Kjemokiner er små signaler proteiner som utløser cellegift (vandrende bevegelse) av celler. I de fleste tilfeller er disse cellene immunceller. Dermed er kjemokiner ansvarlige for at den fungerer effektivt immunsystem.
Hva er kjemokiner?
Kjemokiner er små proteiner som tilhører cytokinfamilien. De får celler til å migrere. Hovedsakelig er dette immunceller som raskt må nå riktig sted for skade eller infeksjon. Kjemokinene produseres av cellene som de også er ment å tiltrekke seg. På overflaten av disse cellene er det reseptorer som gjør det mulig for kjemokinene å dokke. Signalet molekyler er delt inn i inflammatoriske og homeostatiske kjemokiner. I de fleste tilfeller er de inflammatoriske kjemokiner. De tiltrekker immunceller til destinasjonen, som umiddelbart utløser inflammatoriske prosesser der for å forsvare seg mot infeksjon. Inflammatoriske kjemokiner produseres alltid på stedet for skade eller infeksjon av immuncellene som er der for å tiltrekke seg ytterligere forsvarsceller. Homeostatiske kjemokiner produseres kontinuerlig, selv i fravær av infeksjon. De tjener til å overvåke sunt vev. Kjemokiner har en kjemotaksisk effekt på slike immunceller som monocytter, makrofager, keratinocytter, fibroblaster, blodplater, endotelceller, T-celler, stomatale celler, nøytrofile granulocytter og dendritiske celler. De produseres også som signalstoffer av disse cellene for å tiltrekke seg like celler når det er nødvendig.
Anatomi og struktur
Kjemokiner er små proteinkjeder på 75 til 125 aminosyrer Hver. Ved enden av kjeden er det en eller to cystein rester. cystein er en svovel-holdig aminosyre som kan danne disulfid broer i molekylet. De cystein rester danner nå sulfid broer innenfor proteinkjeden. Imidlertid mens aminosyresekvensen er variabel i kjemokinfamilien proteiner, forblir den tertiære strukturen den samme for alle kjemokiner. Hoveddelen er dannet som et trestrenget antiparallelt pakningsvedlegg med betastruktur. Ved karboksyenden slutter kjeden med en alfa-spiral. Det er her cysteinrester nå er lokalisert. Det er fire strukturer hvordan disse terminale cysteinrester kan ordnes. Hver struktur symboliserer en familie av kjemokiner. Dermed kan to cysteinrester følge direkte bak hverandre. Den tilsvarende kjemokinfamilien kalles CC-familien. Hvis en annen aminosyre byttes mellom cysteinrester, er det CXC-familien. CX3C-familien inneholder to cysteinrester atskilt med tre aminosyrer. Til slutt er det en familie med en cysteinrest, som kalles C-familien. Alle cysteinrester danner en sulfidbro i kjeden. De enkelte kjemokinfamiliene har forskjellige funksjoner. Den nøyaktige strukturen til kjemokinene er fremdeles ikke helt forstått. Kjemokinene trenger ikke nødvendigvis vevsvæske eller blod for å utføre sin funksjon. De kan også overføre signalene sine gjennom solide strukturer av konsentrasjon stigninger. Når de gjør det, binder de seg med den positive ladningen fra de mange grunnleggende aminosyrer til en negativt ladet sukker molekyl (glykosaminoglukan) på overflaten av celler. Hvorfor de mister funksjonen når de ikke lenger kan binde seg til glykosaminoglukan, er ennå ikke klart.
Funksjon og oppgaver
Hovedfunksjonen til kjemokiner er å tiltrekke spesifikke immunceller til steder i kroppen som for tiden er utsatt for et høyere nivå av forsvar mot smittsomme inntrengere. Dette gjør immunresponsen mer effektiv. I de fleste tilfeller sørger de dermed også for at betydelige inflammatoriske responser utvikler seg for å bekjempe infeksjonen. De genereres på stedet for skade eller infeksjon av immuncellene som allerede er tilstede der. De nå tiltrekkte cellene beveger seg mot det høyeste konsentrasjon av kjemokiner. De tilsvarende kjemokinreseptorene er plassert på overflaten. Kjemokinene binder seg til disse reseptorene, og utløser migrering av cellene mot de høyeste konsentrasjon av kjemokiner. Imidlertid binder hver kjemokinfamilie seg til sine egne reseptorer. For eksempel sørger CC-familien for migrering av monocytter, lymfocytterog basofile og eosinofile granulocytter. CXC-familien er ansvarlig for angiogenese (vekst av blod fartøy). CX3C-familien spiller en rolle i inflammatoriske prosesser i nervesystemetTil slutt aktiverer C-chemokines CD8 T-celler og NK-celler (naturlige drapsceller).
Sykdommer
Når samspillet mellom kjemokiner og kjemokinreseptorer forstyrres, immunsystem feil. Ofte, på grunn av en mutasjon av den tilsvarende reseptoren, passer den ikke lenger for docking av kjemokiner. Dette betyr at immunceller ikke lenger kan tiltrekkes i avgjørende situasjoner. Denne funksjonsfeilen manifesterer seg da som en immunmangel. For eksempel skyldes det såkalte WHIM-syndromet, en spesifikk immunmangel, en chemokin-reseptordefekt. Denne sykdommen manifesterer seg i tilbakevendende virus- og bakterieinfeksjoner. Pasienter viser en spesiell følsomhet for humant papillomavirus, hvis infeksjon manifesterer seg i dannelsen av vorter. De beinmarg er full av T-forløperceller, men disse migrerer ikke til infeksjonsstedene. Selektive immunmangel mot visse patogener er også mulig. For eksempel resulterer mutasjon av en reseptor for et kjemokin av CC-familien i spesifikke følsomheter for West Nile-viruset. Imidlertid gir den samme reseptoren, når den muteres, også arvelig immunitet mot HIV. Visse mutasjoner i chemokinreseptorregionen kan også være delvis ansvarlige for autoimmune sykdommer eller allergi. Overproduksjon av visse kjemokiner kan også føre til sykdommer. For eksempel utvikling av psoriasis har vist seg å være relatert til overproduksjon av CXC chemokine IL-8. Revmatoid gikt forekommer også sammen med en overproduksjon av IL-8. Aterosklerotiske endringer er ofte et resultat av overdreven inflammatoriske prosesser, noen ganger forårsaket av økte kjemokinaktiviteter.
