immuniteit
23.6.3 Immuniteitsgerelateerde GTPase (IRG) familie
De immuniteitsgerelateerde GTPase (IRG ‘ s) zijn een familie van door IFNy geïnduceerde eiwitten die belangrijk zijn voor de resistentie tegen een grote verscheidenheid aan intravacuolaire bacteriële en parasitaire pathogenen, waaronder T. gondii (Taylor et al., 2004, 2007; Zhao et al., 2009b). Van de honderden genen verhoogd door IFNy, de IRG genen behoren tot de meest overvloedige., Deze proteã nen, vroeger genoemd p47 GTPases, werden eerst beschreven in de jaren 1990 en in het laatste decennium talrijke studies hebben de rol van IRG proteã nen in weerstand tegen Toxoplasma vastgesteld (Hunn et al., 2011; Zhao et al., 2009b). Bij het grootste deel van het werk waren de volgende zeven IRG-leden betrokken: Irgm1 (LRG-47), Irgm2 (GTPI), Irgm3 (IGTP), Irga6 (IIGPI), Irgb6 (TGTP), Irgd (IRG-47) en Irgb10. De meeste van deze IRG proteã nen zijn gevonden om met remming van T. worden geassocieerd., gondii in vitro, en van de vier IRG genen die zijn uitgeschakeld (Irgm1, Irgm3, Irga6 en Irgd), allen zijn gevonden om de gevoeligheid voor infectie van T. gondii significant te verhogen, waardoor de rol van IRG proteã nen in resistentie tegen T. gondii in muizen wordt vastgesteld.
de IRG-eiwitten zijn 46-47 kDa GTPases, die een Ras-achtig GTP-bindend domein (G1 genoemd) bevatten. De IRG-eiwitfamilie bestaat uit twee subfamilies, gebaseerd op het nucleotide-bindende domein binnen het G1 GTP-bindende domein, waarbij één subfamilie een GMS-aminozuurmotief heeft en de andere subfamilie een GKS-motief., De drie IRG-leden van de GMS-subfamilie zijn Irgm1, Irgm2 en Irgm3, terwijl IRG-leden Irga6, Irgb6, Irgd en Irg10 tot de GKS-subfamilie behoren. De proteã nen van GMS IRG zijn regelgevers van GKS proteã nen die aan de proteã nen van GKS IRG binden en hen in de inactivate staat handhaven via een BBP-afhankelijke interactie (Hunn et al., 2008). De IRG genen zijn aanwezig in de gewervelde phyla, aanwezig in koppotigen, amfibieën, vissen, reptielen en zoogdieren. Bij muizen is de IRG-familie divers en codeert ze ongeveer 23 genen, waarvan 21 eiwitten coderen (Bekpen et al., 2005)., De IRG familie, echter, lijkt herhaaldelijk verloren tijdens de evolutie met geen IRG genen aanwezig in een van de beschikbare vogel genomen en het aantal IRG genen in de mens dramatisch verminderd met slechts twee IRG genen, IRGC en IRGM, aanwezig (Bekpen et al., 2009, 2010).,
bij ifny-gestimuleerde gastheercellen die geïnfecteerd zijn met Toxoplasma lokaliseren meerdere IRG-eiwitten zich binnen enkele minuten na de invasie in het Toxoplasma parasitophorous vacuol membraan, waarbij het parasitophorous vacuolaire membraan vervolgens vesiculair wordt en uiteindelijk verstoord, wat resulteert in het vrijkomen van de parasiet in het cytosol en degradatie van de parasiet (Martens et al., 2005; Ling et al., 2006; Melzer et al., 2008). In macrofagen geïnfecteerd met Toxoplasma, vernietiging van de T., gondii gaat gepaard met opname van de parasiet in autofagosomen en daaropvolgende autofagomale toediening aan de lysosomen (Ling et al., 2006; Butcher et al., 2005). IRG-gemedieerde vacuolaire verstoring komt ook voor bij ifny-gestimuleerde fibroblasten en astrocyten, maar de autofagieweg bleek niet betrokken te zijn (Melzer et al., 2008; Zhao et al., 2009b; Martens et al., 2005). Nochtans, zijn de muizen deficiënt in de autophagic regulator, atg5, ontoereikend in hun capaciteit om T. gondii replicatie te controleren die erop wijst dat de autophagic weg op één of andere manier betrokken is (Konen-Waisman en Howard, 2007)., Atg5 blijkt noodzakelijk te zijn voor de levering van IRG-eiwitten aan de PV, hoewel dit lijkt te werken door een mechanisme dat onafhankelijk is van de normale autofagieweg (Zhao et al., 2008). Tot slot, in IFNy-gestimuleerde fibroblasten IRG-gemedieerde PV verstoring resulteert in gastheercel necrose, na afgifte van de parasiet in de gastheer cytoplasma, aangeeft vernietiging van de gastheercel kan deel uitmaken van het IRG mechanisme in sommige celtypen (Zhao et al., 2009b).,
het IRG-mechanisme impliceert een gecoördineerde belasting van IRG Gtpasen op de Toxoplasma vacuole met ten minste zes IRG-eiwitten (Irgm2, Irgm3, Irga6, Irgb6, Irgd en Irg10) die zich lokaliseren tot de Toxoplasma vacuole (Khaminets et al., 2010). De coating van de IRG proteã nen aan PV komt binnen één uur na invasie voor en is hiërarchisch met Irgb6 en Irgb10 Laden eerst. Bij infectie met T. gondii verliezen GKS-eiwitten hun interactie met GMS-eiwitten en accumuleren ze bij het PV-membraan (PVM) in de actieve gebonden GTP-toestand die leidt tot vesiculatie en breuk van de PV (Hunn et al.,, 2008; Papic et al., 2008). Ondanks de grote hoeveelheid informatie die nu wordt begrepen over de moleculaire en biochemische aspecten van IRG-gemedieerde remming van T. gondii, zijn de mechanismen die betrokken zijn bij de vesiculatie die leidt tot PV-verstoring nog steeds niet begrepen. IRG-eiwitten zijn gerelateerd aan de dynamin-Type GTPases waarvan bekend is dat ze blaasjesvorming en-vervorming van membranen bemiddelen en er is gesuggereerd dat het IRG-eiwit op een analoge manier de vesiculatie van de PVM medieert, hoewel dit niet is aangetoond (Hunn et al., 2011).,
de stammen van type I zijn resistent tegen IRG-gemedieerde remming van IFNy (Steinfeldt et al., 2010; Howard et al., 2011). Deze deficiëntie in door IFNy gemedieerde controle wordt geassocieerd met een mislukking van accumulatie van IRG-eiwitten op de PVM (Zhao et al., 2009a). Dit blijkt grotendeels te zijn toe te schrijven aan het polymorfe rhoptry kinase, ROP18, dat in type I stammen de GKS IRG proteã nen Irga6, Irgb6 en Irgb10 fosforyleert, veroorzakend dissociatie van IRG van de vacuole en remming van PV verstoring (Zhao et al., 2009a; Steinfeldt et al., 2010; Fentress et al., 2010)., Een ander rhoptry eiwit, ROP5, is gevonden om direct te interageren met IRG-eiwitten, het verminderen van IRG coating en het inactiveren van IRG-eiwitten (Fleckenstein et al., 2012; Niedelman et al., 2012). ROP5 kan met IRGs in wisselwerking staan bij afwezigheid van ROP18. Rhoptry proteïnen, ROP5 en ROP18, die remming in door IFNy geactiveerde muriene cellen bewerkstelligen, hebben echter geen invloed op de overleving in door IFNy geactiveerde menselijke cellen (Niedelman et al., 2012)., Deze resultaten suggereren dat terwijl ROP5 en ROP18 kunnen geëvolueerd zijn om IRGs te blokkeren zij geen gevolgen op parasietoverleving in species kunnen hebben die het IRG-systeem, zoals mensen niet hebben. Waarom de IRG ’s zo’ n grote familie van eiwitten in het muriene genoom zijn en zo verminderd in mensen, of als functionele tegenhanger(s) bestaat in mensen, is nog niet duidelijk.