Bacteriële lipopolysacchariden en aangeboren immuniteit

Bacteriële lipopolysacchariden (LPS) zijn de belangrijkste buitenste membraancomponenten van bijna alle Gram-negatieve bacteriën en fungeren als zeer sterke stimulatoren van aangeboren of natuurlijke immuniteit bij diverse eukaryotische soorten, variërend van insecten tot mensen. LPS bestaan uit een poly- of oligosaccharidegebied dat in het buitenste bacteriële membraan is verankerd door een specifiek koolhydraat-lipidegedeelte, lipide A genaamd. De lipide A-component is het primaire immuunstimulerende centrum van LPS. Wat de immunoactivering in zoogdiersystemen betreft, is gebleken dat de klassieke groep van sterk agonistische (sterk endotoxische) vormen van LPS uit een vrij vergelijkbare reeks lipide A-types bestaat. Bovendien zijn er verschillende natuurlijke of afgeleide lipide A-structuren geïdentificeerd die voor een bepaalde zoogdiersoort een betrekkelijk geringe of zelfs helemaal geen immunostimulatie vertonen. Sommige leden van deze laatste meer heterogene groep zijn in staat de effecten van sterk stimulerende LPS/lipide A-vormen te antagoneren. Agonistische vormen van LPS of lipide A veroorzaken talrijke fysiologische immunostimulerende effecten in zoogdierorganismen, maar kunnen – in hogere doses – ook leiden tot pathologische reacties zoals de inductie van septische shock. Cellen van de myeloïde lijn blijken de voornaamste cellulaire sensoren te zijn voor LPS in het zoogdier-immuunsysteem. Gedurende het laatste decennium is enorme vooruitgang geboekt bij de opheldering van het centrale LPS/lipide A herkennings- en signaleringssysteem in zoogdierfagocyten. Volgens het huidige model wordt de specifieke cellulaire herkenning van agonistische LPS/lipide A geïnitieerd door de gecombineerde extracellulaire acties van LPS bindend eiwit (LBP), de membraan-gebonden of oplosbare vormen van CD14 en het nieuw geïdentificeerde Toll-like receptor 4 (TLR4)*MD-2 complex, wat leidt tot de snelle activering van een intracellulair signaalnetwerk dat in hoge mate homoloog is met de signaleringssystemen van IL-1 en IL-18. De opheldering van structuur-activiteit correlaties in LPS en lipide A heeft niet alleen bijgedragen tot een moleculair begrip van zowel immunostimulerende als toxische septische processen, maar heeft ook de ontwikkeling van nieuwe farmacologische en immunostimulerende strategieën voor de preventie en therapie van infectieuze en maligne aandoeningen nieuw leven ingeblazen.