A TOLL RECEPTROK MINT ÚJ TERÁPIÁS CÉLPONTOK A LÁTHATÁRON A SZÍVINFARKTUS ÉS A STROKE KEZELÉSÉBEN

Átírás

1 Egészségtudományi Közlemények, 1. füzet, 1. szám (2011), A TOLL RECEPTROK MINT ÚJ TERÁPIÁS CÉLPONTOK A LÁTHATÁRON A SZÍVINFARKTUS ÉS A STROKE KEZELÉSÉBEN KOSKA PÉTER 1, FODOR BERTALAN 1, KISS-TÓTH ÉVA 1, JUHÁSZNÉ SZALAI ADRIENN 1, DR. KISS-TÓTH EMŐKE 3, DR. KOVÁCS L. GÁBOR 4, DR. BARKAI LÁSZLÓ 2 Összefoglalás: A természetes immunitás aktiválódása első lépés a fertőzésekkel szembeni védekezésben. A toll receptorok felismerik a mikrobák jellemző molekuláit, amelyek gyulladásos folyamatok indukálásával alarmírozzák az immunrendszert. A toll receptorok aktiválódását saját molekulák is képesek kiváltani. Bármely sejt és szövetkárosító hatás következtében a sejtekből, szövetekből felszabaduló anyagok is aktiválják a toll receptorokat, gyulladást váltanak ki, amelyek többek között ischemiás stroke-ban és szívinfarktusban fokozzák a primer szövetkárosodást. Ugyanakkor a toll receptor agonsiták, és ischemia szubtoxikus vagy szubletális dózisával növelni lehet a szívizom és a központi idegrendszer toleranciáját ischemiával szemben. Ez az ischemiás prekondicionálás jelensége. Így a toll receptorok agonistái és antagonistái hatékony terápiás eszközei lehetnek a szívizomzat és a központi idegrendszer ischemiás betegségeinek. Kulcsszavak: természetes immunitás, toll receptor, gyulladás, ischemia, prekondicionálás A toll receptorok és a természetes immunitás A toll receptorokat 1985-ben fedezte fel Christiane Nüsslein-Volhard, mint az embrionális fejlődés és differenciáció, a dorzo-ventrális polarizáció kulcsfontosságú receptorát. Felfedezését 1991-ben Nobel díjjal jutalmazták. A 90-es évek közepére kiderült, hogy a receptorok nélkülözhetetlenek a rovarok és a magasabb rendű szervezetek, így az ember immunvédekezésében is. Sejtfelszíni doménjük leucinban gazdag ismétlődő szekvenciákat tartalmaznak, amelyek mikroorganizmusokból származó szerves molekulákat ismernek fel: bakteriális sejtfal alkotórészeket: a peptidoglikán, lipoteichosavak, lipopoliszacharidok, vagy csillófehérjéket: (flagellinek), valamint vírusokból származó nuleinsavakat, RNS-t és DNS-t. Ezeket a molekulákat patogénhez kapcsolt molekuláris mintáztoknak, angol rövidítésük után PAMP-oknak nevezzük. Ma összesen 12 féle toll receptort ismerünk, ebből 9 funkcióját ismerjük[1]. A toll receptorok mikrobiális ligandjait az 1-es táblázatban tüntettük fel. 1 Miskolci Egyetem Egészségügyi Kar, Nanobiotechnológiai és Regeneratív Medicina Tanszék, Miskolc 2 Miskolci Egyetem Egészségügyi Kar, Elméleti Egészségtudományi Tanszék 3 Miskolci Egyetem Egészségügyi Kar, Védőnő Tanszék 4 Pécsi Tudományegyetem Általános Orvostudományi Kar Laboratóriumi Medicina Intézete és Egészségtudományi Kar Diagnosztikai Intézete

2 74 Koska Fodor Kiss-Tóth Juhászné Szalai Kiss-Tóth Kovács Barkai 1. táblázat A különféle toll receptorok és néhány természetes valamint szintetikus ligandjuk Toll receptor típus TLR1/TLR2 TLR2/TLR6 TLR3 TLR4 TLR5 TLR7 TLR8 TLR9 Mikrobiális "természetes" ligand Triacil lipopeptid (Pam3CSK4) Diacil lipopetidek lipoteicho savak, zimozán, porinok, bakteriális peptidoglikán virális dupla szálú RNS LPS, mannan, foszfolipidek, vírus envelop fehéjék flagellin virális egyszálú RNS virális egyszálú RNS virális és bakteriális DNS szintetikus ligand Monofoszforil Lipid-A GU gazdag oligoribonukleotidok: Ioxoribin, Imiquimod GU gazdag oligoribonukleotidok: resquimod Dezoxinukeotidok, nem metilált CpG motívumok A PAMP-ok toll receptorokhoz kapcsolódása jelátviteli folyamatokat aktivál, melynek eredményeként a receptort viselő sejtek (endotél, keratinocita, makrofág) gyulladásos citokineket, és kemokineket termelnek. A kialakuló gyulladás makrofágok, granulociták, természetes ölősejtek odavándorlását és aktivációját okozza, amelyek bekebelezik és elpusztítják a bejutott kórokozókat. Ez az ősi a védekezési mód nem igényel tanulási, adaptációs folyamatot,születésünk pillanatában működőképes, ezért a toll receptorok a vele született immunmechanizmusok meghatározó részét képezik. A toll receptorok génaktivációhoz vezető sejten belüli jelközvetítése az alábbiak szerint történik: a receptorok citoplazmatikus része a tartalmazza a toll interleukin- 1 receptor domént (TIR), amelyhez a tir domain associated protein (TIRAP) kapcsolódik. A TIRAP a myeloid differentiation factor 88-at (Myd88) köti meg, amely az interleukin-1 receptor associated kinase-t (IRAK) aktiválja. Az IRAK kináz foszforillációs kaszkádot indít el, amelynek végén az NF-kappaB transzkripciós

3 A toll receptorok mint új terápiás célpontok 75 faktor gátló alegysége az IκBα foszforillálódik. A IκBα foszforillálódása annak lebomlását eredményezi. A szabaddá vált NF-kappaB a sejtmagba transzlokálódik és gyulladásos citokin gének transzkripcióját -IL-1, IL-6, TNF-α- indítja el, melynek következményeként gyulladásos folyamatok és/vagy apoptózis játszódik le. A toll receptor által aktivált másik jelátviteli útvonalon a citoplazmatikus TIR doménhez a TRIF related adapter molecule (TRAM) kapcsolódik, amely a TIR domain containing adapter inducing interferon beta (TRIF) fehérjét köti meg. A TRIF aktiválja TBK-1 kinázt amely az interferon regulatory factor-3 transzkripciós faktort (IRF-3) aktiválja. Az IRF-3 a sejtmagba transzlokálódik, ahol gyulladáscsökentő citokinek; interferon-α, (IFN-α), interferon-β (IFN-β) IL-10 génjeinek transzkripcióját indítja el. A toll receptor jelátviteli útvonalait az 1-es ábra mutatja. 1. ábra. A toll receptorok és a kapcsolódó jelátviteli útvonalak Ebből látható, hogy ugyannak toll receptornak aktiválása egymással ellentétes reakciókat, gyulladásos folyamatokat, vagy a gyulladásos folyamatok gátlását is eredményezheti [2].A toll receptorokat a szervezet bizonyos saját molekulái és képesek aktiválni. Így a humán toll receptorokhoz különféle HSP fehérjék, HMGB1 protein, celluláris fibronectin, proteoglikán fragmentek, extracelluláris mátrix fehérjék fragmentjei is kapcsolódhatnak, amelyek sejt és szövetkárosodásalkalmával nagy mennyiségben szabadulnak fel, többek között szívinfarktus vagy stroke alakalmával, és a toll receptorok aktiválásával kiváltott gyulladás útján súlyosbítják a

4 76 Koska Fodor Kiss-Tóth Juhászné Szalai Kiss-Tóth Kovács Barkai primer szövetkárosodást. Az endogén toll receptorokról a 2-es táblázatban adunk áttekintést. 2. táblázat A toll receptorok endogén ligandjai Toll receptor típus TLR1 TLR2 TLR4 TLR7 TLR5 TLR7 TLR8 TLR9 Endogén ligand β-defensin HSP60, 70, Gp96, HMGB1, beta defensin, hyaluronsav fragmentek, biglikán HMGB1, fibronektin, fibrinogén tenascin-c, surfactant protein, HSP60, 70, 72, 22, Gp96, Serum amiloid A, oxidált LDL, byglican, telített zsírsavak, heparán szulfát, hialuronsav fragmentek, byglikán antifoszfolipid antitestek flagellin antifoszfolipid antitestek, ssrna antifoszfolipid antitestek, ssrna immunglobulin kromatin komplexek A legújabb felvetések szerint a kórokozókkal szembeni hatékony immunválasz kialakulásához a mikrobák okozta szövetkárosodás során felszabaduló endogén toll receptor ligandokra is szükség van, amelyek veszélyt jelző hírvivőként aktiválják a veleszületett immunrendszert.ezért ezeket a molekulákat veszélyhez kapcsolt molekuláris mintázatoknak(damp)nevezzük. A DAMP-ok felszabadulás, azaz szövetkárosítás nélkül a szervezetben megjelenő új antigénekre az immunrendszer immuntoleranciával válaszol [3,4]. Toll receptorok szerepe a szív ischemia következtében kialakuló infarktusban Hoyd és mtsai-nak többféle toll receptor expresszióját sikerült kimutatni szívizomsejtek felszínén (TLR2,3,4,5,7, 9). A receptorokat specifikus ligandjaikkal stimulálva gyulladásos citokinek; makrofág eredetű gyulladásos peptid-2 (MIP-2), keratinocita eredetű kemokin (KC), IL-6) termelését mutatták ki. A gyulladásos mediátorok termelését a TLR2, 4, 5 receptorok stimulálása váltotta ki, amelyhez az NF-kappaB transzkripciós faktor aktivitása volt szükséges. A toll receptor aktiváció következtében a szívizomsejtek kontraktilitása is csökkent [5]. Oyama és munkatársai szív ischemia/reperfúziós modellben vizsgálata TLR4 receptor szerepét szívizom károsodás folyamataiban. A kísérletekben mutációval funkcióképtelenné

5 A toll receptorok mint új terápiás célpontok 77 tett TLR4 receptorral rendelkező, és ép receptorral rendelkező egerekben ischemia/reperfúzióval létrehozott infarktusok méretét hasonlította össze.a TLR4deficiens állatok szívében szignifikánsan kisebb méretű szövetelhalást mértek, mint a kontroll állatokéban. A TLR4 deficiens állatokban a gyulladásos folyamatok is enyhébbek voltak, mint a kontroll állatok esetén [6]. TLR4 receptor gyulladást és szívizom károsodást fokozó hatását Chong és mtsai is kimutatta, amely gyulladásos citokinek AP1 és NF-kappB dependens termelésével járt együtt (IL- 1β-t, MCP-1-t, IL-6) [7]. A gyulladásos folyamatokban a Myd88 adapterfehérje kulcsszerepet játszik. Myd88 génkiütött egerek szívében előidézett ischemia reperfúzó szignifkánsan kisebb infarktust eredményez, mint a kontroll állatok esetén, valamint enyhébb gyulladásos reakciókat és citokintermelést detektáltak A Myd88 deficiens egerekben a kamra funkció, a szívizomzat kontraktililtása is jobb volt az ischemiás inzultus után, mint vad típusú társaik esetén[8].eddigi vizsgálatok alapján a HSP60, mint endogén toll receptor ligand meghatározó szerepét sikerült tisztázni a szívizom károsodás folyamataiban. A HSP60 egészséges szívizom sejtekben a mitochondrium membránjában és a citoplazmában lokalizálódik, míg a citoplazma membrán nem tartalmaz HSP60-at. Krónikus szívelégtelenségben, valamint akut ischemia esetén a HSP60 fehérje a szívizom sejtek citoplazma membránjában is megjelenik. Azt feltételezik, hogy fehérje transzlokációja a citoplazma membránba, majd kiürülése a sejtből aktív folyamat, amelyet a szív ischemiás betegek szérumában mérhető magasabb HSP60 koncentráció is alátámaszt [9]. A szívizomszövetből felszabadult HSP60, a TLR2 és TLR4 receptorokhoz kapcsolódik. Az aktivált toll receptorok Myd88 és IRAK dependens módon fokozzák a szívizom sejtek apoptózisát. A HSP60 ellenes antitest bejuttatása az állatok szervezetébe csökkenti szívizom károsodás mértékét. Ez a kísérleti adat azt sugallja, hogy a HSP60 fontos terápiás célpont lehet szívinfarktus következményeinek enyhítésében[10]. Toll receptorok agyiischemiás betegségekben Tang és mtsai TLR2,3,4 receptorokat mutattak ki egér primer cortikális neuron sejttenyészeteken, amelyek expressziója fokozódik átmeneti oxigén és glükózmegvonás (OGD) hatására. A TLR2 génkiütött illetve TLR4 deficiens egerekből származó neuron kultúrákban, kevesebb sejt pusztult el OGD hatására, mint a vad típusból származókéban [11]. Lehnardt és mktsai in vivo kísérleteikben a TLR2 receptor szerepét vizsgálták vad típusú funkcióképes receptorral és TLR2 knock-out egerekkel végzett kísérleteikben. Az arteria cerebri media (MCA) okklúziót követően vad típusú egerekben az ischemiával érintett agyféltekében markánsan növekvő TLR2 expressziót mértek. A TLR2 receptor expresszió mértéke az okklúziót követő 96. órában 10 szerese volt a kontroll szinthez képest. TLR2 knock-out állatokban az infarktus mérete átlagosan 25%-kal kisebb volt vad típusú társaikhoz képest [12]. A szív

6 78 Koska Fodor Kiss-Tóth Juhászné Szalai Kiss-Tóth Kovács Barkai ischemiához hasonlóan az agyi ischmiában is a Myd88, NF-kappaB jelátviteli útvonal aktiválódása felelős a gyulladásos folyamatok következtében fellépő neuronális károsodásért. A TLR4 receptorok antitestekkel történő blokkolása az ischemia-reperfúziós inzultust megelőzően gátolja a Myd88 adapter fehérje szintézisét, az NF-kappaB transzkripciós faktor aktivációját, és jelentősen csökkenti a TNF-α szintézisét, a neuronok apoptózisát [13]. Egy frissen közölt klinikai tanulmány szerint a TLR2/4 receptor expressziójának szintje jól korrelál az ischemiás stroke súlyosságával, a neurológiai funkciók károsodásával. A magasabb szintű TLR2/4 receptor expresszió, a vérben lévő gyulladásos citokinek -Il-1β, IL-6, TNF-α, és VCAM- is magasabb plazma koncentrációjával párosult a strokeot követően. A TLR4 expresszió mértéke erős korrelációt mutatott az agyi infarktus volumenével is. Kimutatták azt is, hogy az agyi ischemiában a toll receptrok aktiválásában a HSP60 és a celluláris fibronektin (cfn) kulcsszerept játszik. A betegek szérumával in-vitro monocyta és endotéltenyészeteket kezelve azok erőteljes gyulladásos citokintermeléssel válaszoltak. A tenyészetek citokin termelését anti HSP60, valamint anti- cfn antitesttekkel blokkolni lehetett [14]. A toll receptorok szerepe az ischemiás prekondicionálásban Klinikai tapasztaltok szerint szubletális enyhe lefolyású ischemiás inzultus pl angina után bekövetkező infarktusok enyhébb lefolyásúak, és kedvezőbb kimenetelűek, mint a klinikai előzmények nélkül bekövetkező coronaria elzáródások. Hasonló jelenséget tapasztaltak agyi ischemiás betegégek esetén is. Az agyi vérkeringés átmenti zavara, az ún. transient ischemic attack (TIA) után bekövetkező agyi érelzáródás; stroke lefolyása és kimenetele általában kedvezőbb, mint az ischemiás előzmények nélkül bekövetkező stroke-é [15]. A szubletális ischemiás inzultusok hatására létrejövő szöveti tolerancia, melynek során a szövetek rezisztensebbé válnak vérellátás átmeneti zavarával szemben, az ischemiás prekondicionálás jelensége. Az ischemiás prekondicionálás folyamatához, amelyben szerepet játszanak intrinsic folyamatok is, pl citoprotektív és antiapoptotikus fehérjék szintézise, [16] a toll receptorokdöntően hozzájárulnak. Adott szerv ischemiás prekondicionálását nemcsak az adott szervben előidézett (pl szív és agy) átmeneti kismértékű ischemiájával, hanem más távoli szervekben például végtagokban létrehozott ischemiájával is lehet indukálni (remote preconditioning) [17]. A hátsó végtagok leszorítása kísérletes modellekben a szívizomzat és az agy ischemiás toleranciájának növekedését idézi elő, jelentősen csökkenti a kísérletes stroke vagy szívizom ischemia által okozott szövetkárosodás mértékét. A prekondicionálást nemcsak ischemiával, hanem egyéb biológiai stresszorok subtoxikus dózisával; hypo és hypertermiával, endotoxinnal (LPS) és gyulladásos citokinekkel is lehet indukálni. Dong és munkatársai a TLR2 és TLR4receptorok szerepét vizsgálták TLR2, TLR4 valamint TIRAP és IRAK deficines valamint vad típusú egerekből származó

7 A toll receptorok mint új terápiás célpontok 79 perfundált szíveken. A receptor deficiens és a kontroll szívek esetében egyaránt három vizsgálati csoportot képeztek. Az elő csoportban folyamatos 80Hgmm-rel történő perfúziót biztosítottak. Az ischemia-reperfúziós csoportban 30 percre megállították a perfúziót, amelyet 30 perces reperfúziós fázis követett. A harmadik csoportban az ischemia reperfúziót megelőzően három egymást követő 2 perc ischemiából 5 perc reperfúzióból álló prekondicionálási ciklust végeztek. Vad típusú állatok szívében markánsan érvényesült a prekondicionálás védőhatása, amely a 30 perces ischemiát követő kisebb mérvű szívizomkárosodásban, gyorsabban helyreálló kamrafunkciókban is megmutatkozott. Ezzel szemben a TLR2 és TIRAP deficiens állatok szívében nem érvényesült a védőhatás. A TLR4, és az IRAK kináz működésképtelensége ugyanakkor nem volt befolyással a rövid ischemiás periódusok prekondicionáló hatására. Ez az eredmény azt mutatja, hogy a TLR2 receptor és a hozzákapcsolódó TIRAP adapterfehérje esszenciális fontosságú a prekondicionálás védőhatásának kifjetésében, míg a TLR4 és az IRAK kináz nem vesz részt a folyamatban [18]. Wang és munkatársai subletális dózisú LPS-sel (0,1mg/kg) kezeltek vad típusú, TLR4 deficiens, TLR2 knockout, és Myd88, inos és guanilát cikláz knockout egereket. A kezelés után 24 óra után a szívüket izolálták és perfundálták. A perfundált szív készítményekben 30 perc ischemiát idéztek elő, amelyet 60 perc reperfúziós fázis követett. Az ischemia reperfúzió hatására Az LPS előkezelt állatokban a vad típusú egerek esetén az ichemiát követő infarktus mérete szignifikánsan, mintegy 50%-kal volt kisebb. Az LPS nem mutatott védőhatást TLR4 deficiens és Myd88 knock-out egerekben, amely azt mutatja, hogy a TLR4 receptor és a hozzá kapcsolódó Myd88 adapter fehérje expressziója nélkülözhetetlen az LPS-sel indukált prekondicionáláshoz. A TLR4 receptor aktiváció hatására termelődő inos és a guanilát cikláz is szerepet játszik az LPS előkezelés prekondicionáló hatásában [19]. Az agyi ischemiás prekondicionáláshozszintén jelentősen hozzájárulnak a toll receptorok. Pradillo és munkatársai TLR4 receptorral rendelkező vad típusú és mutáns TLR4 deficiens receptorral rendelkező egerekben tranziens ischemiát idéztek elő az arteria carotis communis kétoldali 6 perces leszorításával, majd 48 órával a carotis leszorítást követően permanens focalalis ischemiát hoztak létre az arteria cerebri media elektrokoagulációjával. A másik csoport csak permanens focalis ischemiában részesült. Az agyi infarktus volumene a prekondicionált funkcióképes TLR4 receptorral rendelkező állatok körében több mint 50%-kal kisebb volt, mint azokéban, amelyekben csak permanens focális ischemiát idéztek elő.a TLR4 mutáns állatok csoportjában a prekondicionált állatok agyi infarktusa csak 10%-kal volt kisebb, mint azok, amelyek csak focalis ischemiában részesültek. Kimutatták, hogy a prekondicionálásban az NF-kappaB transzkripciós faktor aktiváció és ennek hatására erősödő TNF-α expresszió meghatározó szerepet játszik. Ugyanis a tranziens leszorítást követően vett agyszöveti mintákból western blot analízissel az ép TLR4 receptorral rendelkező állatok esetében markánsan megemelkedő TNF-α és NF-kappaB transzkripciós faktor expresziót mértek. A TLR4 deficiens állatok

8 80 Koska Fodor Kiss-Tóth Juhászné Szalai Kiss-Tóth Kovács Barkai agyában ugyanakkor a prekondicionálás nem okozott hasonló mértékű változásokat ezen fehérjék expressziójában [20]. A TNF-α kulcsfontosságú szerepe az agyi ischemiás tolerancia kialakításában egyre inkább bizonyítottnak tűnik. Rosensweig és munkatársai kimutatták, hogy az LPS előkezelés kísérletes stroke-ban nem mutat védőhatást TNF-α génkiütött állatokban [21].Bár az LPS klinikai alkalmazása kockázatos ma már nagyszámú szintetikus toll receptor agonista áll rendelkezésre, amelyeket vakcinákban adjuvánskánt alkalmaznak.ezek az agonisták alkalmazhatóak ischemiás betegségekkel szembeni védelemben is. Ilyen szintetikus toll receptor agonisták védőhatásúnak bizonyultak ischemiás stroke modellekben. A velük történő előkezelés szignifikánsan csökkentette az agyi infarktus volumenét és a mortalitást, valamint javította a neurológiai funkciókat is [22,23]. A központi idegrendszer védelme farmakológiai prekondicionálással indokolt lehet bypass műtétek és minden olyan sebészeti beavatkozás előtt, amikor a vérkeringés átmeneti leállítása majd újraindítása elkerülhetetlen. Irodalmi adatok sokasága bizonyítja, hogy súlyos szívműtéteket követően a neurodegeneratív kórképek kialkukulásának rizikója kimutathatóan növekszik [24, 25, 26]. Megbeszélés, konklúziók A toll receptorok szerepe az ischemiás megbetegedésekben ellentmondásosnak látszik. Miközben in vivo ischemiás modellekben egyértelműen kimutatták, hogy a toll receptorok aktiválódása gyulladásos folyamatok és az apoptózis indukciója révén súlyosbítja az ischemia által okozott szövetkárosodást (TLR2, TLR4), addig az ischemiás prekondicionálásban ugyanezeknek a receptoroknak nélkülözhetetlen szerepük van. Ez csak úgy lehetséges, hogy a toll receptorok közvetítette jelátviteli útvonalak megváltoznak ischemiával, vagy toll agonistával történő receptor stimulálás hatására. A legújabb modellek szerint az első stimulus során (prekondicionálás) termelődő gyulladásos citokinek negatív visszacsatolási mechanizmusokat indítanak el. Ennek során a gyulladásos citokinek termeléséhez szükséges jelátviteli útvonalat gátló fehérjék termelődnek. Így a második stimuláció során a Myd88-IRAK-NF-kappaB dependens gyulladásos citokinek termelődéséhez vezető útvonal nem tud megnyilvánulni. Ezzel szemben a TRAM-TRIF-IRF útvonal, amely citoprotektív és gyulladáscsökkentő hatású interferonok és IL-10 termelődéséhez vezet, aktiválódik [27].A toll receptor hatásra bekövetkező jelátviteli mechanizmusok megváltozását a nemrégiben felfedezett mikrorns-ek is okozhatják. Ennek során a mikrorns-ek a jelátviteli fehérjék és a gyulladásos gének kifejeződését poszt-transzkripciósan gátolják (2. ábra).

9 A toll receptorok mint új terápiás célpontok ábra. A toll receptorok gyulladásos citokinek termeléséért felelős jelátviteli útvonalának mikrorns útján történő gátlása Ischemiás stroke modellekben kimutatták, hogy az ischemia hatására mikrorns-ek jelennek meg az ischemiás szövetekben, amelyek a micro-array mérések tanúsága szerint jelentősen megváltoztatják a szöveti transzkriptomot, a génkifejeződési mintázatot [28, 29, 30, 31].A távoli szervekben történő prekondicionálás jelensége amikor a prekondiconálás nem a védendő szervben, hanem egy anatómiailag távol eső szervben történik- nincs teljes magyarázat. Bár a károsodott vagy egyszerűen csak biológiai stresszhatásnak kitett szövetekből felszabaduló DAMP molekulák például HSP60, HMGB-1, illetve gyulladásos citokinek pl TNF-α bármely szervben előidézett ischemia esetén megjelennek a vérben, így betölthetik a hírvivő szerepét. Ezzel magyarázható, hogyan alakul ki ischemiás tolerancia szívizomban végtag leszorításos kísérletekben, vagy LPS előkezelés hatására. Azonban kérdés hogyan jön létre ez a hatás a vér-agy gáttal védett központi idegrendszerben, mivel sem az említett DAMP molekulák sem a gyulladásos citokinek nem jutnak át a vét-agy gáton. Az agytörzs és a hipotalamusz régiói esetében elvileg nincs szoros értelemben vett vér-agy gát, így a hipotalamuszba eljuthatnak a DAMP molekulák és a TNF-α, így létrejöhet a hipotalamikus toll és TNF receptorok aktivációja. Az LPS és egyéb szisztemikusan a zervezetbe juttatott toll receptor agonisták agykéregre gyakorolt védőhatása talán a hypotalamus és a cortex neuronális összeköttetésein keresztül megy végbe. Toll agonisták ischemiás prekondicionálában való alkalmazhatóságának igen jelentős klinikai relevanciája lehet. Így súlyos szívműtétek esetén, amikor a vérkeringés átmeneti leállítása szükséges a központi idegrendszer és a szívizomzat vala-

10 82 Koska Fodor Kiss-Tóth Juhászné Szalai Kiss-Tóth Kovács Barkai mint a teljes szervezet prekondicionálása előnyös lehet, a prekondicionálási eljárások toll receptor agonsitákkal létjogosultságot nyerhetnek műtétekre való felkészítési eljárásokban. Köszönetnyilvánítás Jelen munka a TÁMOP B-10/2/KONV jelű projekt részeként - az Új Magyarország Fejlesztési Terv keretében- az Európai Unió résztámogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósult meg. Irodalomjegyzék [1]Kanzler H, Barrat JF, Hessel EM, Coffman RL: Therapeutic targeting of innate immunity with Toll like receptor agonist and antagonists Nature Medicine : [2] Taro Kawai, Shizuo Akira: The role of pattern-recognition receptors in innate immunity: update on Toll-like receptors Nature Immunology : [3] Matzinger P:Tolerance, danger, and the extended family. Annu Rev Immunol 1994;12: [4]Piccinini AM, and Midwood KS: DAMPening Inflammation bymodulating TLR Signalling Mediators of Inflammation [5] Boyd JH, Mathur S, Wang Y, Bateman RM és mtsai: Toll-like receptor stimulation in cardiomyoctes decreases contractility and initiates an NF-κB dependent inflammatory response Cardiovascular Research 72 (2006) [6] Oyama J, Blais C, Liu X és mtsai: Reduced myocardial ischemia-reperfusion injury in toll-like receptor 4-deficient mice. Circulation 2004; 109:784 9 [7] Albert J. Chong, Akira Shimamoto, Craig R. Hampton és mtsai: Toll-like receptor 4 mediates ischemia/reperfusion injury of the heart. J Thorac Cardiovasc Surg 2004; 128: [8]Feng Y, Zhao H, Xu X, és mtsai: Innate immune adaptor MyD88 mediates neutrophil recruitment and myocardial injury after ischemia-reperfusion in mice Am J Physiol Heart Circ Physiol : [9]Li Lin, Kim SC, Wang Y és mtsai:hsp60 in heart failure: abnormal distribution and role in cardiac myocyte apoptosis Am J Physiol Heart Circ Physiol 293: H2238 H2247, 2007 [10] Li Y, Si R, Feng Y, Chen HH és mtsai: Myocardial Ischemia Activates an Injurious Innate Immune Signaling via Cardiac Heat Shock Protein 60 and Toll-like Receptor 4. J Biol Chem Sep 9;286(36): Epub 2011 Jul 20. [11]Sung-Chun Tang, Thiruma V. Arumugam és mtsai: Pivotal role for neuronal Toll-like receptors in ischemic brain injury and functional deficits. PNAS (104)34: [12] Lehnardt S, Lehmann S, Kaul D és mtsai:toll-like receptor 2 mediates CNS injury in focal cerebral ischemiajournal of Neuroimmunology 190 (2007) 28 33

11 A toll receptorok mint új terápiás célpontok 83 [13]Gao Y, Fang X, Tong Y, Liu Y és mtsai:tlr4-mediated MyD88-dependent signaling by cerebral ischemia/reperfusion in cortex in mice. Biomedicine and Pharmacotherapy 63 (2009) [14] Brea D, Blanco M, Ramos-Cabrer P, és mtsai: Toll like receptros 2 and 4 in ischemic stroke: outcome and therapeutic values. Journal of Cerebral Blood flow and Meabolism : [15] Weih M, Kallenberg K, Bergk A és mtsai:attenuated stroke severity after prodromal TIA: a role for ischemic tolerance in the brain? Stroke 30: , [16] Obrenovitch TP: Molecular Physiology of Preconditioning-Induced Brain Tolerance to Ischemia Physiol Rev 88: , 2008 [17] H.-J. Steiger and D. Hanggi: Ischaemic preconditioning of the brain, mechanisms and applications Acta Neurochir (Wien) (2007) 149: 1 10 [18] Dong JW, Vallejo JG, Tzeng HP és mtsa: Innate immunity mediates myocardial preconditioning through Toll like receptor 2 and TIRAP dependent signaling pathways Am J Physiol Heart Circ Physiol : [19] Wang E, Feng Y, Zhang M és mtsai: Toll-like receptor 4 signaling confers cardiac protection against ischemic injury via inducible nitric oxide synthase- and soluble guanylate cyclase-dependent mechanisms: Anestesiology 2011; 114: [20] Pradillo MJ, Fernadez-Lopez D, Garcia Yebenes I és mtsai: Toll like receptor 4 is involved in neuroprotection afforded by ischemic preconditioning Journal of Neurochemistry : [21] Rosenzweig HL, Minami M, Lessov NS és mtsai: Endotoxin preconditioning protects against the cytotoxic effects of TNF-α after stroke: a novel role for TNF-α in LPSischemic tolerance Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism (2007) 27, [22] Hua F, Ma J, Ha T, Kelley J, és mtsai. Preconditioning with a TLR2 specific ligand increases resistance to cerebral ischemia/reperfusion injury. J Neuroimmunol.2008;199(1 2):75 82.) [23] Stevens SL, Ciesielski TM, Marsh BJ és mtsai: Toll-like receptor 9: a new target of ischemic preconditioning in the brain. J Cereb Blood Flow Metab.2008;28(5): [24] McKhann GM, Grega MA, Borowicz Jr LM és mtsai: Stroke and encephalopathy after cardiac surgery: an update. Stroke. 2006;37(2): ) [25] Bond R, Rerkasem K, Shearman CP és mtsai: Rothwell PM. Time trends in the published risks of stroke and death due to endarterectomy for symptomatic carotid stenosis. Cerebrovasc Dis. 2004;18(1):37 46) [26] Bucerius J, Gummert JF, BorgerMA és mtsai: Stroke after cardiac surgery: a risk factor analysis of 16,184 consecutive adult patients Ann Thorac Surg. 2003;75(2):472 8.) [27] Keri B. Vartanian Mary P. Stenzel-Poore Toll-Like Receptor Tolerance as a Mechanism for Neuroprotection Transl. Stroke Res. (2010) 1: ) [28] Jeyaseelan K, Lim KY, ArmugamJ A: MicroRNA expression in the blood and brain of rats subjected to transient focal ischemia by middle cerebral artery occlusion, Stroke. 2008;39(3):959-66) [29] Cameron Rink, Savita Khanna: MicroRNA in ischemic stroke atiology and pathology Physiol Genomics :

12 84 Koska Fodor Kiss-Tóth Juhászné Szalai Kiss-Tóth Kovács Barkai [30] Lusardi TA, Farr CD, Faulkner CL és mtsai: Ischemic preconditioning regulates expression of micrornas and a predicted target, MeCP2, in mouse cortex. J Cereb Blood Flow Metab. 2009;30(4): [31]. Jeyaseelan K, Lim KY, Armugam A: MicroRNA expression in the blood and brain of rats subjected to transient focal ischemia by middle cerebral artery occlusion. Stroke. 2008;39(3):