ISSN 1689-7730

Defensyny

Tomasz Woźniak
Hylostet IGM

Defensyny to krótkie, bogate w cysteiny polipeptydy, które pełnią szereg różnorakich funkcji w naszym organiźmie. Wyróżniamy trzy różne rodzaje defensyn: α-, β- oraz θ-defensyny. U człowieka stwierdzono występowanie α- i β-defensyn, natomiast nie odnaleziono θ-defensyn.

Defensyny mają długość zaledwie od 28 do 42 aminokwasów. Zawierają 6 cystein, które tworzą między sobą mostki dwusiarczkowe. α- i β-defensyny różnią się od siebie właśnie układem mostków dwusiarczkowych, natomiast θ-defensyny mają budowę kolistą. Oprócz wymienionych cystein w sekwencji aminokwasowej defensyn nie można wyróżnić jednego wspólnego wzoru, natomiast można zaobserwować częstsze występowanie niektórych aminokwasów. Zaobserwowano, że do działania defensyn nie jest wymagana sztywna struktura złożona z BETA wstęg ani wszystkie trzy połączenia pomiędzy cysteinami. Analiza danych strukturalnych wykazała że budowa przestrzenna tych cząsteczek jest stosunkowo elastyczna.

Defensyny są syntezowane w postaci pro-defensyn, które zwierają cząsteczkę sygnałową oraz pro-peptyd. Są one następnie odcinane, do czego przyczynia się większa elastyczność defensyn w okolicy miejsc cięcia.

Jak działają defensyny? Okazuje się że biorą one udział zarówno w bezpośrednim zwalczaniu patogenów jak i pośrednim poprzez oddziaływanie na inne elementy systemu odpornościowego człowieka. Przykładowo α-defensyny zwiększają produkcję TNF (czynnik martwicy nowotworów) oraz IL-1β (interleukina 1β). Są one produkowane między innymi w wyniku odpowiedzi na zapalenie, ale występują również w pewnych ilościach naturalnie np. w mleku matki (β-defensyna-1). Defensyny są skuteczne zarówno w przypadku wirusów RNA jak i DNA, bakterii Gram-dodatnich jak i Gram-ujemnych oraz grzybów.

Jeśli chodzi o ich działanie bakteriobójcze, to przede wszystkim oddziałują one z negatywnie naładowanymi błonami i powodują ich przerwanie. Do tego niezbędne są znajdujące się na C-końcu defensyn reszty argininy i lizyny, które oddziaływują z ujemnie naładowanymi główkami fosfolipidów błonowych. "Dziurawa" komórka bakteryjna nie jest w stanie utrzymać się przy życiu. Najprawdopodobniej działania takie mają miejsce gdy wiele cząsteczek defensyn działa wspólnie. Poza tym mogą powodować inhibicję syntezy RNA, DNA i białek w komórkach patogenów. Co więcej wykazano, że α-defensyny - mają możliwość zniwelowania toksyny B produkowanej przez bakterie Clostridium difficile.

Jeśli chodzi o ich działanie przeciwwirusowe, to defensyny wykazują skuteczność przeciwko wielu różnorodnym szczepom wirusów, co wynika prawdpododobnie z ich różnorakich metod oddziaływania. Atakują osłonki wirusowe, kapsydy, glikoproteiny, a także utrudniają fuzję wirusa z komórką i osłabiają jego działanie po wniknięciu do komórki. Poza tym mogą zaburzać sygnalizację komórkową poprzez wiązanie się z receptorami oraz mogą działać tak jak chemokiny.

W oparciu o defensyny stworzono leki, które są obecnie na w różnych fazach badań klinicznych. Zaliczają się do nich : Plectasin, Brilacin (PMX-30063), Brilacin–OM, Brilacin–ABSSSI, ludzka α-defensyna-1 czy ludzka β-defensyna-1. Okazuje się również, że odpowiednio zmodyfikowane BETA defensyny mogą pomóc w zwalczaniu patogenów opornych na antybiotyki.

Źródło:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1359610115300071