Katelicydyny i defensyny œwiñ* )

Transkrypt

1 20 Artyku³ przegl¹dowy Review Katelicydyny i defensyny œwiñ* ) MA GORZATA POMORSKA-MÓL, IWONA MARKOWSKA-DANIEL Zak³ad Chorób Œwiñ Pañstwowego Instytutu Weterynaryjnego Pañstwowego Instytutu Badawczego, Al. Partyzantów 57, Pu³awy Pomorska-Mól M., Markowska-Daniel I. Porcine cathelicidins and defensins Summary Hundreds of antimicrobial peptides (AMP) have been described in vertebrates, invertebrates, plants and even fungi. The present article describes the cathelicidins and defensins of pigs. Antimicrobial peptides possess direct antimicrobial activity against a wild spectrum of microorganisms (bacteria, fungi, viruses ect.) and the ability to modulate immunological response. The activity of AMP consists mainly in disrupting the microbial membrane. Defensins and cathelicidins are two main classes of AMP. To date, several AMP have been isolated from porcine tissues. The presence of AMP was confirmed in the bone marrow, tongue, trachea, kidneys, reproductive tract, urinary tract and small intestine. Porcine cathelicidins are the first cathelicidins isolated from mammals. So far, eleven porcine cathelicidins have been described: PR-39 (proline-rich 39-amino-acid peptide), PF-1 (proline-phenylalanine-rich prophenin-1), PF-2, cysteine-rich proteins called protegrins (PG) (from PG-1 to PG-5), three porcine myeloid antimicrobial peptides PMAP-23, PMAP-36 and PMAP-37. As yet, no á-defensins have been found in pigs; however, thirteen isoforms of porcine â-defensins (pbd) have been identified, including pbd-1, -2, -3, -4, -104, -108, -114, -123, -125, -126, -129 and pep2c and pep2e. In recent years, when the increasing bacterial resistance to antimicrobial agents has been observed, the studies of AMP are necessary, especially with respect to their role as an alternative to antibiotics. Keywords: antimicrobial peptides, cathelicidins, defensins, pigs W dobie intensywnego stosowania chemioterapeutyków i szybkiego narastania lekoopornoœci drobnoustrojów istnieje realna potrzeba opracowania nowych leków, które stan¹ siê skutecznym narzêdziem do walki z patogenami. Intensywnoœæ badañ w tym zakresie, w odniesieniu do zwierz¹t, uleg³a nasileniu, kiedy w 2006 r. wprowadzono zakaz stosowania antybiotykowych stymulatorów wzrostu. W ostatnich latach daje siê zauwa yæ znacz¹cy wzrost liczby publikacji dotycz¹cych naturalnych oligo- i polipeptydów o dzia³aniu przeciwdrobnoustrojowym, zwanych peptydami przeciwdrobnoustrojowymi (PPD), antybiotykami peptydowymi lub peptydami kationowymi (3, 7, 17, 18, 24, 29, 30, 32, 34). Dotychczas u krêgowców, bezkrêgowców, roœlin, a nawet grzybów zosta³o opisanych setki PPD (18, 29). Zwi¹zki te s¹ syntetyzowane i wydzielane g³ównie przez eksponowane na dzia³anie czynników zewnêtrznych komórki skóry i b³on œluzowych, w celu zapewnienia natychmiastowej odpowiedzi i obrony przeciwko patogenom. Ta miejscowa ochrona jest wzmacniana przez szereg mechanizmów wewn¹trzustrojowych, * ) Praca finansowana ze œrodków na naukê w latach jako projekt badawczy N N w tym tak e przez systemowe PPD, pochodz¹ce najczêœciej z ziarnistoœci granulocytów obojêtnoch³onnych. Funkcje peptydów przeciwdrobnoustrojowych Do PPD zalicza siê dwie g³ówne klasy, tj. defensyny i katelicydyny oraz peptydy, takie jak: histatyna, katepsyna G, azurocydyna, laktoferryna oraz wiele innych (29). Znaczna czêœæ z wymienionych bia³ek odgrywa rolê nie tylko w odpornoœci nieswoistej, ale tak e mo e wywieraæ wp³yw na procesy fizjologiczne w ustroju (27, 36). Opublikowano szereg badañ dotycz¹cych roli PPD w odpornoœci nieswoistej (1, 3, 4, 25, 31, 37). Wykazano, e ludzkie bia³ka neutrofilne w stê eniach od 10 8 do 10 9 M stymuluj¹ ekspresjê TNF-alfa oraz IL-1 beta w monocytach aktywowanych przy u yciu Staphylococcus aureus lub PMA (ester forbolu), obni aj¹c jednoczeœnie ekspresjê mrna IL-10. Wyniki te wskazuj¹, e omawiane bia³ka mog¹ odgrywaæ potencjaln¹ rolê w modulowaniu odpowiedzi zapalnej poprzez wp³yw na produkcjê niektórych cytokin. Ludzkie bia³ka neutrofilne maj¹ tak e w³aœciwoœci chemotaktyczne wobec limfocytów cytotoksycznych oraz

2 21 niedojrza³ych komórek dendrytycznych, ponadto wzmagaj¹ proliferacjê limfocytów (4). Oczyszczone i syntetyczne á-defensyny hamuj¹ in vitro replikacjê wirusa nabytego braku odpornoœci (HIV) (9). Bia³ka przeciwdrobnoustrojowe wykazuj¹ bezpoœredni¹ aktywnoœæ w stosunku do szerokiego spektrum drobnoustrojów oraz zdolnoœæ do modulowania odpowiedzi immunologicznej przeciwko bakteriom, grzybom, paso ytom, a nawet wirusom (7, 29, 37). Immunomodulacyjne w³aœciwoœci PPD s¹ zwi¹zane miêdzy innymi ze zdolnoœci¹ do indukcji chemotaksji komórek bior¹cych udzia³ w odpowiedzi immunologicznej. Bia³ka przeciwdrobnoustrojowe s¹ chemoatraktantami dla wielu komórek uk³adu odpornoœciowego. Ludzkie bia³ka neutrofilne s¹ czynnikiem chemotaktycznym dla makrofagów, monocytów, limfocytów T oraz niedojrza³ych komórek dendrytycznych. Bia³ko przeciwdrobnoustrojowe PR-39, wystêpuj¹ce u œwiñ, jest chemoatraktantem dla neutrofili. Nasilenie procesu migracji neutrofili jest uzale nione od dawki. Najsilniejsz¹ odpowiedÿ obserwuje siê przy stê eniach 0,5-2 µm (11). Ponadto wykazano, e PPD posiadaj¹ zdolnoœæ aktywacji komórek prezentuj¹cych antygen oraz indukcji syntezy glikokortykosteroidów, stymulacji fagocytozy, degranulacji mastocytów, aktywacji dope³niacza oraz wp³yw na sekrecjê interleukiny 8 przez komórki nab³onka pêcherzyków p³ucnych, komórki nab³onka oskrzeli oraz monocyty (11, 29, 37). Wynika z tego, e PPD, poza bezpoœrednim dzia³aniem efektorowym, jako sk³adniki odpornoœci nieswoistej stanowi¹ pomost pomiêdzy odpornoœci¹ wrodzon¹ a nabyt¹. Ponadto wykazano stymuluj¹cy wp³yw omawianych bia³ek na wzrost zwierz¹t (7). Mechanizm przeciwdrobnoustrojowego dzia³ania PPD Aktywnoœæ przeciwdrobnoustrojow¹ wybranych PPD przedstawiono w tabeli 1. Mechanizm ich dzia- ³ania polega g³ównie na dezintegracji œciany komórkowej drobnoustrojów. Co istotne, PPD nie dzia³aj¹ na b³ony komórkowe gospodarza (32, 34). Wynika to ze specyfiki ich budowy, a konkretnie z kationowego charakteru PPD, który umo liwia ich oddzia³ywanie z ujemnie na³adowan¹ powierzchni¹ œciany, jak¹ maj¹ m.in. bakterie. Peptydy antydrobnoustrojowe s¹ syntetyzowane w postaci trzydomenowego propeptydu z N-koñcow¹ sekwencj¹ sygna³ow¹, fragmentem anionowym oraz C-koñcow¹, dojrza³¹, kationow¹ defensyn¹ (34). Opisano kilka mechanizmów przenikania PPD przez b³onê cytoplazmatyczn¹, wœród nich tzw. mechanizm klepek beczki (barrel stave), ³¹cz¹cych siê kana³ów, dywanowy (carpet) oraz robakowego zagiêcia b³ony (9, 34, 37). Wszystkie te mechanizmy poprzez tworzenie kana³ów i szczelin doprowadzaj¹ w konsekwencji do przerwania ci¹g³oœci b³ony cytoplazmatycznej mikroorganizmów. Bia³ka przeciwdrobnoustrojowe mog¹ tak e aktywowaæ czynniki zewn¹trzkomórkowe, tj.: autolizyny, wp³ywaæ na syntezê Tab. 1. Aktywnoœæ przeciwbakteryjna wybranych peptydów przeciwdrobnoustrojowych trzody chlewnej (26) PPD PR-39 Profeniny PMAP-23 PMAP-36 PMAP-37 Protegryny pbd-1 pbd-2 D robnoustrój MIC (µm) Choleraesuis Streptococcus suis Pasteurella multocida Leptospiras interrogans Bordetella pertussis Erysipelothrix rhusiopathiae 0,3-1,0 0,125-2,1 0,8 > 13,6 1,2 > 1,2 2,0-4,0 8,0 4,3-6,8 0,5-1,0 1,0 1,0-4,0 1,0-2,0 4,0 2, ,4-2,9 0,03-0,04 2,0-100 (MBC) 5,8 0,4 0,24-1,2 (ED99) > 9,7 (ED99) (ED99) 4-8 Objaœnienia: PPD peptydy przeciwdrobnoustrojowe; MIC minimalne stê enie hamuj¹ce wzrost drobnoustrojów; MBD minimalne stê enie bakteriobójcze; ED99 99% dawka efektywna (dawka, która powoduje za³o ony efekt w 99% przypadków) bia³ek drobnoustroju (np. peryplazmatycznej â-galaktozydazy) oraz indukowaæ degradacjê bia³ek koniecznych do replikacji DNA patogenu (3). Defensyny s¹ to kationowe bia³ka o dzia³aniu przeciwdrobnoustrojowym, zawieraj¹ce od 29 do 42 aminokwasów (15, 25). Najczêœciej maj¹ one strukturê arkusza beta (â-sheet), stabilizowan¹ trzema mostkami dwusiarczkowymi. Ich ciê ar cz¹steczkowy waha siê od 3,5 do 4,5 kda. Na podstawie obecnoœci okreœlonej liczby cystein i mostków dwusiarczkowych wyró nia siê trzy rodzaje defensyn: á, â i è. Od œwiñ wyizolowano dotychczas i opisano jedynie defensyny â. Defensyny â maj¹ d³ugoœæ od 36 do 42 aminokwasów, a ich mostki siarczkowe rozmieszczone s¹ w pozycjach C1-C5, C2-C4, C3-C6 (32). Defensynê â po raz pierwszy wyizolowano od byd³a, z nab³onka wyœcie³aj¹cego tchawicê i nazwano j¹ TAP (tracheal antimicrobial peptide) (6). Bia³ko to zawiera³o w swej budowie 6 cystein zwi¹zanych mostkami dwusiarczkowymi. W póÿniejszym czasie wyizolowano defensyny â tak e z neutrofilów byd³a. Okaza³y siê one homologiczne do wczeœniej wyizolowanego peptydu TAP (32). Defensyny s¹ wytwarzane 100 razy szybciej ni immunoglobuliny (1). Oprócz dzia³ania przeciwdrobnoustrojowego wykazuj¹ tak e szereg innych

3 22 w³aœciwoœci, w tym: hamowanie produkcji kortyzolu, hamowanie fibrynolizy, mitogenne dzia³anie na fibroblasty, dzia³anie chemotaktyczne na niedojrza³e komórki dendrytyczne, neutrofile i komórki T pamiêci immunologicznej (10, 17, 25, 26, 32, 33). Katelicydyny s¹ peptydami kationowymi wykazuj¹cymi dzia³anie podobne do defensyn, jednak ich budowa jest o wiele bardziej zró nicowana. W obrêbie katelicydyn wyró nia siê bia³ka o strukturze á-helikalnej, rozci¹gniêtej (extender), pêtli (loop) oraz arkusza beta, z 2-3 mostkami dwusiarczkowymi tzw. protegryny. Nazwa tej grupy wywodzi siê od kateliny, bia³ka wystêpuj¹cego w leukocytach œwiñ (26). Dotychczas katelicydyny zosta³y opisane jedynie u ssaków, w tym u: ludzi, ma³p, koni, byd³a, owiec, kóz, œwiñ, królików oraz myszy i œwinek morskich. Du e ich iloœci potwierdzono w ziarnistoœciach neutrofilów oraz w komórkach naskórka (25). Katelicydyny wykazuj¹ dzia³anie bójcze wobec szeregu drobnoustrojów (25, 32). Katelicydyny s¹ kodowane w genomie jako propeptydy. Propeptyd najczêœciej pozbawiony jest w³aœciwoœci bakteriobójczych. Anionowy prosegment zachowuje propeptyd w formie nieaktywnej podczas wewn¹trzkomórkowego transportu i przechowywania. Katelicydyny wystêpuj¹ wiêc w ustroju w postaci prekursorowej (proforma), a proces przekszta³cania w formê PPD jest zwi¹zany z proteolitycznym usuniêciem regionu pro podczas degranulacji aktywowanych neutrofilów (25). Jak wykaza³y szczegó³owe badania, u trzody chlewnej za przekszta³cenie formy prokatelicydyny we w³aœciwy PPD odpowiada elastaza, natomiast u ludzi proteaza-3 (20). Niektóre PPD s¹ jednak uwalniane do osocza tak e w postaci propeptydów, jak ma to miejsce w przypadku proformy baktenecyny 7 (probac 7). Ponadto potwierdzono, e bia³ko probac 7 jest czynnikiem chemotaktycznym dla monocytów oraz hamuje aktywnoœæ neutrofilów (31). Podobnie jak defensyny, katelicydyny charakteryzuj¹ siê szerokim spektrum dzia³ania przeciwdrobnoustrojowego (25). Ponadto, co potwierdzono w przypadku katelicydyn ludzkich i króliczych, maj¹ one zdolnoœæ wi¹zania liposacharydu (LPS) oraz neutralizowania in vitro niektórych efektów jego dzia³ania. Wykazuj¹ tak- e zdolnoœæ ochrony przed niekorzystnym dzia³aniem LPS, co wykazano na modelu mysim (14). Katelicydyny trzody chlewnej aktualny stan wiedzy Z tkanek trzody chlewnej wyizolowano dotychczas kilkanaœcie PPD. Ich obecnoœæ potwierdzono m.in. w szpiku, tkankach jêzyka, w tchawicy, nerkach, uk³adzie rozrodczym i moczowym oraz w jelitach cienkich (2). Katelicydyny trzody chlewnej nale ¹ do pierwszych katelicydyn wyizolowanych od ssaków (2, 25). Dotychczas opisano 11 bia³ek z tej grupy: PR-39 (proline-rich 39-amino-acid peptide), PF-1 (proline-phenylalanine-rich prophenin-1), PF-2, bogate w cysteinê bia³ka tzw. protegryny (PG) (od PG-1 do PG-5), trzy katelicydyny szpikowe (porcine myeloid antimicrobial peptide) PMAP-23, PMAP-36 i PMAP-37. Katelicydyna PR-39 zosta³a wyizolowana z przedniego odcinka jelita cienkiego (ekstrakt) oraz z ziarnistoœci neutrofilów (2). Wykazano, e PR-39 mo e indukowaæ syntezê syndekanu-1 i syndekanu-4 (proteoglikany zwi¹zane z b³onami komórkowymi), czynników bior¹cych udzia³ m.in. w gojeniu ran (8). W badaniach przeprowadzonych przez Huang i wsp. (11) wykazano, e PR-39 w stê eniach od 0,5 do 2 µm mo e byæ czynnikiem chemotaktycznym dla granulocytów obojêtnoch³onnych, natomiast w stê eniach nieznacznie wy szych mo e hamowaæ aktywnoœæ NADPH fagocytów. W badaniach in vitro oraz in vivo prowadzonych z wykorzystaniem myszy wykazano, e PR-39 stymuluje angiogenezê (16). Mechanizm dzia³ania przeciwbakteryjnego PR-39 nie jest zwi¹zany z liz¹ komórki docelowej, pomimo e katelicydyna ta wykazuje zdolnoœæ migracji przez b³ony biologiczne i penetrowania do wnêtrza komórki (26). PR-39 dzia³a poprzez inhibicjê oksydazy NADPH, blokowanie HIF-1á (hypoxia inducible factor-1á) oraz indukcjê ekspresji syndekanów (17, 33). Du a zawartoœæ proliny powoduje, e peptyd ten jest stosunkowo oporny na degradacjê w wyniku dzia³ania proteaz, elastaz czy aminopeptydaz (25). Ekspresja katelicydyny PR-39 w narz¹dach mieloidalnych i limfatycznych u œwiñ wydaje siê zale na od wieku zwierz¹t (25, 35). Profeniny 1 i 2 zosta³y wyizolowane z leukocytów oraz z tkanki p³ucnej trzody chlewnej i opisane jako PF-1 (79 aminokwasów) oraz PF-2 (80 aminokwasów). Dodatkowo wyró nia siê dwie izoformy PF-2. Nale ¹ one do katelicydyn o strukturze helikalnej rozci¹gniêtej. Ich mechanizm dzia³ania jest analogiczny jak w przypadku PR-39. Protegryny s¹ krótkimi peptydami, zawieraj¹cymi od 16 do 18 aminokwasów. Wykazuj¹ one szerokie spektrum aktywnoœci przeciwbakteryjnej (38). Ich budowa zbli ona jest do struktury defensyn (26). Poniewa dotychczas nie potwierdzono u œwin wystêpowania á-defensyn, spekuluje siê, e protegryny mog¹ byæ odpowiednikami tych zwi¹zków u trzody chlewnej i zapewne z tego powodu s¹ one okreœlane przez niektórych autorów mianem minidefensyn (5). Dotychczas u œwiñ potwierdzono wystêpowanie 5 protegryn. Protegryny spe³niaj¹ rolê przeciwendotoksyczn¹ (10, 21). Maj¹ zdolnoœæ interakcji z lipidem A oraz LPS, co mo e byæ wykorzystane w terapii wstrz¹su septycznego. Katelicydyny PMAP nale ¹ do katelicydyn o strukturze á-helikalnej (23). Na podstawie przepisania puli RNA (pochodz¹cego ze szpiku kostnego œwiñ) na cdna zidentyfikowano trzy PMAP: PMAP-23, PMAP-36, PMAP-37. Liczba umieszczona w nazwie danego bia³ka oznacza liczbê aminokwasów wchodz¹cych w jego sk³ad. Wszystkie trzy peptydy maj¹ struk-

4 23 turê á-helisy oraz konformacjê amfipatyczn¹. Charakteryzuj¹ siê silnymi w³aœciwoœciami przeciwbakteryjnymi (MIC 1-5 µg/ml) (26). Potwierdzono, e PMAP- -23 oddzia³uje na komórkê bakteryjn¹ poprzez interakcjê z b³on¹ komórkow¹ drobnoustroju, doprowadzaj¹c do jej uszkodzenia (26). Peptyd ten wykazuje tak e w³aœciwoœci przeciwgrzybicze i przeciwp³aziñcowe (22). â-defensyny trzody chlewnej aktualny stan wiedzy Jak ju wspomniano, u trzody chlewnej dotychczas nie potwierdzono wystêpowania á-defensyn. Zidentyfikowano natomiast 13 izoform â-defensyn (pbd), w tym: pbd-1, -2, -3, -4, 104, -108, -114, -123, -125, -126, -129 oraz pep2c i pep2e (26). Niestety, wiêkszoœæ z nich nie zosta³a jeszcze dobrze poznana. Ekspresjê œwiñskiej pbd-1 potwierdzono w komórkach nab³onka jêzyka, uk³adu oddechowego oraz przewodu pokarmowego, a tak e w innych narz¹dach. Co interesuj¹ce, nie wykryto ekspresji tego bia³ka w jednoj¹drzastych komórkach krwi obwodowej (PBMC). Bia³ko pbd-1 wykazuje bezpoœredni¹ aktywnoœæ bójcz¹ w stosunku do wielu patogenów, w tym: Listeria monocytogenes, Candida albicans,, Streptococcus suis, Actinobacillus pleuropneumoniae. Ponadto wykazano, e moduluje ona aktywnoœæ PBMC i komórek jednoj¹drzastych z wêz³ów ch³onnych (7). W badaniach przeprowadzonych przez Elahi i wsp. (7) analizowano ochronn¹ rolê pbd-1, która jest homologiem ludzkiej â-defensyny-2, w przebiegu infekcji wywo³ywanej przez Bordetella pertussis. Badania zosta³y przeprowadzone na modelu œwiñskim z u yciem prosi¹t noworodków, które s¹ w pe³ni wra liwe na zaka enia B. pertussis. Stwierdzono, e prosiêta w wieku powy ej 4 tygodni nie by³y podatne na zaka- enie tym patogenem, a opornoœæ by³a wynikiem ekspresji pbd-1 w górnych drogach oddechowych starszych prosi¹t. Potwierdzono silne dzia³anie przeciwbakteryjne pbd-1 in vitro w stosunku do B. pertussis. Ponadto okaza³o siê, e podanie zwierzêtom doœwiadczalnym bezpoœrednio do drzewa oskrzelowego pbd-1 w iloœci 500 µg by³o wystarczaj¹ce do zabezpieczenia prosi¹t przed zachorowaniem. Co szczególnie interesuj¹ce, pbd-1 nie wykazuje in vitro adnej aktywnoœci bójczej w stosunku do B. bronchiseptica, patogenu trzody chlewnej. Przeprowadzone badania wykaza³y potencjaln¹ mo liwoœæ u ycia pbd-1 w terapii krztuœca u ludzi, szczególnie niebezpiecznego dla niemowl¹t i dzieci. Opornoœæ drobnoustrojów na defensyny i katelicydyny Opornoœæ bakterii na PPD narasta bardzo powoli. Je eli porównamy okres kontaktu mikroorganizmów z defensynami i katelicydynami (istniej¹ tak d³ugo, jak d³ugo istniej¹ organizmy je wytwarzaj¹ce) do okresu kontaktu z antybiotykami po ich wprowadzeniu do lecznictwa oraz czêstotliwoœæ tych oddzia³ywañ, oka- e siê, e opornoœæ na PPD w zasadzie nie istnieje lub jest minimalna, podczas gdy szereg antybiotyków jest dziœ nieskutecznych. Jednym z mechanizmów, który potencjalnie mo e spowodowaæ opornoœæ bakterii na PPD, jest zmiana polaryzacji b³ony drobnoustrojów. Je eli dojdzie do modyfikacji anionowych sk³adników œciany komórkowej na kationowe, PPD przestan¹ byæ skuteczne. Dotychczas potwierdzono wystêpowanie tego zjawiska u drobnoustrojów z rodzaju Staphylococcus i (19, 23). U gronkowca z³ocistego potwierdzono tak e inny sposób obrony przed defensynami. Bakteria ta wytwarza stafylokinazy, które indukuj¹ wydzielanie á-defensyn z jednoj¹drzastych komórek krwi obwodowej, a nastêpnie wi¹ ¹ siê z nimi w nieaktywne kompleksy (13). W badaniach in vitro i in vivo potwierdzono, e patogenne szczepy pa³eczek Shigella maj¹ zdolnoœæ obni ania w komórkach nab³onka okrê nicy ekspresji mrna dla ludzkiej katelicydyny LL-37 oraz ludzkiej â-defensyny 1, a tym samym zmniejszenia produkcji tego bia³ka (12). Wykazano ponadto, e niektóre bakterie, maj¹ce otoczkê polisacharydow¹ (np. Klebsiella pneumoniae), mog¹ byæ oporne na dzia³anie PPD. Kolejnym mo liwym mechanizmem nabywania opornoœci na PPD jest produkcja enzymów maj¹cych zdolnoœæ degradacji tych biologicznie aktywnych zwi¹zków (28). Zjawisko takie potwierdzono u bakterii z rodzaju Proteus,, Pseudomonas, Enterococcus i Streptococcus (28). Pomimo wspomnianych powy ej ograniczeñ, PPD mog¹ okazaæ siê cenn¹ alternatyw¹, zarówno dla antybiotykowych stymulatorów wzrostu, jak i dla terapii antybiotykami u zwierz¹t. Poza skutecznoœci¹ i powolnym narastaniem opornoœci na PPD, niew¹tpliw¹ zalet¹ tych substancji by³by tak e brak koniecznoœci wyznaczania okresu karencji, gdy s¹ to zwi¹zki naturalnie wystêpuj¹ce w organizmach zwierz¹t rzeÿnych. Niew¹tpliwie do osi¹gniêcia tego hipotetycznego celu jest jeszcze bardzo daleka droga. Wydaje siê jednak, e temat ten jest szczególnie interesuj¹cy w dobie narastaj¹cej opornoœci bakterii na stosowane œrodki przeciwdrobnoustrojowe oraz w kontekœcie dba³oœci o ochronê tych antybiotyków, które s¹ jeszcze skuteczne. Piœmiennictwo 1.Bevins C. L.: The peneth cell and innate immune response. Curr. Opin. Gastroenterol. 2004, 20, Boman H. G.: Peptide antibiotic and their role in the innate immunity. Annu. Rev. Immunol 1995, 13, Brogden K. A.: Antimicrobial peptides: pore formers or metabolic inhibitors in bacteria? Nat. Rev. Microbiol. 2005, 3, Chaly Y. V., Paleolog E. M., Kolesnikowa T. S., Tishonov I. I., Petratchenko E. V., Voitenok N. N.: Neutrophil alpha-defensin human neutrophil peptide modulates cytokine production in human monocytes and adhesion molecule expression in endothelial cells. Eur. Cytokine Netw. 2000, 11, Cole A. M., Lehrer R. I.: Minidefensins: antimicrobial peptides with activity against HIV-1. Curr. Pharm. Des. 2003, 9, Diamond G., Zasloff M., Eck H., Brasseur M., Maloy W. L., Bevins C. J.: Tracheal antimicrobial peptide, a novel cysteine-rich peptide form mamma-

5 24 lian tracheal mucosa: peptide isolation and cloning of a cdna. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1991, 88, Elahi S., Buchanan R. M., Attah-Poku S., Townsend H. G. G., Babiuk L. A., Gerdts V.: The host defense peptide beta-defensin 1 confers protection against Bordetella pertussis in newborn piglets. Infection and immunity 2006, 74, Gallo R. L., Ono M., Povsic T., Page C., Erickson E., Klagsburn M., Bernifield M.: Syndecans, cell surface heparin sulfate proteoglycans, are induced by a proline-rich antimicrobial peptide from wounds. Proc. Natl Acad. Sci. USA 1994, 91, Ganz T.: Immunology. Versatile defensins. Science 2002, 298, Giacometti A., Cirioni O., Ghisellii R., Mochcegiani F., Viticchi C., Orlando F.: Antiendotoxin activity of protegrin analog IB-367 alone or in combination with piperacillin in different animal models of septic shock. Peptides 2003, 24, Huang H. J., Ross C. R., Leto T. L., Blecha F.: Chemoattaractant properties of PR-39, a neutrophil antibacterial peptide. J. Leukoc. Biol. 1997, 61, Islam D., Bandholtz L., Nilsson J., Wigzell H., Christensson B., Agerberth B., Gudmundsson G.: Downregulation of bactericidal peptides in enteric infections: a novel immune escape mechanism with bacterial DNA as a potential regulator. Nat. Med. 2001, 7, Jin T., Bokarewa M., Foster T., Mitchell J., Higgins J., Tarkowski A.: Staphylococcus aureus resists human defensins by producing staphylokinase, a novel bacterial evasion mechanism. J. Immunol. 2004, 172, Larrick J. W., Hirata M., Balint R. F., Lee J., Zhong J., Wright S. C.: Human CAP18: a novel antimicrobial lipopolysaccharide-binding protein. Infect. Immun. 1995, 63, Lehrer R. I., Ganz T.: Cathelicidins: a family of endogenous antimicrobial peptides. Curr. Opin. Hematol. 2002, 9, Li J., Post M., Volk R., Gao Y., Li M., Metais C., Sato K., Tsai J., Aird W., Rosenberg R.: Pr-39, a peptide regulator of angiogenesis. Nat. Med. 2000, 6, Muinck E. D., Nagy N., Tirziu D., Murakami M., Gurusamy N., Goswami S. K., Ghatpande S., Engelman R. M., Simons M., Das D. K.: Protection against myocardial ischemia-reperfusion injury by angiogenic masterswitch protein PR-39 gene therapy: the roles of HIF 1 alpha stabilization and FGFR1 signaling. Antioxid Redox Signal 2007, 9, Mygind H., Fischer R. L., Schnorr K. M., Hansen M. T., Sönksen C. P., Ludvigsen S., Raventós D., Buskov S., Christensen B., De Maria L., Taboureau O., Yaver D., Elvig-Jørgensen S. G., Sørensen M. V., Christensen B. F., Kjærulff S., Frimodt-Moller N., Lehrer R. I., Zasloff M., Kristensen H. H.: Plectasin is a peptide antibiotic with therapeutic potential from a saprophytic fungus. Nature 2005, 437, Nizet V., Gallo R. L.: Cathelicidins and innate defense against invasive bacterial infection. Scan. J. Infect. Dis. 2003, 35, Panyutich A., Shi J., Boutz P. L., Zhao C., Ganz T.: Porcine polymorphonuclear leukocytes generate extracellular microbicidal activity by elastase- -mediated activation of secreted proprotegrins. Infec. Immunol. 1997, 65, Papo N., Shai Y.: A molecular mechanism for lipopolysaccharide protection of Gram-negative bacteria from antimicrobial peptides. J. Biol. Chem. 2005, 18, Park Y., Jang S. H., Lee D. G., Hahm K. S.: Antinematodal effect of antimicrobial peptide, PAMA-23, isolated from porcine myeloid against Caenorhabditis elegans. J. Pept. Sci. 2004, 10, Philippott M. P.: Defensins and acne. Mol. Immunol. 2003, 40, Qi S., Chen J., Guo R., Yu B., Chen D.: â-defensins gene expression in tissues of the crossbred and Tibetan pigs. Lives Sci. 2009, 123, Ramanathan B., Davis E. G., Ross C. R., Blecha F.: Cathelicidins: microbicidal activity, mechanisms of action, and roles in innate immunity. Microb. Infect. 2002, 4, Sang Y., Blecha F.: Porcine host defense peptides: Expanding repertoire and functions. Dev. Comp. Immunol. 2009, 33, Scott M. G., Hancock R. E.: Cationic antimicrobial peptides and their multifunctional role in the immune system. Crit. Rev. Immunol. 2000, 20, Schmidtchen A., Frick I. M., Andersson E., Tapper H., Bjorck L.: Proteinases of common pathogenic bacteria degrade and inactivate the antibacterial peptide LL-37. Mol. Microbiol. 2002, 422, Veldhuizen E. J. A., Dijk A., Tersteeg M. H. G., Kalkhove S. I. C., Meulen J., Niewold T. A., Haagsman H. P.: Expression of â-defensins pbd-1 and pbd-2 along the small intestinal tract of the pig: lack of upregulation in vivo upon typhimurium infection. Mol. Immunol. 2007, 44, Veldhuizen E. J., Koomen I., Ultee T., van Dijk A., Haagsman H. P.: Sallmonella serovar specific upregulation of porcine defensins 1 and 2 in a jejunal epithelial cell line. Vet. Microbiol. 2009, 136, Verbanac D., Zanetti M., Romeo D.: Chemotactic and protease-inhibiting activities of antibiotic peptide precursors. FEBS Lett. 1993, 317, Wiechu³a B. E., Tustanowski J. P., Martirosian G.: Peptydy antydrobnoustrojowe. Wiadomoœci Lekarskie 2006, LIX, Williams H. C., Griendling K. K.: NADPH oxidase inhibitors: new antihypertensive agents? Cardiovasc. Pharmacol. 2007, 50, Witkowska D., Bartyœ A., Gamian A.: Defensyny i katelicydyny jako naturalne antybiotyki peptydowe. Post. Hig. Med. Doœw. 2008, 62, Wu H., Zhang C. R., Ross C. R., Blecha F.: Cathelicidin gene expression in porcine tissues: roles in ontogeny and tissue specifity. Infect. Immun. 1999, 67, Yang D., Chertov O., Oppenheim J. J.: The role of mammalian antimicrobial peptides and proteins in awakening of innate host defenses and adaptive immunity. Cell. Mol. Life Sci. 2001, 58, Yeaman M. R., Yount N. Y.: Mechanism of antimicrobial peptides action and resistance. Pharmacol. Rev. 2003, 55, Zhao C., Ganz T., Lehrer R. I.: The structure of porcine protegrin genes. FEBS Lett. 1995, 368, Adres autora: dr Ma³gorzata Pomorska-Mól, Al. Partyzantów 57, Pu³awy; mpomorska@piwet.pulawy.pl