Bakteryjne lipopolisacharydy i wrodzona odporność

Bakteryjne lipopolisacharydy (LPS) są głównymi składnikami zewnętrznej błony bakteryjnej obecnymi w prawie wszystkich bakteriach Gram-ujemnych i działają jako niezwykle silne stymulatory wrodzonej lub naturalnej odporności u różnych gatunków eukariotycznych, od owadów do ludzi. LPS składają się z regionu poli- lub oligosacharydowego, który jest zakotwiczony w zewnętrznej błonie bakteryjnej przez specyficzne węglowodanowe cząsteczki lipidowe, określane jako lipid A. Składnik lipidowy A jest głównym centrum immunostymulacyjnym LPS. W odniesieniu do immunoaktywacji w układach ssaków wykazano, że klasyczna grupa silnie agonistycznych (wysoce endotoksycznych) form LPS składa się z dość podobnego zestawu typów lipidu A. Ponadto zidentyfikowano kilka naturalnych lub pochodnych struktur lipidu A, które wykazują stosunkowo niską immunostymulację lub nawet nie wykazują jej wcale w odniesieniu do danego gatunku ssaków. Niektórzy członkowie tej drugiej, bardziej heterogennej grupy są zdolni do antagonizowania efektów silnie stymulujących form LPS/lipidu A. Agonistyczne formy LPS lub lipidu A wywołują liczne fizjologiczne efekty immunostymulacyjne w organizmach ssaków, ale – w większych dawkach – mogą również prowadzić do reakcji patologicznych, takich jak indukcja wstrząsu septycznego. Wykazano, że komórki linii mieloidalnej są głównymi komórkowymi sensorami LPS w układzie odpornościowym ssaków. W ciągu ostatniej dekady dokonał się ogromny postęp w wyjaśnianiu centralnego systemu rozpoznawania i sygnalizacji LPS/lipidu A w fagocytach ssaków. Zgodnie z obecnym modelem, specyficzne komórkowe rozpoznanie agonistycznego LPS/lipidu A jest inicjowane przez połączone zewnątrzkomórkowe działania białka wiążącego LPS (LBP), związanych z błoną lub rozpuszczalnych form CD14 i nowo zidentyfikowanego kompleksu receptora Toll-podobnego 4 (TLR4)*MD-2, prowadząc do szybkiej aktywacji wewnątrzkomórkowej sieci sygnałowej, która jest wysoce homologiczna do systemów sygnałowych IL-1 i IL-18. Wyjaśnienie korelacji struktura-aktywność w LPS i lipidach A nie tylko przyczyniło się do molekularnego zrozumienia zarówno immunostymulacyjnych, jak i toksycznych procesów septycznych, ale także ożywiło rozwój nowych farmakologicznych i immunostymulacyjnych strategii zapobiegania i terapii chorób zakaźnych i nowotworowych.