Při mikrobiální infekci musí být tělo upozorněno na přítomnost potenciálních škodlivých patogenů. K tomu slouží specializované receptory známé jako receptory rozpoznávání vzorů (PPRs), které jsou převážně exprimovány na imunitních buňkách.
Tyto receptory rozpoznávají konzervované molekulární struktury známé jako molekulární vzory spojené s patogenem nebo poškozením (PAMPs a DAMPs), které se nacházejí u mikrobů, jako jsou bakterie, viry, paraziti nebo houby. Tyto motivy jsou obvykle specifické pro daný mikroorganismus (tj. nejsou přítomny v hostiteli, a proto jsou považovány za „nesamostatné“). Jsou také nezbytné pro jeho životaschopnost, a proto méně podléhají změnám, které by jinak ztížily jejich rozpoznání hostitelem.
Jedním z nejlépe charakterizovaných PAMP je lipopolysacharid (LPS), specifická složka gram – bakterií, která je rozpoznávána Toll-like receptorem TLR4.
Níže jsou uvedeny některé příklady PAMP (obrázek 1):
Glykany
- Lipoglykany, jako je lipopolysacharid, složka vnější membrány gram – bakterií
- Peptidoglykany, jako je bakteriální muramyl dipeptid
- b-1,3-glukany z buněčné stěny různých druhů hub
Proteiny
- bakteriální flagellin
Nukleové kyseliny (RNA nebo DNA)
Mikrobiální nukleové kyseliny mají obvykle vlastnosti, které hostitel rozpoznává jako nesamostatné.
- Umístění: mikrobiální nukleové kyseliny se mohou nacházet na specifickém místě, například v endozomech, kde normálně hostitelské nukleové kyseliny nejsou přítomny. Například TLR7 rozpoznává virovou RNA v endosomech.
- Vlastnosti: mikrobiální nukleové kyseliny mají často specifickou strukturu, délku nebo modifikaci, například bakteriální DNA, která obsahuje nemetylované repetice dinukleotidu CpG, nebo virová dvouvláknová (ds) nebo jednovláknová (ss) RNA.
Pro detekci patogenů, jako jsou bakterie a viry, je imunitní systém vybaven receptory nazývanými receptory pro rozpoznávání vzorů (pattern recognition receptors, PRR), které jsou specializované na jejich rozpoznávání. Tyto receptory jsou klíčovým prvkem vrozeného imunitního systému. Jsou exprimovány především buňkami prezentujícími antigen, jako jsou dendritické buňky a makrofágy, ale nacházejí se i v jiných imunitních i neimunitních buňkách.
PRs se dělí do čtyř rodin:
- Receptory podobné tollům (TLR)
- Receptory podobné nukleotidové vazebné oligomerizační doméně (NLR)
- Receptory pro lektiny typu C (CLR)
- Receptory podobné RIG-1 (RLR)
Tyto receptory jsou strategicky lokalizovány v buňce. Jsou přítomny na povrchu buňky, kde rozpoznávají extracelulární patogeny, jako jsou bakterie nebo houby, v endozomech, kde vnímají intracelulární vetřelce, jako jsou viry, a nakonec v cytoplazmě.
Tyto receptory rozpoznávají konzervované molekulární struktury patogenů. Tyto motivy nazývané molekulární vzory spojené s patogenem nebo mikrobem (PAMPs nebo MAMPs) jsou obvykle specifické pro daný mikroorganismus a jsou nezbytné pro jeho životaschopnost. PAMPs, které byly dosud identifikovány, jsou proteiny (např. bakteriální flagellin), nukleové kyseliny (např. virová ssRNA) nebo glykany (např. bakteriální lipopolysacharid (LPS)).
Čtyři rodiny PRR se obvykle liší v rozpoznávání ligandů, přenosu signálu a subcelulární lokalizaci (obrázek). Po aktivaci vyvolávají různé buněčné odpovědi včetně transkripce několika genů, které nakonec vyústí v eliminaci patogenu. Často také vzájemně spolupracují, aby zajistily optimální odpověď. Kromě své úlohy ve vrozené imunitě se některé z těchto receptorů (např. NLR) podílejí také na vnímání „nebezpečných“ signálů vyplývajících z narušení normálních buněčných procesů.
.