Neutrofiilin fagolysosomaalisten hapettavien aineiden toksisuus Escherichia colia kohtaan

Abstract

Fagosytoosi on prosessi, jossa immuunijärjestelmän solut—keskeisimpinä neutrofiilit, monosyytit ja makrofagit—ottavat sisäänsä ja tuhoavat patogeenejä. Fagosyytti ympäröi kohteensa solukalvollaan ja ottaa sen sisään sytoplasmaan fagosomiksi kutsutun vakuolin sisällä. Sytoplasmassa fagosomi yhdistyy antimikrobiaalisia aineita sisältäviin lysosomeihin ja rakkuloihin muodostaen fagolysosomin, jossa kohde tuhotaan joko hapesta riippuvaisissa tai riippumattomissa prosesseissa. Happiyhdisteistä keskeisiä ovat NADPH-oksidaasin valmistamasta superoksidista dismutaatioreaktiolla muodostuva vetyperoksidi (H2O2) ja myeloperoksidaasin (MPO) valmistama hypokloorihapoke (HOCl).

H2O2:n, HOCl:n ja MPO:n tehoa tarkasteltiin eri konsentraatioilla ja bakteeripitoisuuksilla ja eri pH-arvoissa. Koeorganismina käytettiin Photorhabdus luminescensin lusiferaasigeeneillä transfektoituja Escherichia coli K12 -soluja, joiden bioluminesenssia seuraamalla saatiin tietoa tappoprosessin etenemisestä.

Yhdisteiden tappokäyrissä havaittiin eroja, jotka saattavat viitata erilaisiin tappomekanismeihin. H2O2-pitoisuuden kasvu johti tehokkaampaan tappoon, kun taas HOCl-konsentraation kasvulla ei ollut vaikutusta. HOCl:llä suurempi bakteeripitoisuus heikensi tappoa, kun taas H2O2:lla bakteeripitoisuus ei vaikuttanut merkittävästi tappotehoon. MPO-reaktioissa tappo oli korkeilla pH-arvoilla H2O2:n kaltaista, mutta tehostui merkittävästi alemmilla pH-arvoilla, mikä viittaa MPO:n inhibitioon korkeissa pH:issa. H2O2-tappoon pH ei vaikuttanut merkittävästi, mutta HOCl:llä alempi pH tehosti tappoa huomattavasti.