Coraz więcej dowodów wskazuje na to, że szczepy kompleksu bakteryjnego wywołującego boreliozę mogą również odgrywać rolę w wywoływaniu chorób autoimmunologicznych.
Borelioza jest wywoływana przez szczepy kompleksu Borrelia burgdorferi sensu lato, takie jak B. burgdorferi sensu stricto, B. afzelii i B. garinii. Istnieje coraz więcej dowodów na to, że może ona również odgrywać rolę w wywoływaniu chorób autoimmunologicznych. Zjawisko to jest szczególnie widoczne w przypadkach, gdy infekcja jest długotrwała lub nieodpowiednio leczona, a układ odpornościowy organizmu wykazuje przedłużoną, nieprawidłową aktywację.
Jednym z najważniejszych mechanizmów, poprzez które borelioza może wywołać reakcję autoimmunologiczną, jest mimikra molekularna. Ten proces immunologiczny oznacza, że patogen wyraża białka, które są strukturalnie podobne do białek gospodarza.
Ponadto Borrelia burgdorferi może również wpływać na błony komórkowe. Niektóre badania wykazały, że antygeny i lipoproteiny bakterii mogą modyfikować płynność błon komórkowych, co zmienia wydajność i dynamikę przekazywania sygnałów między komórkami odpornościowymi. Może to prowadzić do dalszego zaburzenia odpowiedzi immunologicznej, zwiększając prawdopodobieństwo wystąpienia procesów autoimmunologicznych.
Mimikra molekularna
Mimikra molekularna to zjawisko immunologiczne, w którym patogen, taki jak wirus lub bakteria, przenosi białka lub antygeny, których struktura jest częściowo lub całkowicie podobna do białek organizmu gospodarza. Podobieństwo to może oszukać układ odpornościowy: kiedy rozpoczyna on atak na obce antygeny, może również zaatakować zdrowe tkanki organizmu, ponieważ nie jest w stanie odróżnić ich od patogenu. Mechanizm ten może odgrywać ważną rolę w rozwoju różnych chorób autoimmunologicznych, takich jak stwardnienie rozsiane, reumatoidalne zapalenie stawów i cukrzyca typu 1.
Borrelia burgdorferi, patogen wywołujący boreliozę, również jest zdolny do mimikry molekularnej. Kilka badań wykazało, że niektóre białka Borrelia są strukturalnie podobne do białek tkanek ludzkich, szczególnie tych występujących w układzie stawowym, nerwowym i hormonalnym. To podobieństwo może powodować, że układ odpornościowy pozostaje „aktywny” podczas infekcji lub po jej zakończeniu i nadal atakuje komórki gospodarza nawet po wyeliminowaniu patogenu – na przykład struktury stawowe, a nawet komórki beta trzustki produkujące insulinę.
Ciekawym przykładem tego zjawiska są badania nad cukrzycą typu 1:
Cukrzyca typu 1 (T1D) jest chorobą autoimmunologiczną, której częstość występowania dramatycznie wzrosła w ostatnich dziesięcioleciach, zwłaszcza w społeczeństwach zachodnich. W tej chorobie układ odpornościowy organizmu, głównie komórki T CD8+, atakuje i niszczy komórki beta trzustki produkujące insulinę. Najnowsze badania pozwoliły zidentyfikować nowy autoantygen specyficzny dla komórek beta, IGRP (białko związane z podjednostką katalityczną glukozo-6-fosfatazy specyficznej dla wysp trzustkowych), który jest rozpoznawany przez dominujące klony komórek T u myszy podatnych na cukrzycę. Antygen jest prezentowany komórkom odpornościowym za pośrednictwem cząsteczek MHC I i aktywuje odpowiedź immunologiczną niszczącą komórki beta. Innym interesującym faktem jest to, że peptydy mimotopowe o strukturze podobnej do IGRP, takie jak te pochodzące z bakterii Borrelia burgdorferi, mogą również wywoływać odpowiedź immunologiczną poprzez mimikrę molekularną, potencjalnie łącząc infekcję z rozwojem autoimmunizacji.
Podobnie zapalenie stawów wywołane boreliozą, które rozwija się podczas choroby z Lyme, może być nie tylko wynikiem aktywnej obecności infekcji, ale także częściowo wynikiem odpowiedzi autoimmunologicznej spowodowanej mimikrą molekularną, zwłaszcza jeśli zapalenie stawów utrzymuje się pomimo leczenia antybiotykami.
W związku z tym mimikra molekularna może być kluczowym ogniwem łączącym choroby zakaźne i autoimmunologiczne – i stanowi szczególnie istotny obszar badań w kontekście zrozumienia długoterminowych powikłań boreliozy.
Płynność błony
Podstawową jednostką wszystkich organizmów żywych jest komórka, która otoczona jest błoną komórkową. Błona ta reguluje, co wchodzi do komórki i co z niej wychodzi, umożliwiając pobieranie składników odżywczych, uwalnianie produktów przemiany materii, wydzielanie hormonów i komunikację między komórkami. Błona komórkowa składa się głównie z podwójnej warstwy fosfolipidów, w których cząsteczki zawierają zarówno części rozpuszczalne w wodzie (hydrofilowe), jak i nieprzepuszczające wody (hydrofobowe). Płynność błony, czyli ruchliwość cząsteczek, jest niezbędna do życia.
Poniżej określonej temperatury błona może stać się quasi-krystaliczna, co znacznie ogranicza jej ruchliwość. W tym momencie błona staje się nieszczelna, traci swoje funkcje, a struktura przestrzenna zawartych w niej białek ulega zmianie. Ta zmiana konformacyjna może być postrzegana przez układ odpornościowy jako „obca” struktura, wywołując reakcje autoimmunologiczne.
Rola niezbędnych kwasów tłuszczowych
Płynność błony jest zapewniana przede wszystkim przez niezbędne nienasycone kwasy tłuszczowe, które są wielonienasyconymi kwasami tłuszczowymi o zakrzywionym łańcuchu. Ich niedobór zwiększa ryzyko quasi-krystalizacji. Organizm próbuje to zrekompensować poprzez zwiększenie poziomu cholesterolu, ponieważ cholesterol zwiększa płynność błony. Jednakże, jeśli niedobór niezbędnych kwasów tłuszczowych jest poważny, ten mechanizm adaptacyjny zostaje wyczerpany, a stabilność błony zostaje zagrożona.
Nowa teoria autoimmunizacji
Podczas rozwoju płodu układ odpornościowy rozpoznaje struktury „własne” i „obce” na podstawie błon komórkowych, które są nadal wystarczająco płynne. Później, jeśli skład kwasów tłuszczowych błony komórkowej ulega zmianie, białka mogą przybierać nowe konformacje, które układ odpornościowy rozpoznaje jako obce. Może to prowadzić na przykład do cukrzycy typu 1 (jeśli atakuje komórki wysepek Langerhansa) lub reumatyzmu (jeśli atakuje komórki stawów).
Związek między poziomem cholesterolu a chorobami
Podwyższony poziom cholesterolu w surowicy nie powoduje sam w sobie chorób, ale może być reakcją organizmu na brak niezbędnych kwasów tłuszczowych. W społeczeństwach zachodnich średni poziom cholesterolu w surowicy stale rośnie. Niedobór ten wskazuje na ryzyko quasi-krystalizacji błon komórkowych i zwiększa ryzyko chorób takich jak miażdżyca, zawał serca lub choroby autoimmunologiczne.
Infekcje i płynność błon
Niektóre patogeny, takie jak bakterie Borrelia (czynnik wywołujący boreliozę), są w stanie rozkładać niezbędne kwasy tłuszczowe komórki gospodarza, zmniejszając w ten sposób płynność błony. Jednocześnie patogen usuwa cholesterol z komórki gospodarza, stabilizując w ten sposób własną błonę. Ten podwójny efekt jest korzystny dla patogenu, ponieważ osłabia odpowiedź immunologiczną i powoduje wyciek komórki, dostarczając pożywienie dla bakterii. Proces ten często prowadzi do reakcji autoimmunologicznej.
Zgodnie z hipotezą autorów wzrost poziomu cholesterolu jest zatem naturalnym mechanizmem obronnym, za pomocą którego organizm próbuje utrzymać płynność błony komórkowej w przypadku niedoboru niezbędnych kwasów tłuszczowych.
Podsumowanie:
W rozwoju chorób autoimmunologicznych może zatem brać udział kilka mechanizmów.
Mimikra molekularna to zjawisko immunologiczne, w którym niektóre białka patogenów są strukturalnie podobne do białek gospodarza. Podobieństwo to może wywołać błędną odpowiedź immunologiczną, która może prowadzić do ataku na własne tkanki organizmu, odgrywając w ten sposób kluczową rolę w rozwoju chorób autoimmunologicznych, takich jak cukrzyca typu 1 lub autoimmunologiczne powikłania boreliozy.
Artykuł analizuje rozwój chorób autoimmunologicznych z nowej perspektywy i dowodzi, że ich główną przyczyną jest brak niezbędnych kwasów tłuszczowych i wynikająca z tego quasi-krystalizacja błon. Organizm próbuje to zrekompensować poprzez zwiększenie poziomu cholesterolu, ale jest to tylko tymczasowe rozwiązanie. Rozwiązaniem może być odpowiednie odżywianie, spożywanie przeciwutleniaczy i zmniejszenie stresu oksydacyjnego.
Źródła:
https://www.scirp.org/journal/paperinformation?paperid=43791
https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.1633447100
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22583438/
(C) Fundacja Boreliozy z Lyme
