Pattern recognition receptor
De pattern-recognition-receptors (PRR's), ook wel patroonherkenningsreceptoren genoemd, zijn een groep van eiwitten die van cruciaal belang zijn bij de herkenning van ziekteverwekkende micro-organismen en het op gang brengen van het aangeboren immuunsysteem. PRR's komen tot expressie op de membranen of binnen het cytoplasma van aangeboren immuuncellen: fagocyten, dendritische cellen en neutrofielen. De receptoren binden zich aan onderdelen van binnengedrongen micro-organismen, zoals bacteriële koolhydraten (LPS, mannose), nucleïnezuren (bijv. dubbelstrengs RNA van virussen), zymosan of chitine van schimmels, lipoproteïnen en peptidoglycanen. Dergelijke geconserveerde molecuulpatronen worden pathogen-associated molecular patterns (PAMPs) genoemd. PAMPs zijn zeer divers in structuur, en de receptoren die hen herkennen zijn dan ook zeer verschillend opgebouwd en gelokaliseerd. Sommige PRR's komen voor het cytoplasma, waar ze intracellulaire pathogenen herkennen, en anderen bevinden zich in intracellulaire membranen binnen de cel (het endosomale systeem). Weer andere PRR's worden door de cel uitgescheiden en binden aan het oppervlak van extracellulaire pathogenen, waarna ze sneller door fagocyten worden opgenomen of middels het complementsysteem worden vernietigd.
De pattern-recognition-receptors (PRR's), ook wel patroonherkenningsreceptoren genoemd, zijn een groep van eiwitten die van cruciaal belang zijn bij de herkenning van ziekteverwekkende micro-organismen en het op gang brengen van het aangeboren immuunsysteem.[1]
PRR's komen tot expressie op de membranen of binnen het cytoplasma van aangeboren immuuncellen: fagocyten, dendritische cellen en neutrofielen. De receptoren binden zich aan onderdelen van binnengedrongen micro-organismen, zoals bacteriële koolhydraten (LPS, mannose), nucleïnezuren (bijv. dubbelstrengs RNA van virussen), zymosan of chitine van schimmels, lipoproteïnen en peptidoglycanen. Dergelijke geconserveerde molecuulpatronen worden pathogen-associated molecular patterns (PAMPs) genoemd. PAMPs zijn zeer divers in structuur, en de receptoren die hen herkennen zijn dan ook zeer verschillend opgebouwd en gelokaliseerd.[2]
Sommige PRR's komen voor het cytoplasma, waar ze intracellulaire pathogenen herkennen, en anderen bevinden zich in intracellulaire membranen binnen de cel (het endosomale systeem). Weer andere PRR's worden door de cel uitgescheiden en binden aan het oppervlak van extracellulaire pathogenen, waarna ze sneller door fagocyten worden opgenomen of middels het complementsysteem worden vernietigd.
Geschiedenis
[bewerken | brontekst bewerken]De immunoloog Charles Janeway stelde in 1989 dat het immuunsysteem onderscheid kan maken tussen 'lichaamseigen' en 'lichaamsvreemd' door de herkenning van geconserveerde structuren op micro-organismen.[3] Hij introduceerde hiermee het idee van pattern recognition: receptoren die algemeen voorkomende molecuulpatronen herkennen, zoals bacteriële celwandcomponenten. Dit was een theoretische doorbraak, omdat het verklaarde hoe het aangeboren immuunsysteem snel en gepast kan reageren, en een directe rol heeft in het op gang brengen van de verworven afweer.[4]
De daadwerkelijke identificatie van PRR's begon met werk aan de fruitvlieg Drosophila. Onderzoekers ontdekten dat het Toll-gen in deze vliegen betrokken was bij de immuunrespons tegen schimmels. Dit leidde tot de hypothese dat vergelijkbare receptoren ook bij zoogdieren bestaan. In 1997 toonde Ruslan Medzhitov, een postdoc in het team van Charles Janeway, aan dat een humane homoloog van het Toll-eiwit – nu bekend als Toll-like receptor 4 – immuunresponsen activeert. Onderzoeker Bruce Beutler bewees dat deze receptor lipopolysaccharide (LPS) herkent, een bestanddeel van gramnegatieve bacteriën. Voor deze ontdekkingen ontvingen Bruce Beutler en Jules Hoffmann in 2011 de Nobelprijs voor Fysiologie of Geneeskunde.[5] Hun ontdekkingen bewezen dat PRR's essentieel zijn voor de initiële detectie van infecties.
Snel na de ontdekking van TLR4 werden verschillende subklassen van PRR's geïdentificeerd, elk met hun eigen liganden en lokalisaties binnen de cel. Vanaf de vroege jaren 2000 werden de Nod-like receptoren (herkenning van bacteriële componenten in het cytosol), RIG-I-like receptoren (detectie van viraal RNA) en C-type lectinereceptoren (herkenning van koolhydraatstructuren op pathogenen) beschreven. Daarnaast werd het onderscheid tussen PAMPs en damage-associated molecular patterns (DAMPs) belangrijk, mede in lijn met ideeën van Polly Matzinger. PRR’s bleken niet alleen micro-organismen, maar ook signalen van celschade te detecteren.[6]
Typen
[bewerken | brontekst bewerken]- Toll-like receptors
- Nod-like receptors
- C-type lectinereceptors
- RIG-I-like receptors
- Scavangerreceptors
Zie ook
[bewerken | brontekst bewerken]Literatuur
- (en) Alberts, B. (2022). Molecular Biology of The Cell, 7th. W.W. Norton & Company, "The Innate and Adaptive Immune Systems". ISBN 978-0-393-42708-0.
Referenties
- ↑ Roos, D. (2016), 'De eerste lijn van verdediging: aangeboren immuniteit. in: Leerboek Immunologie, Bohn Stafleu van Loghum. ISBN 978-90-368-0257-4.
- ↑ (en) Kumar H, Kawai T, Akira S (2011). Pathogen recognition by the innate immune system. International Reviews of Immunology 30 (1): 16–34. PMID 21235323. DOI: 10.3109/08830185.2010.529976.
- ↑ (en) Janeway CA, Medzhitov R. (2002). Innate Immune Recognition. Annual Review of Immunology 20 (1): 197-216. DOI: 10.1146/annurev.immunol.20.083001.084359.
- ↑ (en) Paul WE, Germain RN. (2003). Charles A. Janeway Jr (1943–2003). Nature 423 (6937): 237-237. DOI: 10.1038/423237a.
- ↑ (en) O'Neill LAJ, Golenbock D, Bowie AG. (2013). The history of Toll-like receptors — redefining innate immunity. Nature Reviews Immunology 13 (6): 453-460. DOI: 10.1038/nri3446.
- ↑ (en) Chen R, Zou J, Chen J, Zhong X, Kang R, Tang D. (2025). Pattern recognition receptors: function, regulation and therapeutic potential. Signal Transduction and Targeted Therapy 10 (1). DOI: 10.1038/s41392-025-02264-1.