fagolisosom adalah kompartemen selular yang hasil dari perpaduan dari phagosome dengan lisosom, dengan tidak adanya autophagy; meskipun fagosom juga bisa menyatu dengan endosom, sebelum menyatu dengan lisosom.
Fagosom adalah kompartemen yang dikelilingi oleh membran tunggal, yang terbentuk sebagai hasil dari fagositosis. Fagosom yang baru terbentuk mengalami proses yang disebut pematangan, yang melibatkan fusi ke lisosom. Fenomena ini menghasilkan fagolisosom yang matang, yang bagian dalamnya bersifat asam dan sangat hidrolitik.
Sumber: GrahamColm di Wikipedia bahasa Inggris [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)]
Sel yang berspesialisasi dalam fagositosis, seperti makrofag dan neutrofil, menghancurkan patogen yang memasuki sel dan mengeluarkan sitokin pro-inflamasi. Contoh-contoh ini menyoroti pentingnya fagolisosom.
Indeks artikel
Karakteristik
Fagolisosom memiliki ciri-ciri sebagai berikut:
– Mereka memiliki pH asam (sekitar pH 5). Mirip dengan lisosom dan endosom, pH diatur melalui kompleks pompa proton ATPase-V. PH asam menciptakan lingkungan yang tidak ramah untuk patogen, mendukung dismutasi superoksida, dan merupakan pH optimal untuk enzim hidrolitik.
PH dalam fagolisosom telah ditentukan dengan metode yang berbeda. Salah satunya adalah dengan menggunakan pewarna seperti acridine orange, yang fluoresensinya tergantung pada pH.
– Aktivitas hidrolitik yang tinggi dari enzim yang mendegradasi protein (cathepsins), lipid dan gula (beta-galactosidase). Misalnya, dalam makrofag, lisozim membantu menurunkan tulang punggung peptidoglikan bakteri.
Salah satu metode untuk mendeteksi aktivitas enzim terdiri dari partikel pelabelan, yang akan difagositosis, dengan substrat yang mengubah sifat fluoresennya setelah katalisis. Metode ini digunakan untuk mengukur radikal bebas oksigen (ROS).
– Ledakan aktivitas superoksida. NADPH oksidase berpartisipasi dalam pembentukan radikal superoksida (O 2 • – ), yang diubah menjadi hidrogen peroksida (H 2 O 2 ) oleh superoksida dismutase.
Selain itu, superoksida bergabung dengan oksida nitrat dan membentuk peroksinitrit, yang memiliki aktivitas antimikroba.
Biogenesis
Sel mamalia memiliki sejumlah besar jenis sel yang melakukan fagositosis. Proses ini diawali dengan interaksi ligan pada permukaan reseptor. Ligan dapat berupa bakteri atau sel apoptosis. Reseptor yang terikat pada ligan diinternalisasi dalam bentuk vesikel, yang disebut fagosom.
internalisasi kebutuhan kinase aktivasi dan perubahan metabolisme fosfolipid, antara acara lainnya. Namun, fagosom tidak mendegradasi ligan. Pemberian aktivitas litik ke fagosom tergantung pada interaksinya dengan lisosom.
Bukti eksperimental menunjukkan bahwa fagosom yang baru terbentuk, disebut fagosom awal, secara istimewa berinteraksi dengan endosom. Fagosom mengekspresikan sinyal yang memicu dan memandu fusi mereka ke unsur jalur endositik.
Buktinya adalah bahwa fagosom awal mengandung komponen membran plasma dan protein endosom yang khas, seperti reseptor transferin (TfRs), EEA1, Rab5, Rab 7.
Fusi fagosom awal dengan lisom dapat diverifikasi oleh komposisi proteinnya. Dalam hal ini, fagolisom memiliki protein LAMP dan cathepsin D.
Regulasi pematangan fagosom sangat kompleks dan bergantung pada protein penukar nukleotida guanin (GEF), protein hidrolisis GTP (GAP), di antara efektor lainnya.
Fitur
Fagosit, atau sel yang melakukan fagositosis, diklasifikasikan sebagai fagosit dengan kemampuan fagositosis rendah (non-profesional), sedang (para-profesional), dan tinggi (profesional). Neutrofil dan makrofag adalah fagosit profesional dari sistem kekebalan.
Fagosit ini bertanggung jawab untuk menjebak dan menghancurkan sel inang yang mengalami apoptosis, partikel kontaminasi, dan organisme dengan potensi patogen.
Neutrofil dan makrofag membunuh mikroba yang difagositosis. Kematian mikroba dilakukan melalui urutan langkah-langkah, yaitu sebagai berikut:
– Aktivasi enzim proteolitik, seperti elastase. Enzim terakhir ini adalah protease serin, yang terlibat dalam kematian banyak jenis bakteri. Protein lain yang terlibat adalah cathepsin G.
– Aktivasi sistem oksidase fagosit, yang merupakan enzim multimerik yang ditemukan di membran fagolisosom. Oksidase fagosit diinduksi dan diaktifkan oleh rangsangan, seperti sinyal IFN-gamma dan TLR. Enzim ini mereduksi ROS menggunakan NADPH sebagai substrat donor elektron.
– Makrofag menghasilkan oksida nitrat melalui sintase oksida nitrat yang dapat diinduksi. Enzim ini mengkatalisis konversi arginin menjadi citrulline dan oksida nitrat, yang bereaksi dengan superoksida untuk membentuk peroksinitril, racun kuat yang membunuh mikroba.
penyakit
Ada minat yang berkembang dalam mempelajari penyakit genetik yang berhubungan dengan cacat pada fagositosis. Selain minat ini, kekhawatiran telah dikemukakan tentang resistensi antibiotik pada bakteri, yang memiliki cara untuk mencegah kematian di dalam fagosit.
Oleh karena itu, studi tentang sistem kekebalan dan interaksinya dengan mikroba patogen akan memungkinkan pengembangan strategi antimikroba baru.
Penyakit granulomatosa kronis
Penyakit granulomatosa kronis (CGD) disebabkan oleh defisiensi imun yang menyebabkan pasien sering menderita infeksi yang disebabkan oleh bakteri dan jamur. Mikroba yang paling umum adalah Staphylococcus aureus , dan spesies dari genus Aspergillus , Klebsiella, dan Salmonella .
Gejala
Pasien dengan CGD menunjukkan kondisi inflamasi, yang ditandai dengan adanya granuloma, kolitis, artritis non-infeksi, osteomielitis, dan akses peri-rektal, di antara gejala lainnya.
Peradangan disebabkan oleh defisiensi pertahanan autofagik terhadap mikroba. Akibatnya, IL-1beta dilepaskan dan regulasi sel T buruk.
CGD terjadi sebagai akibat dari defisiensi enzim NADPH oksidase pada leukosit. NADPH oksidase memiliki lima komponen (gp91, p22, p47, p67 dan p40). Mutasi yang paling umum adalah pada gen CYBB, yang mengkode gp91.
Mutasi yang lebih jarang terjadi pada gen NCF1, yang mengkode p47, dan mutasi paling langka terjadi pada gen NCF2, yang mengkode p67.
Perlakuan
Penyakit ini biasanya diobati dengan antibiotik dan antijamur. Pengobatan terhadap bakteri gram negatif termasuk kombinasi ceftazidime dan carbapene. Sedangkan jamur diobati dengan triazol oral, seperti itrakonazol dan posakonazol.
Selama periode bebas infeksi, penggunaan trimetopin-sulfametoksazol bersama dengan antijamur seperti itrakonazol dianjurkan.
Referensi
- Abbas, AK, Lichtman, AH dan Pillai, S. 2007. Imunologi Seluler dan Molekuler. Saunders Elsevier, AS.
- Kinchen, JK & Ravichandran, KS 2008. Pematangan fagosom: melalui uji asam. Biologi Sel Molekul Tinjauan Alami, 9: 781–795.
- Klionsky, DJ, Eskelinen, EL, Deretic, V. 2014. Autophagosomes, phagosomes, autolysosomes, phagolysosomes, autophagolysosomes… Tunggu, saya bingung. Autofagi, 10: 549–551.
- Roos, D. 2016. Penyakit granulomatosa kronis. Buletin Medis Inggris, 118: 53–66.
- Russell, D., Glennie, S., Mwandumba, H., Heyderman, R. 2009. Makrofag berbaris pada fagosomnya: uji dinamis fungsi fagosom. Tinjauan Imunologi Alami, 9: 594–600.
- Vieira, OV, Botelho, RJ Grinstein, S. 2002. Pematangan fagosom: penuaan anggun. Jurnal Biokimia, 366: 689-704.
