Abstrakt

Receptory Toll-podobne (TLR), jako receptory rozpoznające wzorce molekularne związane z patogenami (PAMP), odgrywają główną rolę w indukcji wrodzonej i nabytej odpowiedzi immunologicznej. Stymulacja receptorów TLR przez produkty drobnoustrojów prowadzi do aktywacji komórek prezentujących antygen, wpływa na aktywność komórek regulatorowych Treg, równowagę populacji limfocytów Th1 i Th2, różnicowanie subpopulacji limfocytów Th17, a także wytwarzanie cytokin przez komórki tuczne i aktywację eozynofilów. Biologiczna funkcja jaką receptory TLR odgrywają w aktywacji i regulacji odpowiedzi immunologicznej wskazuje na ich udział w patogenezie schorzeń alergicznych, jakkolwiek ich rola pozostaje wciąż niejednoznaczna. Podczas gdy liczne badania epidemiologiczne wskazują na wyraźny efekt protekcyjny ekspozycji na mikrobiologiczne czynniki środowiskowe, wyniki badań eksperymentalnych dowodzą, że stymulacja wrodzonej odporności immunologicznej przez receptory TLR może zarówno promować, jak i hamować rozwój reakcji alergicznych. Do pełnego zrozumienia interakcji między aktywacją wrodzonej odpowiedzi immunologicznej a rozwojem schorzeń alergicznych należy uwzględnić dawkę, czas, drogę i częstość ekspozycji oraz indywidualne predyspozycje genetyczne. Ponadto szeroko zakrojone badania kliniczne dostarczają dowodów na możliwość wykorzystania ligandów receptorów TLR jako nowej metody zapobiegania i leczenia astmy i alergicznego nieżytu nosa.W pracy przedstawiono aktualną wiedzę na temat roli receptorów TLR w patogenezie schorzeń alergicznych, podjęto próbę wyjaśnienia rozbieżności wynikających z przeprowadzonych badań oraz prześledzono potencjalne możliwości terapeutycznego zastosowania ligandów receptorów TLR w zapobieganiu i leczeniu schorzeń alergicznych.

Wprowadzenie

Receptory Toll-podobne (TLR), jako wysoko wyspecjalizowane receptory rozpoznające wzorce molekularne związane z patogenami (PAMP), odgrywają główną rolę w indukcji i regulacji zarówno wrodzonej, jak i nabytej odpowiedzi immunologicznej. Wykazując ekspresję na komórkach układu odpornościowego, w tym na makrofagach, komórkach tucznych, komórkach dendrytycznych, eozynofilach, subpopulacjach limfocytów T i B oraz komórkach nabłonkowych przewodu pokarmowego i  dróg oddechowych zapoczątkowują, przez uruchomienie kaskady sygnałowej, ekspresję cząsteczek kostymulujących i sekrecję cytokin prozapalnych, reakcję obronną organizmu prowadzącą do eliminacji patogenów [21,43]. Rola receptorów TLR w patogenezie schorzeń alergicznych wynika z biologicznej funkcji jaką pełnią w odpowiedzi immunologicznej wpływając na aktywność komórek regulatorowych Treg, różnicowanie subpopulacji limfocytów Th17, równowagę populacji limfocytów Th1 i Th2, a także wytwarzanie cytokin przez komórki tuczne i aktywację eozynofilów [3,21,22].

Liczne badania epidemiologiczne wskazują na wyraźny efekt protekcyjny ekspozycji na mikrobiologiczne czynniki środowiskowe, wyniki badań eksperymentalnych jednak dowodzą, że stymulacja wrodzonej odporności immunologicznej poprzez receptory TLR może zarówno promować, jak i hamować rozwój reakcji alergicznych [5,14,52,60]. Badania wskazujące na rolę protekcyjną promują nadal najbardziej popularną hipotezą higieniczną rozwoju alergii, zgodnie z którą ograniczenie ekspozycji na mikrobiologiczne czynniki środowiskowe może odpowiadać za gwałtowny wzrost zachorowań na schorzenia atopowe [51]. Immunologiczne podstawy tej teorii zakładają dwa biologicznie prawdopodobne mechanizmy, według których aktywacja odporności wrodzonej decyduje o rozwoju odpowiedzi immunologicznej. W pierwszym wczesna stymulacja receptorów TLR przez czynniki mikrobiologiczne prowadzi do aktywacji komórek DC i ukierunkowania odpowiedzi immunologicznej w stronę równowagi Th1/Th2. W drugim, niewykluczającym wspomnianego wyżej, stymulacja receptorów TLR indukuje proliferację i aktywność komórek Treg hamujących nadmierną odpowiedź alergiczną przez supresyjny wpływ na komórki prezentujące antygen, limfocyty Th1 i Th2, eozynofile, bazofile i mastocyty oraz zahamowanie syntezy IgE (rycina 1) [4,16,42]. Jednak część badań epidemiologicznych i eksperymentalnych dowodzi, że stymulacja receptorów TLR przez wybrane bakteryjne, a zwłaszcza wirusowe czynniki infekcyjne prowadzi do nasilenia zapalenia alergicznego u osób z rozpoznaną astmą oskrzelową, a w określonych warunkach może predysponować do rozwoju schorzeń alergicznych [6,33,45,49]. Wiele kontrowersji przynoszą również badania dotyczące ekspozycji na sierść zwierząt domowych, psów i kotów, traktowanej jako marker zwiększonego narażenia na czynniki mikrobiologiczne [55].

Czy stymulacja receptorów TLR chroni przed rozwojem schorzeń alergicznych?

Zdecydowana większość badań eksperymentalnych opublikowanych w ostatnich latach wskazuje na protekcyjną rolę receptorów TLR w  rozwoju chorób alergicznych i astmy. W kilku odrębnych badaniach przeprowadzonych na mysim modelu astmy alergicznej wykazano, że ligandy receptora TLR2 (lipopeptyd Pam3CSK4 i peptydoglikan), lipid A  – ligand TLR4 oraz wspólna dla obydwu receptorów lipoproteina I pochodząca z Pseudomonas aeruginosa hamują rozwój reakcji alergicznej. Podaż tych syntetycznych ligandów podczas immunizacji alergenem (OVA) obniżała tkankową eozynofilię i surowicze stężenia IgE, zmniejszała napływ komórek zapalnych i nadreaktywność oskrzeli, hamowała syntezę IL-4, -5 i -13 oraz nasilała wytwarzanie cytokin typu Th1 – IL-10, IL-12, IFN-γ i TNF-α [30,36,41,58]. Protekcyjny skutek stymulacji kompleksu TLR2/TLR6 wykazano również w badaniu na bardziej fizjologicznym modelu przewlekłego zapalenia alergicznego, indukowanego przez donosową podaż wyciągu alergenowego tymotki łąkowej [13]. Taylor i wsp. w eksperymencie na jednojądrzastych komórkach krwi obwodowej pacjentów uczulonych na roztocza kurzu domowego zaobserwowali, że jednoczesna stymulacja alergenem (HDM) i ligandami receptora TLR2 (kwas lipotejchojowy, Pam3CSK4) hamuje Th2-zależną reakcję alergiczną przez zablokowanie wydzielania IL-5 i IL-13 [53]. Badania potwierdziły również protekcyjny wpływ LPS, głównego liganda receptora TLR4 [15,20,62]. W badaniu Tulic i wsp. LPS hamował rozwój reakcji alergicznej w błonie śluzowej nosa dzieci z potwierdzoną atopią w sposób zależny od TLR4. Po stymulacji LPS wraz z ekstraktem alergenowym autorzy wykazali znaczący wzrost aktywności limfocytów T i wytwarzania cytokin Th1-zależnych (IL-10, IL-12, IFN-γ) przy jednoczesnym zahamowaniu indukowanej alergenem syntezy MBP, tryptazy i cytokin typu Th2 (IL-4, -5, -13) [57]. U myszy wcześniej immunizowanych OVA ekspozycja na LPS modulowała toczącą się w drogach oddechowych reakcję alergiczną, redukując napływ eozynofilów i odpowiedź na metacholinę, nasilając jednak zapalenie neutrofilowe. Stała, codzienna podaż LPS prowadziła również do znaczącego obniżenia syntezy cytokin IL-4, IL-5, IL-13 i zwiększenia wydzielania IL-10 i IFN-γ po prowokacji OVA [28]. Istotne zahamowanie reakcji alergicznej autorzy zaobserwowali także po ekspozycji na ekstrakt kurzu domowego, przy czym było to bezpośrednim wynikiem stymulacji receptorów TLR2, TLR4 i TLR9 [28,55]. Kolejnych dowodów dostarczają, opublikowane w ostatnich latach, badania dotyczące mikroorganizmów wyizolowanych z działają- cego protekcyjnie środowiska wiejskiego (kurz z obory). Stymulacja receptorów TLR przez Acinetobacter lwoffii (TLR2, TLR4), Lactococcus lactis (TLR2), Bacillus licheniformis (TLR4) hamowała rozwój indukowanej alergenem reakcji alergicznej w  drogach oddechowych myszy i zmniejszała nadreaktywność oskrzeli. Autorzy dowodzą, że aktywacja TLR2 i TLR4 poprzez zwiększoną syntezę IL-12, IFN-γ i nasiloną ekspresję swoistych ligandów NOTCH na komórkach DC prowadzi do równowagi Th1/ Th2, a nawet ukierunkowania odpowiedzi immunologicznej w stronę Th1 [10,11,59].

Ryc. 1. Wpływ receptorów odporności wrodzonej na ukierunkowanie odpowiedzi immunologicznej i rozwój procesów alergicznych (ujęcie schematyczne)

Modulujący wpływ na rozwój reakcji alergicznej wykazują również ligandy receptorów TLR3 i  TLR7, rozpoznających odpowiednio wirusowe dsRNA i  ssRNA. Stymulacja tych receptorów za pomocą syntetycznych ligandów poly I:C (TLR3) i R-848 (TLR7) hamuje syntezę swoistych dla OVA przeciwciał IgE i IgG1, zapobiega rozwojowi zapalenia alergicznego w drogach oddechowych i  nadreaktywności oskrzeli na mysim modelu astmy. Było to głównie związane ze zwiększonym wytwarzaniem IL-12 [47]. Podobne wyniki uzyskano dla receptora TLR9, którego aktywacja przez syntetyczny oligodwunukleotyd CpG (CpG-ODN) skutkuje u myszy prowokowanych OVA osłabieniem reakcji alergicznej i nasiloną syntezą anty-OVA IgG2 oraz cytokin charakterystycznych dla fenotypu Th1 (IL-12, -18, -28, IFN-α) [39]. Badania przeprowadzone na szczepach myszy BALB/c wykazały, że zarówno podskórne, jak i systemowe podanie liganda TLR9 (CpG-ODN), zmniejsza eozynofilię tkankową i stopień nadreaktywności oskrzeli, zahamowuje nadmierne wytwarzanie śluzu i cytokin Th2-zależnych. Obserwowane zablokowanie reakcji alergicznej po prowokacji OVA było wynikiem nasilonej syntezy IL-12, uwalniania IFN-γ przez limfocyty Th1oraz zahamowania napływu limfocytów Th2 do płuc. Dodatkowo stymulacja receptora TLR9 ligandem CpG-ODN istotnie obniżała stężenie TGF-β w popłuczynach oskrzelowo-pęcherzykowych i tkance płucnej, co dowodzi, że podaż CpG-ODN chroni nie tylko przed rozwojem Th2-zależnej reakcji alergicznej, ale również ogranicza proces przebudowy oskrzeli [1,19].

Czy stymulacja receptorów TLR prowadzi do rozwoju schorzeń alergicznych?

Wyniki części badań eksperymentalnych dowodzą, że stymulacja receptorów TLR w pewnych warunkach może promować rozwój schorzeń alergicznych. Redecke i wsp. w badaniu na mysim modelu astmy indukowanym OVA zaobserwowali, że aktywacja TLR2 przez syntetyczny lipopeptyd Pam3Cys zwiększa syntezę swoistych dla OVA IgE i IgG1, nasila nadreaktywność dróg oddechowych, napływ eozynofili i wytwarzanie cytokin Th2-zależnych (IL-13, GM-CSF, IL-1β) [39]. Podobnie stymulacja małą dawką LPS lub ekstraktem kurzu domowego w  połą- czeniu z alergenem (OVA) nasilała Th2-zależną reakcję alergiczną i nadreaktywność w drogach oddechowych myszy pod wpływem mechanizmu związanego z aktywacją TLR4 i  MyD88-zależnego szlaku sygnałowego [35,38]. W kolejnym badaniu na mysim modelu astmy Nigo i wsp. wykazali, że nasilenie zapalenia alergicznego w drogach oddechowych jest wynikiem aktywacji receptora TLR4 na komórkach tucznych, co prowadzi do indukcji czynnika NF-κB, zwiększonej ekspresji GATA-1 i sekrecji IL-4, IL-5 i IL-13. Wytwarzanie cytokin typu Th2 było szczególnie nasilone przy jednoczesnej stymulacji LPS i alergenem (OVA), znacznie wyższe niż w przypadku aktywacji komórek tucznych wyłącznie ekstraktem alergenowym [34]. Interesujących danych dostarczają eksperymenty wskazujące na możliwość bezpośredniego udziału receptora TLR4 w indukowaniu odpowiedzi alergicznej na roztocza kurzu domowego. W  badaniu na szczepach myszy pozbawionych TLR4 lub białka MyD88 po donosowym podaniu ekstraktu alergenowego roztoczy kurzu domowego nie obserwowano indukowanej alergenem odpowiedzi Th2, eozynofili czy nadreaktywności oskrzeli [37]. Alergen roztoczy kurzu domowego (Der p 2) wykazuje strukturalną i funkcjonalną homologię z białkiem MD-2, składnikiem kompleksu CD14-MD2- TLR4 rozpoznającego LPS. Na zasadzie molekularnej mimikry, przy braku MD-2, umożliwia przyłączenie LPS i uruchomienie drogi sygnałowej związanej z aktywacją CD14-TLR4. Dodatkowo alergen Der p 2, ułatwiając przekazywanie sygnału aktywacji przez TLR4, promuje rozwój Th2-zależnej reakcji alergicznej nawet po stymulacji granicznie niską dawką LPS, wywołującą zwykle tolerancję [54]. Rolę receptora TLR4 w rozwoju reakcji alergicznej potwierdzili Hammad i wsp. dowodząc, że ekspresja TLR4 na komórkach nabłonka dróg oddechowych jest niezbędna do aktywacji komórek DC i  indukcji Th2- -zależnej reakcji alergicznej w odpowiedzi na alergen roztoczy kurzu domowego. Co więcej inhalacja antagonisty receptora jednoczesna z iniekcją ekstraktu alergenowego znacząco redukowała nadreaktywność oskrzeli i toczącą się reakcję alergiczną [18].

Wśród czynników wywołujących zaostrzenia astmy oskrzelowej główne znaczenie przypisuje się zakażeniom wirusowym, zwłaszcza wirusom RSV, rhinowirusom, wirusom grypy i  paragrypy, rozpoznawanym przede wszystkim przez receptor TLR3 [6]. Badania eksperymentalne potwierdziły, że stymulacja receptora TLR3 odgrywając główną rolę w odpowiedzi przeciwwirusowej organizmu jednocześnie może się przyczyniać do zaostrzenia zapalenia alergicznego [2,27,61]. W jednym z proponowanych mechanizmów dochodzi do tego za pośrednictwem limfopoetyny zrębu grasicy (TSLP – thymic stromal lymphopoietin), cytokiny przypominającej IL-7, wydzielanej głównie przez komórki nabłonka dróg oddechowych, fibroblasty płuc i  keratynocyty skóry, m.in. na skutek aktywacji TLR3 [24,29,50,64]. TSLP indukuje Th2-zależną reakcję alergiczną pobudzając niedojrzałe komórki dendrytyczne do wytwarzania IL-8, eotaksyn (eotaksyna -2/3) i chemokin (TARC – thymus and activation-regulated chemokine) o właściwościach silnie przyciągających neutrofile, eozynofile i  limfocyty Th2. Komórki dendrytyczne aktywowane przez TSLP wykazują dodatkowo zwiększony poziom ekspresji liganda OX40L (CD134) prowadzącego do preferencyjnego różnicowania naiwnych limfocytów T w kierunku subpopulacji Th2 [24,29,63]. Potencjalną rolę aktywacji receptorów TLR na komórkach dendrytycznych w procesie nasilania reakcji alergicznej w  czasie infekcji wirusowej wykazano w dwóch niezależnych badaniach prowadzonych na mysich modelach astmy oskrzelowej indukowanej OVA. W badaniach tych u myszy zakażonych wirusem grypy po stymulacji OVA obserwowano znaczące nasilenie zapalenia alergicznego w porównaniu z myszami niezakażonymi [9,31].

Gdzie leży prawda?

W świetle przedstawionych wyżej rozbieżnych wyników niezwykle istotnych danych, dostarczają badania wskazujące, że wpływ receptorów wrodzonej odporności immunologicznej na rozwój procesów alergicznych zależy w znacznej mierze od dawki, czasu, miejsca i częstości ekspozycji (ryc. 1). W  dwóch niezależnych badaniach przeprowadzonych na mysim modelu astmy indukowanym przez donosowe podanie OVA wykazano, że stymulacja TLR4 niewielką dawką LPS (0,1 µg) powoduje rozwój prowokowanej OVA odpowiedzi typu Th2 przebiegającej z eozynofilią tkankową, dużym stężeniem IgE, IgG1 i cytokin Th2-zależnych (IL-5, IL-13). Jednoczesna ekspozycja na 1000-krotnie wyższą dawkę LPS (100 µg) skutkowała, po immunizacji OVA, rozwojem silnej reakcji Th1-zależnej, związanej z syntezą IL-12, IFN-γ, IgG2a i napływem neutrofilów do tkanki płucnej. Według autorów obserwowane różnice wynikają z tego, że tylko duża dawka LPS indukuje syntezę IL-12 [12,25]. Schroder i wsp. stwierdzili zależność między stopniem ciężkości bakteryjnej infekcji dróg oddechowych i rozwojem indukowanej alergenem odpowiedzi immunologicznej. U  myszy infekowanych małą dawką Chlamydia pneumoniae po immunizacji alergenem obserwowano reakcję typu Th2 z nasiloną eozynofilią i syntezą swoistych dla alergenu IgE i IgG1. Reakcje takie nie występowały u myszy infekowanych dużą dawką Chlamydia pneumoniae, powodującą ciężką postać zapalenia płuc. Obserwowany efekt był kontrolowany przez limfocyty Treg i związany z aktywacją komórek DC zależny od MyD88-zależnej [46]. Omówioną wcześniej zależność między dawką LPS a rodzajem odpowiedzi immunologicznej potwierdziły kolejne badania, wskazujące dodatkowo na istotną rolę czasu trwania ekspozycji [20,35]. W badaniu Nga i wsp. ekspozycja na wysoką dawkę LPS prowadziła do rozwoju indukowanej OVA odpowiedzi typu Th1. Cotygodniowa podaż niskiej dawki LPS pobudzała odpowiedź Th2-zależną, podczas gdy codzienna stymulacja 1/7 dawki tygodniowej chroniła przed rozwojem reakcji alergicznej indukowanej OVA [35]. Hollingsworth i wsp. na szczepach myszy pozbawionych receptora TLR4 wykazali, że tylko długotrwała ekspozycja na niską dawkę LPS i alergen działa protekcyjnie, podczas gdy krótkotrwała stymulacja nie ma wpływu na rozwój reakcji alergicznej [20]. Istotne znaczenie może mieć również miejsce ekspozycji. Ogólnoustrojowa aktywacja odpowiedzi immunologicznej wydaje się wpływać protekcyjnie, podczas gdy miejscowa ekspozycja błony śluzowej na ligandy TLR może prowadzić do nasilenia toczącej się reakcji alergicznej [4].

Liczne badania epidemiologiczne dowodzą, że szczególne znaczenie w zapobieganiu schorzeniom alergicznym ma ekspozycja na mikrobiologiczne czynniki środowiska wiejskiego we wczesnym okresie życia. Taka koncepcja znajduje potwierdzenie w pracach doświadczalnych dotyczących wpływu aktywacji receptorów wrodzonej odporności immunologicznej w  okresie prenatalnym i wczesnym dzieciństwie na późniejszy rozwój odpowiedzi immunologicznej. Wang i wsp. przeprowadzili badanie na mysich noworodkach poddawanych donosowej stymulacji LPS w pierwszych tygodniach życia. Po prowokacji alergenem u noworodków otrzymujących LPS obserwowano brak syntezy anty-OVA IgE, brak nadreaktywności oskrzeli na metacholinę, zahamowanie wydzielania IL-13, IL-4 oraz wzrost ekspresji limfocytów Treg i cytokin Th1 – IL-10 i IFN-γ [62]. Ciekawe wyniki uzyskano w  badaniu na ciężarnych myszach szczepu BALB/c, którym w okresie prenatalnym podawano przez inhalację LPS. Prenatalna ekspozycja na LPS powodowała, że u potomstwa po urodzeniu dominowała odpowiedź Th1, a po prowokacji alergenem nie obserwowano syntezy alergenowoswoistych IgE, rozwoju eozynofilowego zapalenia w drogach oddechowych i nadreaktywności oskrzeli na metacholinę. Było to widoczne tylko wtedy, gdy ekspozycja prenatalna była połączona z ekspozycją po urodzeniu. Zahamowanie indukowanej alergenem Th2-zależnej odpowiedzi zapalnej wiązało się ze wzrostem stężenia sCD14, nasileniem ekspresji receptorów TLR2 i TLR4 oraz przekierowaniem odpowiedzi immunologicznej w stronę Th1 [15]. Podobne rezultaty przedstawiono w  opublikowanym niedawno badaniu potwierdzającym protekcyjną rolę Acinetobacter lwoffii, bakterii wyizolowanej z kurzu pochodzącego z obory. Donosowa podaż A. lwofii ciężarnym myszom powodowała rozwój nasilonej odpowiedzi Th1, wzrost ekspresji receptorów TLR2/3/4/7/9 i zapobiegała rozwojowi astmy u potomstwa. Protekcyjnego wpływu ekspozycji nie obserwowano u potomstwa myszy pozbawionych TLR2/3/4/7/9 [7]. Niezwykle istotnych danych dostarczyło badanie Schaub i wsp. dowodzące, że ekspozycja na środowisko gospodarstwa wiejskiego w czasie ciąży moduluje odpowiedź immunologiczną potomstwa. W krwi pępowinowej potomstwa matek mieszkających w gospodarstwie wiejskim stwierdzono znaczący wzrost liczby i aktywności limfocytów Treg, obniżenie sekrecji cytokin Th2 przy wzroście stężenie IL-6 i IFN-γ [44]. Znaczenie czasu ekspozycji potwierdza badanie Tulic i wsp., w którym autorzy wykazali, że inkubacja błony śluzowej nosa pacjentów atopowych z LPS prowadzi do zahamowania miejscowej reakcji alergicznej u dzieci, ale nie u dorosłych. Co ciekawe, ekspresja receptora TLR4 w błonie śluzowej nosa osób dorosłych była dziesięciokrotnie niższa niż w przypadku dzieci [57].

Terapeutyczne zastosowanie agonistów T

Wyniki badań epidemiologicznych i eksperymentalnych pozwoliły wysunąć sugestię dotyczącą możliwości wykorzystania ligandów receptorów TLR, jako nowej metody zapobiegania schorzeniom alergicznym. Dodatkowo doniesienia na temat zastosowania ligandów tych receptorów, jako adiuwantów w immunoterapii swoistej dostarczają dowodów na możliwość wykorzystania terapeutycznego w astmie i alergicznym nieżycie nosa. Największym zainteresowaniem cieszyły się ligandy receptorów TLR4 i TLR9, odpowiednio: monofosforylu lipidu A (MPL) i immunomodulujących oligonukleotydów z niemetylowanymi sekwencjami CpG (CpG-ODN). Randomizowane badania kliniczne wykazały, że użycie ligandów receptorów TLR jako adiuwantów w immunoterapii swoistej umożliwia redukcję dawki antygenu i zwiększenie immunogennej siły szczepionki poprzez ukierunkowanie odpowiedzi w stronę Th1 [16,17,23]. W  badaniach klinicznych obejmujących preparaty (Pollinex® Quattro) zawierające połączenie ekstraktu pyłków traw, drzew lub chwastów z MPL u pacjentów z alergicznym nieżytem nosa i/lub astmą już po czterech iniekcjach obserwowano istotną redukcję objawów, nadwrażliwości w punktowych testach skórnych i stężenia swoistych IgE oraz wzrost poziomu alergenowoswoistych IgG [32]. Obiecujących danych dostarczyły również badania kliniczne z użyciem koniugatu pyłku ambrozji z CpG ODN (koniugat AIC – Amb a 1/ immunostymulujące DNA). Wykazano, że u pacjentów z alergicznym nieżytem nosa i/lub astmą uczulonych na pyłek ambrozji immunoterapia koniugatem AIC zmniejsza nasilenie objawów klinicznych oraz modyfikuje reakcję alergiczną przez zmniejszenie eozynofili i wytwarzania cytokin Th2, obniżenie stężenia swoistych IgE, wzrost poziomu alergenowoswoistych IgG oraz nasilenie odpowiedzi Th1-zależnej [8,56]. Podobne zachęcające wyniki uzyskano w najnowszych badaniach klinicznych przeprowadzonych u pacjentów z rozpoznaną astmą i/lub alergicznym nieżytem nosa poddawanych terapii preparatem CYT003-QbG10 (CpG ODN połączone z cząsteczką wirusa Qbeta), u których zaobserwowano istotne zmniejszenie nasilenia objawów klinicznych, poprawę kontroli przebiegu choroby i ograniczenie konieczności przyjmowania leków doraźnych [26,40,48].

Podsumowanie

Zgodnie z obecnym stanem wiedzy receptory wrodzonej odporności immunologicznej odgrywają niezwykle istotną, aczkolwiek niejednoznaczną rolę w rozwoju schorzeń alergicznych. Wyniki badań epidemiologicznych i doświadczalnych dowodzą, że stymulacja wrodzonej odporności immunologicznej poprzez receptory TLR może zarówno promować, jak i hamować rozwój reakcji alergicznych. Do pełnego zrozumienia interakcji między aktywacją wrodzonej odpowiedzi immunologicznej i rozwojem schorzeń alergicznych należy uwzględnić dawkę, czas, drogę i częstość ekspozycji. Podkreślenia wymaga również to, że w świetle wyników badań genetycznych modulujący wpływ mikrobiologicznych czynników środowiskowych na proces alergizacji zależy w znacznej mierze od indywidualnych predyspozycji genetycznych, a szczególnie wariantów polimorficznych genów receptorów TLR oraz ich interakcji z czynnikami środowiskowymi. Bez wątpienia konieczne są dalsze badania nad złożonym zagadnieniem, jakim jest rola receptorów wrodzonej odpowiedzi immunologicznej w patogenezie schorzeń alergicznych, pozwalające określić możliwości potencjalnego wykorzystania ligandów receptorów TLR w zapobieganiu i leczeniu tych schorzeń.

Przypisy

• 1. Ashino S., Wakita D., Zhang Y., Chamoto K., Kitamura H., NishimuraT.: CpG-ODN inhibits airway inflammation at effector phasethrough down-regulation of antigen-specific Th2-cell migration intolung. Int. Immunol., 2008; 20: 259-266 2 Bartlett N.W., Walton R.P., Edwards M.R., Aniscenko J., CaramoriG., Zhu J., Glanville N., Choy K.J., Jourdan P., Burnet J., Tuthill T.J., PedrickM.S., Hurle M.J., Plumpton C., Sharp N.A. i wsp.: Mouse modelsof rhinovirus-induced disease and exacerbation of allergic airwayinflammation. Nat. Med., 2008; 14: 199-204
  Google Scholar
• 2. agonist Pam3CSK4 enhances the induction of antigen-specific tolerancevia the sublingual route. Clin. Exp. Allergy, 2008; 38: 1819-1829
  Google Scholar
• 3. Bauer S., Hangel D., Yu P.: Immunobiology of toll-like receptorsin allergic disease. Immunobiology, 2007; 212: 521-533 4 Belderbos M., Levy O., Bont L.: Neonatal innate immunity in allergydevelopment. Curr. Opin. Pediatr., 2009; 21: 762-769
  Google Scholar
• 4. agonists decrease allergic inflammation. Am. J. Respir. Cell Mol.Biol., 2005; 32: 218-224
  Google Scholar
• 5. Bloomfield S.F., Stanwell-Smith R., Crevel R.W., Pickup J.: Tooclean, or not too clean: the hygiene hypothesis and home hygiene.Clin. Exp. Allergy, 2006; 36: 402-425
  Google Scholar
• 6. Busse W.W., Lemanske R.F. Jr., Gern J.E.: Role of viral respiratoryinfections in asthma and asthma exacerbations. Lancet, 2010;376: 826-834
  Google Scholar
• 7. Conrad M.L., Ferstl R., Teich R., Brand S., Blümer N., YildirimA.O., Patrascan C.C., Hanuszkiewicz A., Akira S., Wagner H., Holst O.,von Mutius E., Pfefferle P.I., Kirschning C.J., Garn H., Renz H.: MaternalTLR signaling is required for prenatal asthma protection bythe nonpathogenic microbe Acinetobacter lwoffi F78. J. Exp. Med.,2009; 206: 2869-2877
  Google Scholar
• 8. Creticos P.S., Schroeder J.T., Hamilton R.G., Balcer-Whaley S.L.,Khattignavong A.P., Lindblad R., Li H., Coffman R., Seyfert V., EidenJ.J., Broide D., Immune Tolerance Network Group: Immunotherapywith a ragweed-toll-like receptor 9 agonist vaccine for allergic rhinitis.N. Engl. J. Med., 2006; 355: 1445-1455
  Google Scholar
• 9. Dahl M.E., Dabbagh K., Liggitt D., Kim S., Lewis D.B.: Viral-inducedT helper type 1 responses enhance allergic disease by effects onlung dendritic cells. Nat. Immunol., 2004; 5: 337-343
  Google Scholar
• 10. Debarry J., Garn H., Hanuszkiewicz A., Dickgreber N., Blümer N.,von Mutius E., Bufe A., Gatermann S., Renz H., Holst O., Heine H.:Acinetobacter lwoffii and Lactococcus lactis strains isolated fromfarm cowsheds possess strong allergy-protective properties. J. AllergyClin. Immunol., 2007; 119: 1514-1521
  Google Scholar
• 11. Debarry J., Hanuszkiewicz A., Stein K., Holst O., Heine H.: Theallergy-protecive properties of Acinetobacter lwoffii F78 are impartedby its lipopolysaccharide. Allergy, 2010; 65: 690-697
  Google Scholar
• 12. Eisenbarth S.C., Piggott D.A., Huleatt J.W., Visintin I., HerrickC.A., Bottomly K.: Lipopolysaccharide-enhanced Toll-like receptor4-dependent T helper cell type 2 responses to inhaled antigen. J.Exp. Med., 2002; 196: 1645-1651
  Google Scholar
• 13. Fuchs B., Knothe S., Rochlitzer S., Nassimi M., Greweling M., LauensteinH.D., Nassenstein C., Müller M., Ebensen T., Dittrich A.M., Krug N.,Guzman C.A., Braun A.: A Toll-like receptor 2/6 agonist reduces allergicairway inflammation in chronic respiratory sensitisation to Timothygrass pollen antigens. Int. Arch. Allergy Immunol., 2010; 152: 131-139
  Google Scholar
• 14. Garn H., Renz H.: Epidemiological and immunological evidencefor hygiene hypothesis. Immunobiology, 2007; 212: 441-452
  Google Scholar
• 15. Gerhold K., Avagyan A., Seib C., Frei R., Steinle J., Ahrens B.,Dittrich A.M., Blumchen K., Lauener R., Hamelmann E.: Prenatalinitiation of endotoxin airway exposure prevents subsequent allergen-inducedsensitization and airway inflammation in mice. J.Allergy Clin. Immunol., 2006; 118: 666-673
  Google Scholar
• 16. Goldman M.: Translational mini-review series on Toll-like receptors:Toll-like receptor ligands as novel pharmaceuticals for allergicdisorders. Clin. Exp. Immunol., 2007; 147: 208-216
  Google Scholar
• 17. Gupta G.K., Agrawal D.K.: CpG oligodeoxynucleotides as TLR9agonists: therapeutic application in allergy and asthma. BioDrugs,2010; 24: 225-235
  Google Scholar
• 18. Hammad H., Chieppa M., Perros F., Willart M.A., Germain R.N.,Lambrecht B.N.: House dust mite allergen induces asthma via Toll–like receptor 4 triggering of airway structural cells. Nat. Med., 2009;15: 410-416
  Google Scholar
• 19. Hayashi T., Raz E.: TLR-9 based immunotherapy for allergic disease.Am. J. Med., 2006; 119: 897.e1-897.e6
  Google Scholar
• 20. Hollingsworth J.W., Whitehead G.S., Lin K.L., Nakano H., GunnM.D., Schwartz D.A., Cook D.N.: TLR4 signaling attenuates ongoingallergic inflammetion. J. Immunol., 2006; 176: 5856-5862
  Google Scholar
• 21. Iwamura C., Nakayama T.: Toll-like receptors in the respiratorysystem: their roles in inflammation. Curr. Allergy Asthma Rep.,2008; 8: 7-13
  Google Scholar
• 22. Iwasaki A., Medzhitov R.: Toll-like receptor control of the adaptiveimmune responses. Nat. Immunol., 2004; 5: 987-995
  Google Scholar
• 23. Kanzler H., Barrat F.J., Hessel E.M., Coffman R.L.: Therapeutictargeting of innate immunity with Toll-like receptor agonists andantagonists. Nat. Med., 2007; 13: 552-559
  Google Scholar
• 24. Kato A., Favoreto S. Jr., Avila P.C., Schleimer R.P.: TLR3- and Th2cytokine-dependent production of thymic stromal lymphopoietinin human airway epithelial cells J. Immunol., 2007; 179: 1080-1087
  Google Scholar
• 25. Kim Y.K., Oh S.Y., Jeon S.G., Park H.W., Lee S.Y., Chun E.Y., BangB., Lee H.S., Oh M.H., Kim Y.S., Kim J.H., Gho Y.S., Cho S.H., Min K.U.,Kim Y.Y., Zhu Z.: Airway exposure levels of lipopolysaccharide determinetype 1 versus type 2 experimental asthma. J. Immunol.,2007; 178: 5375-5382
  Google Scholar
• 26. Klimek L., Willers J., Hammann-Haenni A., Pfaar O., Stocker H.,Mueller P., Renner W.A., Bachmann M.F.: Assessment of clinical efficacyof CYT003-QbG10 in patients with allergic rhinoconjunctivitis:a phase IIb study. Clin. Exp. Allergy, 2011; 41: 1305-1312
  Google Scholar
• 27. Kuo C., Lim S., King N.J., Bartlett N.W., Walton R.P., Zhu J., GlanvilleN., Aniscenko J., Johnston S.L., Burgess J.K., Black J.L., OliverB.G.: Rhinovirus infection induces expression of airway remodellingfactors in vitro and in vivo. Respirology, 2011; 16: 367-377
  Google Scholar
• 28. Lam D., Ng N., Lee S., Batzer G., Horner A.A.: Airway house dustextract exposures modify allergen-induced airway hypersensitivityresponses by TLR4-dependent and independent pathways. J. Immunol.,2008; 181: 2925-2932
  Google Scholar
• 29. Liu Y.J.: Thymic stromal lymphopoietin: master switch for allergicinflammation. J. Exp. Med., 2006; 203: 269-273
  Google Scholar
• 30. Lombardi V., Van Overtvelt L., Horiot S., Moussu H., Chabre H.,Louise A., Balazuc A.M., Mascarell L., Moingeon P.: Toll-like receptor
  Google Scholar
• 31. Marsland B.J., Scanga C.B., Kopf M., Le Gros G.: Allergic airwayinflammation is exacerbated during acute influenza infection andcorrelates with increased allergen presentation and recruitmentof allergen-specific T-helper type 2 cells. Clin. Exp. Allergy, 2004;34: 1299-1306
  Google Scholar
• 32. McCormack P.L., Wagstaff A.J.: Ultra-short-course seasonal allergyvaccine (Pollinex Quattro). Drugs, 2006; 66: 931-938
  Google Scholar
• 33. Newcomb D.C., Peebles R.S. Jr.: Bugs and asthma: a differentdisease? Proc. Am. Thorac. Soc., 2009; 6: 266-271
  Google Scholar
• 34. Nigo Y.I., Yamashita M., Hirahara K., Shinnakasu R., Inami M.,Kimura M., Hasegawa A., Kohno Y., Nakayama T.: Regulation of allergicairway inflammation through Toll-like receptor 4-mediatedmodification of mast cell function. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2006;103: 2286-2291
  Google Scholar
• 35. Ng N., Lam D., Paulus P., Batzer G., Horner A.A.: House dustextracts have both TH2 adjuvant and tolerogenic activities. J. AllergyClin. Immunol., 2006; 117: 1074-1081
  Google Scholar
• 36. Patel M., Xu D., Kewin P., Choo-Kang B., McSharry C., ThomsonN.C., Liew F.Y.: TLR2 agonist ameliorates established allergic airwayinflammation by promoting Th1 response and not via regulatory Tcells. J. Immunol., 2005; 174: 7558-7563
  Google Scholar
• 37. Phipps S., Lam C.E., Kaiko G.E., Foo S.Y., Collison A., Mattes J., BarryJ., Davidson S., Oreo K., Smith L., Mansell A., Matthaei K.I., FosterP.S.: Toll/IL-1 signaling is critical for house dust mite-specific Th1and Th2 responses. Am. J. Respir. Crit. Care Med., 2009; 179: 883-893
  Google Scholar
• 38. Piggott D.A., Eisenbarth S.C., Xu L., Constant S.L., Huleatt J.W.,Herrick C.A., Bottomly K.: MyD88-dependent induction of allergicTh2 responses to intranasal antigen. J. Clin. Invest., 2005; 115:459-467
  Google Scholar
• 39. Redecke V., Häcker H., Datta S.K., Fermin A., Pitha P.M., BroideD.H., Raz E.: Cutting edge: activation of Toll-like receptor 2 inducesa Th2 immune response and promotes experimental asthma. J. Immunol.,2004; 172: 2739-2743
  Google Scholar
• 40. Renner W.A., Beeh K.M., Schilder C., Wagner F., Kanniess F.,Naudts I., Hammann A., Willers J., Mueller P., Bachmann M.: NovelTLR-9 agonist CYT003-QbG10 shown to improve asthma control inplacebo-controlled phase II clinical trial. Am. J. Respir. Crit. CareMed., 183; 2011: A4063
  Google Scholar
• 41. Revets H., Pynaert G., Grooten J., De Baetselier P.: Lipoprotein I,a TLR2/4 ligand modulates Th2-driven allergic immune responses.J. Immunol., 2005; 174: 1097-1103
  Google Scholar
• 42. Romagnani S.: The increased prevalence of allergy and the hygienehypothesis: missing immune deviation, reduced immune suppression,or both? Immunology, 2004; 112: 352-363
  Google Scholar
• 43. Sandor F., Buc M.: Toll-like receptors. II. Distribution and pathwaysinvolved in TLR signalling. Folia Biol., 2005; 51: 188-197
  Google Scholar
• 44. Schaub B., Liu J., Höppler S., Schleich I., Huehn J., Olek S., WieczorekG., Illi S, von Mutius E.: Maternal farm exposure modulatesneonatal immune mechanisms through regulatory T cells. J. AllergyClin. Immunol., 2009; 123: 774-782.e5
  Google Scholar
• 45. Schröder N.W.: The role of innate immunity in the pathogenesisof asthma. Curr. Opin. Allergy Clin. Immunol., 2009; 9: 38-43
  Google Scholar
• 46. Schröder N.W., Crother T.R., Naiki Y., Chen S., Wong M.H., YilmazA., Slepenkin A., Schulte D., Alsabeh R., Doherty T.M., PetersonE., Nel A.E., Arditi M.: Innate immune responses during respiratorytract infection with a bacterial pathogen induce allergic airway sensitization.J. Allergy Clin. Immunol., 2008; 122: 595-602.e5
  Google Scholar
• 47. Sel S., Wegmann M., Sel S., Bauer S., Garn H., Alber G., Renz H.:Immunomodulatory effects of viral TLR ligands on experimentalasthma depend on the additive effects of IL-12 and IL-10. J. Immunol.,2007; 178: 7805-7813
  Google Scholar
• 48. Senti G., Johansen P., Haug S., Bull C., Gottschaller C., Müller P.,Pfister T., Maurer P., Bachmann M.F., Graf N., Kündig T.M.: Use of A–type CpG oligodeoxynucleotides as an adjuvant in allergen-specificimmunotherapy in humans: a phase I/IIa clinical trial. Clin. Exp.Allergy, 2009; 39: 562-570
  Google Scholar
• 49. Sevin C.M., Peebles R.S. Jr.: Infections and asthma: new insightsinto old ideas. Clin. Exp. Allergy, 2010; 40: 1142-1154
  Google Scholar
• 50. Soumelis V., Reche P.A., Kanzler H., Yuan W., Edward G., HorneyB., Gilliet M., Ho S., Antonenko S., Lauerma A., Smith K., Gorman D.,Zurawski S., Abrams J., Menon S., McClanahan T., de Waal-MalefytR., Bazan F., Kastelein R.A., Liu Y.J.: Human epithelial cells triggerdendritic cell mediated allergic inflammation by producing TSLP.Nat. Immunol., 2002; 3: 673-680
  Google Scholar
• 51. Strachan D.P.: Hay fever, hygiene, and household size. BMJ,1989; 299: 1259-1260
  Google Scholar
• 52. Strachan D.P.: Family size, infection and atopy: the first decadeof the “hygiene hypothesis”. Thorax, 2000; 55 (Suppl. 1): S2-S10
  Google Scholar
• 53. Taylor R.C., Richmond P., Upham J.W.: Toll-like receptor 2 ligandsinhibit TH2 responses to mite allergen. J. Allergy Clin. Immunol.,2006; 117: 1148-1154
  Google Scholar
• 54. Trompette A., Divanovic S., Visintin A., Blanchard C., Hegde R.S.,Madan R., Thorne P.S., Wills-Karp M., Gioannini T.L., Weiss J.P., KarpC.L.: Allergenicity resulting from functional mimicry of a Toll-likereceptor complex protein. Nature, 2009; 457: 585-589
  Google Scholar
• 55. Tse K., Horner A.A.: Allergen tolerance versus the allergic march:the hygiene hypothesis revisited. Curr. Allergy Asthma Rep., 2008;8: 475-483
  Google Scholar
• 56. Tulic M.K., Fiset P.O., Christodoulopoulos P., Vaillancourt P.,Desrosiers M., Lavigne F., Eiden J., Hamid Q.: Amb a 1-immunostimulatory oligodeoxynucleotide conjugate immunotherapy decreasesthe nasal inflammatory response. J. Allergy Clin. Immunol.,2004; 113: 235-241
  Google Scholar
• 57. Tulic M.K., Fiset P.O., Manoukian J.J., Frenkiel S., Lavigne F.,Eidelman D.H., Hamid Q.: Role of toll-like receptor 4 in protection bybacterial lipopolysaccharide in the nasal mucosa of atopic childrenbut not adults. Lancet, 2004; 363: 1689-1697
  Google Scholar
• 58. Velasco G., Campo M., Manrique O.J., Bellou A., He H., ArestidesR.S., Schaub B., Perkins D.L., Finn P.W.: Toll-like receptor 2 or
  Google Scholar
• 59. Vogel K., Blümer N., Korthals M., Mittelstädt J., Garn H., Ege M.,von Mutius E., Gatermann S., Bufe A., Goldmann T., Schwaiger K.,Renz H., Brandau S., Bauer J., Heine H., Holst O.: Animal shed Bacilluslicheniformis spores possess allergy-protective as well as inflammatoryproperties. J. Allergy Clin. Immunol., 2008; 122: 307-312.e8
  Google Scholar
• 60. von Mutius E.: Allergies, infections and the hygiene hypothesis– the epidemiological evidence. Immunobiology, 2007; 212: 433-439
  Google Scholar
• 61. Wang Q., Nagarkar D.R., Bowman E.R., Schneider D., GosangiB., Lei J., Zhao Y., McHenry C.L., Burgens R.V., Miller D.J., Sajjan U.,Hershenson M.B.: Role of double-stranded RNA pattern recognitionreceptors in rhinovirus-induced airway epithelial cell responses. J.Immunol., 2009; 183: 6989-6997
  Google Scholar
• 62. Wang Y., McCusker C.: Neonatal exposure with LPS and/or allergenprevents experimental allergic airways disease: development oftolerance using environmental antigens. J. Allergy Clin. Immunol.,2006; 118: 143-151
  Google Scholar
• 63. Wang Y.H., Liu Y.J.: Thymic stromal lymphopoietin, OX40-ligand,and interleukin-25 in allergic responses. Clin. Exp. Allergy,2009; 39: 798-806
  Google Scholar
• 64. Zhou B., Comeau M.R., De Smedt T., Liggitt H.D., Dahl M.E., LewisD.B., Gyarmati D., Aye T., Campbell D.J., Ziegler S.F.: Thymic stromallymphopoietin as a key initiatior of allergic airway inflammation inmice. Nat. Immunol., 2005; 6: 1047-1053
  Google Scholar

Pełna treść artykułu