a protilátok ničiť a odstraňovať mikróby a poškodené bunky z organizmu, podporuje zápal a napáda bunkovú membránu patogénu. Dráhy komplementu sú generované vrodeným a adaptívnym imunitným systémom. Tento systém pozostáva z malých bielkovín, ktoré sú syntetizované pečeňou a cirkulujú v krvi v neaktívnej forme. Tieto proteíny alebo prekurzory sa aktivujú v komplementových dráhach. Existujú tri typy komplementových dráh: klasická dráha, alternatívna dráha a dráha lektínu.
Čo je to klasická cesta?
Klasická dráha je jednou z troch dráh, ktoré aktivujú systém komplementu. Systém komplementu je súčasťou imunitného systému. Komplexy antigén-protilátka spolu s protilátkovými izotypmi IgG a IgM iniciujú komplementový systém. Apoptotické bunky, nekrotické bunky a proteíny akútnej fázy tiež aktivujú klasickú dráhu.
Obrázok 01: Klasická cesta a alternatívna cesta
Táto dráha je iniciovaná väzbou komplexov antigén-protilátka na proteín C1q; globulárna oblasť C1q rozpoznáva a viaže sa na Fc oblasť protilátok IgG a IgM izotypov. Tiež sa viažu na bakteriálne a vírusové povrchové proteíny, apoptotické bunky a proteíny akútnej fázy. Počas neprítomnosti aktivačných faktorov sa C1q stáva súčasťou neaktívneho komplexu C1, ktorý pozostáva zo šiestich molekúl C1q, dvoch molekúl C1r a dvoch molekúl C1s. Väzba C1q vedie ku konformačným zmenám a aktivácii serínovej proteázy C1r. To aktivuje a štiepi serínovú proteázu C1s. C1s potom štiepi C4 na C4a a C4b a C2 na C2a a C2b. C4b pomáha pri tvorbe C3 konvertázy, C4bC2a. C3 konvertáza má schopnosť štiepiť c3 na C3a a C3b, čo je dôležitý faktor pre ďalšiu enzymatickú reakciu. C3v sa viaže na C3 konvertázu za vzniku C5 konvertázy, C4b2a3b, zatiaľ čo C3a rekrutuje zápalové bunky. Tieto sú známe ako anafylatoxíny. C5 konvertáza štiepi C5 na C5a a C5b. C5b sa kombinuje s inými terminálnymi zložkami za vzniku komplexu membránového útoku (MAC). To vedie k lýze invazívnych baktérií vložením do membrán cieľových buniek, čím sa vytvoria funkčné póry.
Čo je to alternatívna cesta?
Alternatívna cesta je jednou z troch ciest, ktoré opsonizujú a ničia patogény. Vírusy, plesne, baktérie, parazity, imunoglobulín A a polysacharidy aktivujú alternatívnu dráhu a tvoria základný obranný mechanizmus nezávislý od imunitného systému. Proteín C3b spúšťa túto dráhu a tento proteín sa priamo viaže na mikrób. Cudzie materiály a poškodené tkanivá tiež spúšťajú alternatívnu cestu. Pretože C3b je v plazme voľný a hojný, má schopnosť viazať sa na hostiteľskú bunku alebo povrch patogénu. Rôzne regulačné proteíny sa podieľajú na prevencii aktivácie komplementu na hostiteľskej bunke.
Receptor komplementu 1 (CR1) a faktor urýchľujúci rozpad (DAF) súťažia s faktorom B o väzbu s C3b na povrchu bunky a odstraňovanie Bb z komplexu C3bBb. Štiepenie C3b na neaktívnu formu, iC3b, plazmatickou proteázou nazývanou komplementový faktor 1 inhibuje tvorbu C3 konvertázy. Komplementový faktor 1 vyžaduje proteínový kofaktor viažuci C3b, ako je faktor H, Cr1 alebo membránový kofaktor proteolýzy. Faktor H inhibuje tvorbu C3 konvertázy kompetíciou s Faktorom B o väzbu s C3b. To tiež urýchľuje rozpad konvertázy C3. CFHR5, čo je proteín 5 súvisiaci s komplementovým faktorom H, má schopnosť viazať sa, pôsobiť ako kofaktor pre faktor 1 a urýchľovať rozpadovú aktivitu a viaže sa na C3b v hostiteľských bunkách.
Čo je to lektínová cesta?
Lektínová dráha je typom kaskádovej reakcie v systéme komplementu. Po aktivácii tejto dráhy pôsobením C4 a C2 vznikajú aktivované komplementové proteíny ďalej v kaskáde. Táto dráha nerozpoznáva protilátku naviazanú na svoj cieľ a začína väzbou lektínu viažuceho manózu (MBL) alebo fikolínu na určité cukry. Tento MBL sa viaže na cukry, ako je manóza a glukóza s OH skupinami v koncových polohách na uhľohydrátoch alebo glykoproteínových zložkách baktérií, húb a niektorých vírusov.
Obrázok 02: Doplnkové cesty
MBL, tiež známy ako proteín viažuci manózu, je schopný iniciovať komplementový systém väzbou na povrchy patogénov. Multiméry MBL tvoria komplexy so serínovými proteázami (manóza viažuce lektín asociovaná serínová proteáza: MASP1, MASP2 a MASP3), čo sú proteínové zymogény. V iných dráhach sú podobné C1r a C1s. MASP1 a MASP2 sa aktivujú a štiepia zložky C4 a C2 na C4a, C4b, C2a a C2b. C4b má tendenciu viazať sa na membrány bakteriálnych buniek. Ak sa neaktivuje, spojí sa s C2a a vytvorí klasickú C3 konvertázu naproti alternatívnej C3 konvertáze. C4a a C2b pôsobia ako silné cytokíny. C4a spôsobuje degranuláciu žírnych buniek a bazofilov a C2b zvyšuje vaskulárnu permeabilitu.
Aké sú podobnosti medzi klasickou alternatívou a lektínovou cestou?
- Klasické, alternatívne a lektínové dráhy sú aktivované kaskádou reakcií vedúcich ku komplexu membránového útoku.
- Sú súčasťou imunitného systému.
- Každá dráha má jedinečné proteíny na spustenie.
- Sú aktivované určitými izotypmi protilátok naviazanými na antigény
Aký je rozdiel medzi klasickou alternatívou a lektínovou cestou?
Iniciácia klasickej dráhy prebieha prostredníctvom väzby komplexov antigén-protilátka na proteín C1q. Iniciácia alternatívnej dráhy prebieha prostredníctvom väzby C3b na cudzie povrchy, zatiaľ čo iniciácia lektínovej dráhy prebieha prostredníctvom lektínu viažuceho manózu. Toto je kľúčový rozdiel medzi klasickou alternatívou a lektínovou cestou. Úlohou klasickej dráhy je, že pôsobí ako efektorové rameno adaptívnej imunity, zatiaľ čo alternatívne a lektínové dráhy fungujú vo vrodenej imunite. Okrem toho, aktivácie C4 a C2 v klasickej dráhe sú C1 a v dráhe lektínu je MASP-2, zatiaľ čo v alternatívnej dráhe nedochádza k aktivácii C4 a C2.
Nižšie uvedená infografika predstavuje rozdiely medzi klasickou alternatívou a lektínovou cestou v tabuľkovej forme na porovnanie vedľa seba.
Zhrnutie – klasická vs. alternatívna vs lektínová cesta
Iniciácia klasickej dráhy prebieha prostredníctvom väzby komplexov antigén-protilátka na proteín C1q. Iniciácia alternatívnej dráhy prebieha prostredníctvom väzby C3b na cudzie povrchy, zatiaľ čo iniciácia lektínovej dráhy prebieha prostredníctvom lektínu viažuceho manózu. Toto je kľúčový rozdiel medzi klasickou alternatívou a lektínovou cestou.
