Τι είναι οι κυτοκίνες και γιατί είναι σημαντικές για το ανοσοποιητικό σύστημα

Οι κυτοκίνες είναι μια ομάδα μικρών πρωτεϊνών που παίζουν κρίσιμο ρόλο στη σηματοδότηση των κυττάρων. Παράγονται από διάφορα κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος, όπως τα λευκά αιμοσφαίρια, και συμμετέχουν στη ρύθμιση των ανοσολογικών αποκρίσεων και στη διαμεσολάβηση της επικοινωνίας μεταξύ των κυττάρων.

Η κύρια λειτουργία των κυτοκινών είναι να ρυθμίζουν και να συντονίζουν τις ανοσολογικές αποκρίσεις. Λειτουργούν ως αγγελιοφόροι μεταξύ των κυττάρων, διευκολύνοντας την επικοινωνία και ενεργοποιώντας συγκεκριμένες ενέργειες. Οι κυτοκίνες μπορούν να ταξινομηθούν σε διαφορετικούς τύπους με βάση τη λειτουργία τους, συμπεριλαμβανομένων των ιντερλευκινών, ιντερφερονών, παραγόντων νέκρωσης όγκου και χημειοκινών, μεταξύ άλλων.

Οι κυτοκίνες εμπλέκονται σε διάφορες πτυχές της λειτουργίας του ανοσοποιητικού συστήματος

Φλεγμονή: Οι κυτοκίνες είναι υπεύθυνες για την έναρξη και τη ρύθμιση της φλεγμονώδους απόκρισης. Μπορούν να διεγείρουν τη φλεγμονή στρατολογώντας κύτταρα του ανοσοποιητικού στο σημείο της μόλυνσης ή τραυματισμού και ενεργοποιώντας τα για την εξάλειψη παθογόνων ή κατεστραμμένων κυττάρων.

Ενεργοποίηση των κυττάρων του ανοσοποιητικού: Οι κυτοκίνες διεγείρουν τα κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος, όπως τα Τ κύτταρα, τα Β κύτταρα και τα κύτταρα φυσικού φονέα (ΝΚ), να διαφοροποιηθούν, να πολλαπλασιαστούν και να εκτελέσουν τις συγκεκριμένες λειτουργίες τους. Βοηθούν στην ενίσχυση της ανοσολογικής απόκρισης έναντι των παθογόνων.

Διαφοροποίηση κυττάρων: Οι κυτοκίνες ρυθμίζουν τη διαφοροποίηση των βλαστοκυττάρων σε συγκεκριμένους τύπους ανοσοκυττάρων. Για παράδειγμα, η ιντερλευκίνη-4 (IL-4) προάγει τη διαφοροποίηση των αρχέγονων Τ κυττάρων σε βοηθητικά Τ κύτταρα.

Προστασία από ιούς: Οι ιντερφερόνες είναι ένας τύπος κυτοκινών που παίζουν ζωτικό ρόλο στον αντιϊκό αμυντικό μηχανισμό. Μπορούν να αναστείλουν τον πολλαπλασιασμό του ιού σε μολυσμένα κύτταρα και να ενεργοποιήσουν άλλα κύτταρα του ανοσοποιητικού για να καθαρίσουν τη μόλυνση.

Την επούλωση των πληγών: Οι κυτοκίνες συμβάλλουν στη διαδικασία επούλωσης προάγοντας τη μετανάστευση και τον πολλαπλασιασμό των κυττάρων που εμπλέκονται στην επισκευή των ιστών, όπως οι ινοβλάστες.

Ρύθμιση ανοσολογικών αποκρίσεων: Οι κυτοκίνες βοηθούν στη διατήρηση της ισορροπίας στο ανοσοποιητικό σύστημα ρυθμίζοντας την ένταση και τη διάρκεια των ανοσολογικών αποκρίσεων. Μπορούν είτε να διεγείρουν είτε να καταστέλλουν τη δραστηριότητα των κυττάρων του ανοσοποιητικού με βάση τις συγκεκριμένες ανάγκες του σώματος.

Γενικά, οι κυτοκίνες διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στο συντονισμό και τη ρύθμιση των ανοσολογικών αποκρίσεων, παρέχοντας αποτελεσματική άμυνα έναντι των παθογόνων, ενώ διατηρούν την ομοιόσταση του ανοσοποιητικού συστήματος. Η ανισορροπία στην παραγωγή κυτοκίνης ή η απορρύθμιση μπορεί να οδηγήσει σε διαταραχές του ανοσοποιητικού και φλεγμονώδεις ασθένειες.

Ασθένειες στις οποίες το επίπεδο των κυτοκινών αυξάνεται απότομα

Υπάρχουν αρκετές ασθένειες και καταστάσεις στις οποίες τα επίπεδα κυτοκίνης μπορεί να είναι σημαντικά αυξημένα. Μερικά παραδείγματα περιλαμβάνουν:

Σύνδρομο απελευθέρωσης κυτοκίνης (CRS): Το CRS είναι μια σοβαρή ανοσολογική απόκριση που μπορεί να εμφανιστεί ως παρενέργεια ορισμένων ανοσοθεραπειών, όπως η θεραπεία με κύτταρα CAR-T. Χαρακτηρίζεται από ταχεία και υπερβολική απελευθέρωση κυτοκινών, ιδιαίτερα της ιντερλευκίνης-6 (IL-6) και του παράγοντα νέκρωσης όγκου-άλφα (TNF-alpha). Τα αυξημένα επίπεδα κυτοκίνης στο CRS μπορεί να οδηγήσουν σε συστηματική φλεγμονή, δυσλειτουργία οργάνων και σε σοβαρές περιπτώσεις μπορεί να είναι απειλητική για τη ζωή.

Σήψη: Η σήψη είναι μια δυνητικά απειλητική για τη ζωή κατάσταση που εμφανίζεται όταν η απόκριση του σώματος στη μόλυνση γίνεται απορυθμισμένη. Στη σήψη, οι κυτοκίνες απελευθερώνονται σε μεγάλες ποσότητες, προκαλώντας συστηματική φλεγμονώδη απόκριση. Αυτή η υπερβολική απελευθέρωση κυτοκινών μπορεί να οδηγήσει σε ανεπάρκεια πολλαπλών οργάνων και άλλες επιπλοκές.

Αυτοάνοσα νοσήματα και κυτοκίνες

Ρευματοειδής αρθρίτιδα (ΡΑ): Η ΡΑ είναι μια αυτοάνοση νόσος που χαρακτηρίζεται από χρόνια φλεγμονή των αρθρώσεων. Στη ρευματοειδή αρθρίτιδα, οι προφλεγμονώδεις κυτοκίνες όπως ο παράγοντας νέκρωσης όγκου-άλφα (TNF-άλφα), η ιντερλευκίνη-1 (IL-1) και η ιντερλευκίνη-6 (IL-6) παράγονται σε υπερβολικές ποσότητες. Αυτές οι κυτοκίνες συμβάλλουν στη φλεγμονή των αρθρώσεων, στην καταστροφή του χόνδρου και των οστών και σε άλλα συμπτώματα που σχετίζονται με τη νόσο.

Φλεγμονώδης νόσος του εντέρου (IBD): Η IBD περιλαμβάνει καταστάσεις όπως η νόσος του Crohn και η ελκώδης κολίτιδα, που περιλαμβάνουν χρόνια φλεγμονή του γαστρεντερικού σωλήνα. Τα αυξημένα επίπεδα κυτοκινών, συμπεριλαμβανομένου του TNF-alpha, της ιντερλευκίνης-6 (IL-6) και της ιντερλευκίνης-17 (IL-17), παίζουν σημαντικό ρόλο στη φλεγμονή που παρατηρείται στην IBD.

Σύνδρομο καταιγίδας κυτοκινών

Το σύνδρομο καταιγίδας κυτοκινών αναφέρεται σε μια σοβαρή και ανεξέλεγκτη ανοσοαπόκριση που μπορεί να συμβεί ως απόκριση σε διάφορους παράγοντες ενεργοποίησης, όπως ιογενείς λοιμώξεις (π.χ. COVID-19), ορισμένοι καρκίνοι και αυτοάνοσες ασθένειες. Κατά τη διάρκεια μιας καταιγίδας κυτοκινών, υπάρχει μια μαζική απελευθέρωση προφλεγμονωδών κυτοκινών, συμπεριλαμβανομένης της ιντερλευκίνης-6 (IL-6), της ιντερλευκίνης-1 βήτα (IL-1β) και της ιντερλευκίνης-18 (IL-18). Αυτή η υπερβολική απελευθέρωση κυτοκινών μπορεί να οδηγήσει σε εκτεταμένη βλάβη των ιστών και σε ανεπάρκεια οργάνων.

Αυτά είναι μόνο μερικά παραδείγματα ασθενειών όπου οι κυτοκίνες μπορούν να αυξηθούν δραματικά. Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι οι συγκεκριμένες κυτοκίνες που εμπλέκονται και τα επίπεδά τους μπορεί να διαφέρουν ανάλογα με τη νόσο ή την πάθηση. Τα αυξημένα επίπεδα κυτοκινών μπορεί να συμβάλλουν στην παθολογία αυτών των ασθενειών και συχνά αποτελούν στόχο θεραπευτικών παρεμβάσεων για τη ρύθμιση της ανοσολογικής απόκρισης.

Μπορούν να ελεγχθούν οι κυτοκίνες σε εργαστήριο;

Οι κυτοκίνες μπορούν να ελεγχθούν σε εργαστηριακό περιβάλλον. Διάφορες τεχνικές και δοκιμασίες είναι διαθέσιμες για τη μέτρηση των επιπέδων κυτοκίνης σε βιολογικά δείγματα, όπως αίμα, ορός, πλάσμα ή υπερκείμενα ιστοκαλλιέργειας. Αυτές οι δοκιμές εκτελούνται συχνά χρησιμοποιώντας ανοσοπροσδιορισμούς που βασίζονται σε συγκεκριμένα αντισώματα που μπορούν να ανιχνεύσουν και να ποσοτικοποιήσουν τις κυτοκίνες.

Υπάρχουν διάφορες μέθοδοι για τη μελέτη των κυτοκινών:

Ενζυμική ανοσοπροσροφητική δοκιμασία (ELISA): Η ELISA είναι μια ευρέως χρησιμοποιούμενη τεχνική που χρησιμοποιεί ειδικά αντισώματα για τη σύλληψη και την ανίχνευση κυτοκινών. Επιτρέπει την ποσοτική μέτρηση των επιπέδων κυτοκίνης σε ένα δείγμα.

Δοκιμασίες Multiplex: Οι δοκιμές Multiplex επιτρέπουν την ταυτόχρονη μέτρηση πολλαπλών κυτοκινών σε ένα μόνο δείγμα. Αυτές οι δοκιμασίες χρησιμοποιούν συστοιχίες ή μικροσυστοιχίες που βασίζονται σε σφαιρίδια, επιτρέποντας την αξιολόγηση πολλαπλών κυτοκινών με τρόπο υψηλής απόδοσης.

Κυτταρομετρία ροής: Η κυτταρομετρία ροής μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αξιολόγηση της παραγωγής κυτοκίνης σε επίπεδο μονοκυττάρου. Αυτή η τεχνική περιλαμβάνει τη χρώση των κυττάρων με σημασμένα με φθορισμό αντισώματα έναντι συγκεκριμένων κυτοκινών, επιτρέποντας την ανίχνευση και τον ποσοτικό προσδιορισμό τους.

Μέθοδοι που βασίζονται σε PCR: Τεχνικές αλυσιδωτής αντίδρασης πολυμεράσης (PCR), όπως PCR αντίστροφης μεταγραφής (RT-PCR) ή ποσοτική PCR (qPCR), μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη μέτρηση των επιπέδων γονιδιακής έκφρασης των κυτοκινών. Αυτό παρέχει πληροφορίες για τα επίπεδα mRNA των κυτοκινών, τα οποία μπορεί να είναι ενδεικτικά της παραγωγής τους.

Τι πληροφορίες παρέχει η έρευνα;

Ο έλεγχος κυτοκίνης στο εργαστήριο μπορεί να παρέχει πολύτιμες πληροφορίες σχετικά με την ανοσολογική απόκριση και την παρουσία φλεγμονής ή δυσρύθμισης σε διάφορες ασθένειες και καταστάσεις. Μπορεί να βοηθήσει στη διάγνωση ορισμένων διαταραχών του ανοσοποιητικού συστήματος, στην παρακολούθηση της εξέλιξης της νόσου. Επίσης για την αξιολόγηση της αποτελεσματικότητας της θεραπείας και τον εντοπισμό πιθανών θεραπευτικών στόχων. Για παράδειγμα, η μέτρηση των επιπέδων κυτοκίνης σε ασθενείς που υποβάλλονται σε ανοσοθεραπεία ή σε άτομα με αυτοάνοσα νοσήματα μπορεί να βοηθήσει στην ενημέρωση των αποφάσεων θεραπείας.

Ο έλεγχος κυτοκίνης πραγματοποιείται συνήθως σε κλινικό ή ερευνητικό εργαστήριο και απαιτεί εξειδικευμένο εξοπλισμό και τεχνογνωσία. Η ερμηνεία των επιπέδων κυτοκίνης πρέπει να γίνεται σε συνδυασμό με άλλες κλινικές πληροφορίες και στο πλαίσιο της συγκεκριμένης νόσου ή κατάστασης που ερευνάται.

Editor Diana Todorova

Εικόνες: Freepik