Chết tế bào Pyroptosis (Pyroptosis)

Cơ chế hoạt động

Pyroptosis được khởi phát bởi sự kích hoạt của các inflammasome, phức hợp protein đa phân tử trong tế bào chất. Các inflammasome được kích hoạt bởi nhiều yếu tố, bao gồm các mẫu phân tử liên quan đến mầm bệnh (PAMPs), các mẫu phân tử liên quan đến nguy hiểm (DAMPs) và các tín hiệu stress từ tế bào khác.

Một ví dụ điển hình là inflammasome NLRP3. Khi được kích hoạt, NLRP3 tập hợp thành một phức hợp, tuyển dụng protein adaptor ASC và pro-caspase-1. Sự tập hợp này dẫn đến sự tự cắt và hoạt hóa của caspase-1.

Caspase-1 hoạt hóa sau đó sẽ cắt các cytokine tiền viêm IL-1β và IL-18 thành dạng trưởng thành có hoạt tính, đồng thời cắt protein Gasdermin D (GSDMD). Phần N-terminal của GSDMD được cắt ra sẽ oligomer hóa và tạo thành các lỗ trên màng tế bào, dẫn đến sự phóng lên và cuối cùng là ly giải tế bào, giải phóng các cytokine gây viêm ra môi trường ngoại bào.

Vai trò trong hệ thống miễn dịch

Pyroptosis đóng vai trò quan trọng trong việc loại bỏ các mầm bệnh xâm nhập và các tế bào bị nhiễm bệnh. Bằng cách gây viêm, pyroptosis thu hút các tế bào miễn dịch khác đến vị trí nhiễm trùng và kích hoạt phản ứng miễn dịch mạnh mẽ để loại bỏ mầm bệnh.

Tuy nhiên, pyroptosis quá mức hoặc không được kiểm soát có thể góp phần vào sự phát triển của các bệnh lý viêm nhiễm mãn tính, bao gồm các bệnh tự miễn, bệnh tim mạch và ung thư.

So sánh với Apoptosis

Kết luận

Pyroptosis là một cơ chế chết tế bào quan trọng trong hệ thống miễn dịch bẩm sinh, đóng vai trò kép trong việc bảo vệ cơ thể khỏi nhiễm trùng và góp phần vào các bệnh lý viêm nhiễm. Hiểu rõ hơn về cơ chế điều hòa pyroptosis có thể mở ra những hướng điều trị mới cho các bệnh liên quan đến viêm.

Điều hòa Pyroptosis

Quá trình pyroptosis được điều hòa chặt chẽ bởi nhiều cơ chế khác nhau, cả ở mức độ kích hoạt inflammasome lẫn ở mức độ hoạt động của caspase-1 và GSDMD. Một số protein ức chế inflammasome đã được xác định, bao gồm NLRP12 và caspase-12. Ngoài ra, các cơ chế sửa chữa màng tế bào cũng có thể hạn chế sự ly giải tế bào do GSDMD gây ra.

Pyroptosis trong bệnh lý

Mặc dù pyroptosis đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ chống lại nhiễm trùng, nhưng hoạt động quá mức hoặc không được kiểm soát của nó có thể góp phần vào sự phát triển của nhiều bệnh lý. Ví dụ, pyroptosis có liên quan đến các bệnh tự miễn như viêm khớp dạng thấp và lupus ban đỏ hệ thống, các bệnh tim mạch như xơ vữa động mạch và nhồi máu cơ tim, cũng như một số loại ung thư.

• Bệnh nhiễm trùng: Pyroptosis là một cơ chế quan trọng trong việc chống lại nhiễm trùng do vi khuẩn, virus và nấm. Tuy nhiên, trong một số trường hợp, pyroptosis quá mức có thể gây ra sốc nhiễm khuẩn và tổn thương mô.
• Bệnh tự miễn: Sự hoạt hóa bất thường của inflammasome và pyroptosis có thể góp phần vào tình trạng viêm mãn tính trong các bệnh tự miễn.
• Bệnh tim mạch: Pyroptosis có liên quan đến sự hình thành các mảng xơ vữa và sự tiến triển của bệnh tim mạch vành.
• Ung thư: Vai trò của pyroptosis trong ung thư rất phức tạp. Trong một số trường hợp, pyroptosis có thể ức chế sự phát triển của khối u bằng cách tiêu diệt các tế bào ung thư. Tuy nhiên, trong các trường hợp khác, pyroptosis có thể thúc đẩy sự phát triển và di căn của khối u bằng cách tạo ra một môi trường viêm.

Các phương pháp nghiên cứu Pyroptosis

Một số phương pháp thường được sử dụng để nghiên cứu pyroptosis bao gồm:

• Đo lường sự giải phóng LDH (Lactate Dehydrogenase): LDH được giải phóng vào môi trường ngoại bào khi tế bào bị ly giải, do đó có thể được sử dụng như một dấu hiệu của pyroptosis.
• Đo lường sự hoạt hóa của caspase-1: Sự hoạt hóa của caspase-1 có thể được đo bằng Western blot hoặc các xét nghiệm hoạt độ enzyme.
• Đo lường sự giải phóng IL-1β và IL-18: Nồng độ IL-1β và IL-18 trong môi trường nuôi cấy tế bào hoặc trong mẫu mô có thể được đo bằng ELISA.
• Microsopy huỳnh quang: Sử dụng các kháng thể đặc hiệu để nhuộm các thành phần của inflammasome hoặc GSDMD có thể giúp quan sát sự hình thành inflammasome và sự định vị của GSDMD trên màng tế bào.