Bağışıklık Sisteminin Evrimsel Serüveni

1)Doğal Bağışıklık ve Toll Benzeri Reseptörleri

Günümüzden 3,5 milyar yıl önce oluşmaya başlayan canlılık formuyla beraber dünyada yeni bir süreç oluşmaya başladı. Artık dünya ortamına canlılarda entegre olamaya başlamıştı. İlerleyen süreçler içersinde Evrimsel çeşitliliğin sonucu bir sürü canlılık biçimi oluşmuştur. Besin bulma, doğal ortama uyum ve üreme gibi bir sürü etken bu süreci etkilemiştir. Bu etkenlerin dışında özellikle av-avcı ilişkisi, virüsler ve bakteri tarafından konak hücrelerinin işgali gibi birçok zorlayıcı faktörler sıklıkla meydana gelmiştir. Virüslerin öncelikle bakterileri enfekte etmeleri daha sonra oluşan ökaryotların, bakteri ve virüsler tarafından istila edilmeleri konak yaşamı için en büyük sorunlarından biri olmuştur. Konak canlıları bunun üzerine savunma birimleri ve buna bağlı bir takım yapılar meydana getirmişlerdir. Etkili olan yapılar Doğal Seçilim sonucunda varlığını sürdürerek günümüz canlılarına kadar gelmiştir.  Bunun sonucunda ortaya hem etkin hem de evrensel olan bir bağışıklık türü ortaya çıkmıştır. Bu yapı tüm çok hücreli hayvanlar da ortak olan Doğal Bağışıklığın ta kendisiydi.

Doğal Bağışıklık: Organizmanın enfeksiyonlarla mücadelesinde hem Evrimsel olarak eski hem de oldukça evrensel olan doğal immün sistemidir. Edinsel immüniteyle kıyaslandığında patojenleri tanıyan reseptörler açısından daha kısıtlı bir repertuara sahiptir.  Bu savunma mekanizmaları, mikroorganizmaları tanıyıp onları yıkıma uğratmak için geneline doğal direnç veya doğal bağışıklık adı verilmektedir. Tüm çok hücreli canlılar enfeksiyonlara karşı doğal dirence sahiptirler. Doğal immün sistem, patojenlerde ortak olan bir dizi moleküler yapıyı tanıyabilmekte ve böylece konağa ait olan ve olmayanı belirleyerek savunmayı başlatabilmektedir. Patojenler üzerinde bu Evrimsel olarak korunmuş moleküler yapılara “hastalık etkenlerine eşlik eden moleküler yapılar “ denmektedir.

Bu tanımlanan bölgeleri kodlayan genler, mutasyona uğrayarak değişikliğe gitmezler. Bu gen bölgeleri yerine edinsel bağışıklıkta görev alan gen bölgeleri mutasyona uğrar. Çünkü bunun altında istilacı organizmaların yapılarında yer alan standart bölgeleri tanımak yatar. Ve belli bir bölgeyi tanırlar.  Bu sayede son derece hızlı ve etkin bir cevap oluşmaya başlar. Bakteri, virüs ve mantarları tanıma özelliğine sahiptirler. Toll Benzeri Reseptörler, Mannoz Reseptörleri gibi reseptörlerin yanında çeşitli salgılar ve hücreler de doğal bağışıklığın bünyesindedir.

Ortak Miras; Toll Benzeri Reseptörleri: Birçok patojene karşı doğal immün cevabın oluşmasını sağlayan hücre zarında yer alan bir proteinidir. İlk olarak yakın zamanda Drsophila’da (meyve sineği) bulunmuştur.  Omurgalı ve omurgasız hayvan türlerindeki fagosit hücrelerinde bulunurlar. Toll Benzeri Reseptörler (TLR) patojenlerdeki tanıma bölgelerine göre çeşitlik gösterir. Günümüz canlılarında 10 tane TLR türü saptanmıştır. Örnek olarak TLR-2  birçok bakteri duvarındaki bazı bölgeleri tanır ve makrofaj hücrelerinin bu tanımayla beraber yanıt vermesinde rol oynar. TLR-5 bakteri flagellalarının bir bölgesini tanımaktadırlar. TLR-9 bakteriye özgü metinlenmiş belirli bir gen bölgesine (CpG) özgünlük göstermektedir.

Dünyadaki neredeyse sınırsız sayıdaki yaşam biçimi, Evrimsel sürecin bir sonucudur. Bu yaşam formları bahsettiğimiz gibi beraberinde birçok özelliği beraberinde getirmiştir. Özellikle üzerinde durduğumuz Toll Benzeri Reseptörler milyonlarca yıl önce meydana gelen savunma sisteminin bir uzantısıdır. Biz insan türüne ve diğer hayvan türlerine ortak atalardan kalan bir mirastır. Böcekler, balıklar, sürüngenler, kuşlar ve memelilerde bulunmaktadır. Ve Evrim izahı bakımından iyi bir örnektir.

Sonuç olarak avantaj sağlayan yapılar Evrimsel süreçte etkinliğini korumaktadırlar.  Bu etkinlik çevrenin değişip değişmemesiyle direk alakalıdır.  Örnek vermek gerekirse yukarda bahsettiğimiz TLR-9 bakterinin metilenmiş gen bölgesini tanımaktadır. Bakteri genin deki metillenme ortadan kalkana kadar veya başka bir biyokimyasal özellik kazanana kadar TLR-9 etkinliğini sürdürecektir. Yani kısacası tıpkı bir kilidi açmak için uygun anahtarın olması gibi.

Kaynaklar:

1.Abdul K. Abbas, Andrew H. Lichtman Basic Immunology s:22

2. Janeway CA, Medzhitov R. Innate immune recognition. Annu Rev Immunol 2002; 20:197-216.

3.Abdul K. Abbas, Andrew H. Lichtman Basic Immunology s:26-27

4.Yamamoto, M. & Akira, S. TIR domain-containing adaptors regulate TLR signaling pathways. Adv. Exp. Med. Biol. 560, 1–9 (2005).

5.Pasare, C. & Medzhitov, R. Toll-like receptors: linking innate and adaptive immunity. Adv. Exp. Med. Biol. 560, 11–18 (2005).

6.Beutler, B., Hoebe, K., Georgel, P., Tabeta, K. & Du, X. Genetic analysis of innate immunity: identification and function of the TIR adapter proteins. Adv. Exp. Med. Biol. 560, 29–39 (2005).