Suun immuunipuolustus kroonista hyperplastista kandidoosia vastaan

Tutkimuksen taustaa

Candidahiivat ovat laajalle levinneitä opportunistisia mikrobeja, joista ei ole harmia ellei yleinen tai paikallinen puolustus jostain syystä petä. Hiivasienet tarttuvat ravinteikkaille, kosteille ja lämpimille kasvupinnoille, kuten valkuaispitoisille limakalvoille tai abioottisten biomateriaalien pinnoille, joilla ne aktiovoituvat tuottamaan valerihmaa ja sienirihmaa. Niillä on kyky tuntea kasvualustassaan aukkoja, joista ne saavat suojaisia kasvupaikkoja (thigmotropismi) ja aistia energian lähteenä käyttämiään ravinteita (kemotropismi).

Työoletuksemme oli, että keho puolustautuu hiivaa vastaan käyttäen sekä yleisiä että kohdennettuja puolustusmekanismejaan, joissa se hyödyntää epiteelisoluja, neutrofiilejä ja syöttösoluja. Lisäksi käytetään antigeeneja muokkaavia ja esitteleviä haaraisia dendriittisiä soluja, jotka esittelevät kandidan osasia immuunijärjestelmän lymfosyyteille aktivoidakseen ne tuottamaan sytokiineja ja vasta-aineita. Toisaalta oletimme hiivasienen darwinistisista eloonjäämispaineista johtuen kehittäneen eloonjäämisstrategioita väistääkseen siihen kohdistuvan puolustautumisen esimerkiksi tarttumalla puolustuskyvyttömille biomateriaalipinnoille ja muodostamalla suojaavia biofilmejä.

Tutkimuksen tarkoitus ja toteutus

Tutkimuksen tarkoitus oli selvittää isännän puolustautumista kohdentaen mielenkiinto tältä kannalta tärkeinä pidettyihin molekyyleihin, joita isännän solut hyödyntävät pyrkiessään estämään hiivasienten leviämistä, kasvua ja lisääntymistä.

Hiivasienen ja isännän välisten vuorovaikutusten tautimallina käytettiin kroonista hyperplastista kandidoosia, jota verrattiin hiivasientä sisältämättömään leukoplakiaan ja terveeseen limakalvokudokseen.

Tulokset

Neutrofiileistä peräisin olevaa, hiivasienille vahingollista ?-defensiiniä löytyi hajanaisesti koko epiteelin alueelta ja erityisesti pinnallisena ?-defensiinirintamana ikään kuin estämässä hiivasienen tunkeutumista limakalvoon. Neutrofiili onkin pääasiallinen puolustajasolu epiteelissä, jonne se pystyy nopeasti siirtymään verenkierrosta. Epiteelissä neutrofiilit toimivat mikroabsesseiksi järjestäytyneinä monisoluisina yksikköinä (I osatyö). Neutrofiileja paikalle houkuttelevan interleukiini-8:n (IL-8) esiintymistä selviteltiin ja todettiin yllättäen, että myös hiivasolut tuottavat IL-8:aa ja sen reseptoria, ilmeisesti pystyäkseen välttämään kasvamisen neutrofiilivaltaisille vaaravyöhykkeille (IV osatyö). Sekä valkosoluissa että isännän limakalvon rakenteellisissa soluissa löytyi hiivasienten rakenteita tunnistavia Tollin kaltaisia reseptoreja (TLR, Toll Like Receptor) TLR2, TLR4 ja TLR6. Muutakin TLR-puolustuskalustoa oli läsnä. Tulosten perusteella vaikuttaa siltä, että hiivasieni pyrkii välttämään isännän epäspesifistä puolustusta stimuloimalla hiivasientä sallivaa TLR2: ta hiivasienelle vahingollisen TLR4:n sijaan (V osatyö). TLR-puolustus antaa myös immuunijärjestelmälle sen tarvitseman vaarasignaalin ja vasta tämä yhdessä hiiva-antigeenien kanssa käynnistää hiivasienispesifisen täsmäpuolustuksen. Immuunijärjestelmän soluista ja molekyyleistä todettiinkin olevan läsnä reseptori- aktivaattori tumatekijä kappa B -ligandia (RANKL; II osatyö). Tällä on tärkeä merkitys antigeenia muokkaavien ja tarjoilevien dendriittisten solujen rekrytoimiselle ja kypsymiselle sekä T-lymfosyyttien aktivoitumiselle (III osatyö).

Johtopäätökset

Krooninen hyperplastinen hiivasienitulehdus on erinomainen malli tutkittaessa niitä keinoja, joiden avulla keho normaalisti pitää terveeseen mikrobikasvustoon kuuluvan hiivasienen kurissa, mutta joiden pettäminen esimerkiksi HIV infektioissa, syöpäpotilailla ja ikääntymisen myötä johtaa opportunistiseen infektioon. n

Oral Immune Defense against Chronic Hyperplastic Candidosis

As a model for candidal-host interaction, sections of chronic hyperplastic candidosis were used and compared with sections of non-infected leukoplakia and healthy tissue.

In this thesis work, neutrophil-derived anti-candidal ?-defensin was found in the epithelium, not only diffusely all over, but as ?-defensin-rich front. Once they reach the epithelium, neutrophils, which form the major immigrant host defense cell, organize themselves into microabscess structures (study I). Mast cells, in addition to tumour necrosis factor-?, were found to contain preformed receptor activator of nuclear factor kappa B ligand (study II). This is important for the recruitment and maturation of antigen presenting dendritic cells and T lymphocyte activation (study III).The presence and effects of the chemokine interleukin-8 on the chemotaxis and transmigration of neutrophils was studied (study IV). For the immune system to operate, it has to be invoked first by a set of innate receptors known as Toll-like receptors (TLRs). Only three classes of TLRs seem to be engaged in recognizing C. albicans, i.e. TLR2, TLR4 and TLR6. Hypha-rich candidal infection appears to try to elude the host response through stimulating TLR2 rather than TLR4 (study V).

Osajulkaisut

I. Ali A, Niissalo S, Hietanen J, Laine M, Rautemaa R, Konttinen YT. Expression of alpha-defensin-10 in chronic hyperplastic candidosis. J Oral Pathol Med 2005; 34: 347–51.

II Ali A, Lax AS, Liljeström M, Ashammakhi N, Kovanen P, Konttinen YT. Mast cell in atherosclerosis as a source of the cytokine RANK. Clinic Chem Lab Med 2006; 44: 672–74.

III. Ali A, Rautemaa R, Hietanen J, Beklen A, Konttinen YT. A possible CD1a Langerhans cell-mast cell interaction in chronic hyperplastic candidosis. J Oral Pathol Med 2007; 36: 329–36.

IV. Ali A, Rautemaa R, Hietanen J, Järvensivu A, Richardson M, Konttinen YT. Expression of IL-8 and its receptor IL-8RA in chronic hyperplastic candidosis. Oral Microbiol Immun 2006; 21: 223–230.

V. Ali A, Natah S, Konttinen YT. Differential expression of Toll-like receptors (TLRs) in chronic hyperplastic candidosis. Oral Microbiol Immun. 2008; 23: 299–307.