پایروپتوز

پایروپتوز (انگلیسی: Pyroptosis) یک نوعِ شدیداً التهابی از «مرگ برنامه‌ریزی‌شدهٔ سلول» است که بیشتر به‌دنبالِ یک عفونت داخل‌سلولی رخ می‌دهد و در ایجاد پاسخِ ضد میکروبی نقش دارد. در جریان این فرایند، گلبول سفید، نشانه‌های حضورِ یک دشمن خارجی را در درون خود حس می‌کنند و با ترشح سیتوکین‌های التهاب‌زا، خودشان دچار تورم و ترکیدگی شده و می‌میرند. با مرگ این سلول ایمنی، سیتوکین‌های رهاشده، سایر سلول‌های ایمنی را به کمک فرا می‌خوانند تا با عفونت مقابله کرده و در عین‌حال، در نسج التهاب ایجاد می‌کنند. پایروپتوز باعث می‌شود که مکان‌های تکثیرِ امن برخی ویروس‌ها و باکتری‌ها در درون سلول، از بین رفته و قدرت سیستم دفاعی میزبان بالا برود و بدین ترتیب، این میکروب‌ها به‌سرعت از بین بروند. با این‌حال، در بیماری‌های مزمن، پاسخ‌های التهابی دیگر قادر نیستند که محرک اولیه را، آنگونه که در زخم‌ها و عفونت‌ها رایج است، ریشه‌کن کنند و چون یک حالت التهابی مزمن در نسج باقی می‌ماند، در نهایت آسیب بافتی رخ می‌دهد. چند مثال از پایروپتوز عبارتند از: ماکروفاژهای آلوده به سالمونلا و لنفوسیت‌های تی کمک‌کننده (T helper cells) عقیم‌شده توسط آلودگیِ ویروس اچ‌آی‌وی (HIV).

آغاز روند پایروپتوز در ماکروفاژهای آلوده‌شده، شناسایی پروتئینِ فلاژلینِ باکتری‌هایی نظیر سالمونلا و شیگلا (موجود در تاژک‌شان) و سایر الگوی‌های ملکولی وابسته به پاتوژن (PAMPs) در عفونت‌های دیگر، توسط «گیرنده شبه NOD» است. این گیرنده‌ها، همانند گیرنده‌های الگوشناسی غشاییِ «تی‌ال‌آر» عمل می‌کنند؛ با این تفاوت که وظیفه‌شان شناسایی آنتی‌ژن‌ها در درون سلول است، نه در بیرون آن.

بر خلاف آپوپتوز، در پایرپتوز، حضور و فعالیت کاسپاز ۱ ضروری است. کاسپاز ۱ در جریان پایروپتوز توسط یک کمپلکس ملکولی بسیار بزرگ موسوم به «پایروپتوزوم» (که با نام اینفلامازوم هم معروف است)، فعال می‌شود. ظرف یک دقیقه پس از عفونت، تنها یک پایروپتوزوم بزرگ در درون ماکروفاژ ایجاد می‌شود. بررسی‌های بیوشیمیایی و طیف‌سنجی جرمی نشان داده‌است که این پایروپتوزوم عمدتاً از دیمرهای «پایکارد» و دومین‌های CARDs تشکیل شده‌است.

همچنین بر خلاف آپوپتوز، مرگ سلولی ناشی از پایروپتوز منجر به پارگی غشاء پلاسمایی و رهاشدن ملکول‌های موسوم به «الگوی ملکولی وابسته به آسیب» (DAMP) همچون ATP و DNA و الیگومرهای پایکارد به بیرون می‌شوند. سایتوکین‌های رهاشده، سبب می‌شوند سلول‌های ایمنی بیشتری به آن سو حمله‌ور شوند و پاسخ التهابی شدیدتری در نسج ایجاد شود. این موضوع در تقابل اساسی با جذب و هضم غیرالتهابی و بدون هیاهوی محتویات سلولی در فرایند آپوپتوز است.

جدول مقایسهٔ مشخصات سه نوعِ متفاوت از مرگ سلولی (آپوپتوز، پایروپتوز و نکروز)
	ویژگی‌ها	آپوپتوز	پاروپتوز	نکروز
مورفولوژی	لیز سلولی	خیر	بله	بله
	تورم سلولی	خیر	بله	بله
	تشکیل حفره	خیر	بله	بله
	برآمدگی غشایی	بله	خیر	خیر
	قطعه‌قطعه‌شدن دی‌ان‌ای	بله	بله	بله
مکانیسم اثر	کاسپاز ۱	خیر	بله	خیر
	کاسپاز ۳	بله	خیر	خیر
	رهاشدنِ سیتوکروم سی	بله	خیر	خیر
نتیجهٔ نهایی	التهاب	خیر (ضدیت دارد)	بله	بله
نتیجهٔ نهایی	مرگ برنامه‌ریزی‌شدهٔ سلول	بله	بله	خیر

منابع

↑ Fink SL, Cookson BT (November 2006). "Caspase-1-dependent pore formation during pyroptosis leads to osmotic lysis of infected host macrophages". Cell. Microbiol. 8: 1812–25. doi:10.1111/j.1462-5822.2006.00751.x. PMID 16824040.
↑ Doitsh, Gilad; Galloway, Nicole L. K.; Geng, Xin; Yang, Zhiyuan; Monroe, Kathryn M.; Zepeda, Orlando; Hunt, Peter W.; Hatano, Hiroyu; Sowinski, Stefanie; Muñoz-Arias, Isa; Greene, Warner C. (2014). "Cell death by pyroptosis drives CD4 T-cell depletion in HIV-1 infection". Nature. 505 (7484): 509–514. doi:10.1038/nature12940. PMC 4047036. PMID 24356306.
↑ Doitsh G, Greene WC. "Dissecting How CD4 T Cells Are Lost During HIV Infection". Cell Host Microbe. 19: 280–91. doi:10.1016/j.chom.2016.02.012. PMC 4835240. PMID 26962940.
↑ Fink, S. L.; Cookson, B. T. (2005). "Apoptosis, Pyroptosis, and Necrosis: Mechanistic Description of Dead and Dying Eukaryotic Cells". Infection and Immunity. 73 (4): 1907–16. doi:10.1128/IAI.73.4.1907-1916.2005. PMC 1087413. PMID 15784530.
↑ Fernandes-Alnemri, T., T; et al. (2007). "The pyroptosome: a supramolecular assembly of ASC dimers mediating inflammatory cell death via caspase-1 activation". Cell Death Differ. 14 (9): 1590–604. doi:10.1038/sj.cdd.4402194. PMC 3345951. PMID 17599095. Retrieved 6 March 2011.
↑ Baroja-Mazo A, Martín-Sánchez F, Gomez AI, Martínez CM, Amores-Iniesta J, Compan V, Barberà-Cremades M, Yagüe J, Ruiz-Ortiz E, Antón J, Buján S, Couillin I, Brough D, Arostegui JI, Pelegrín P. "The NLRP3 inflammasome is released as a particulate danger signal that amplifies the inflammatory response". Nat Immunol. 15: 738–48. doi:10.1038/ni.2919. PMID 24952504.
↑ Franklin BS, Bossaller L, De Nardo D, Ratter JM, Stutz A, Engels G, Brenker C, Nordhoff M, Mirandola SR, Al-Amoudi A, Mangan MS, Zimmer S, Monks BG, Fricke M, Schmidt RE, Espevik T, Jones B, Jarnicki AG, Hansbro PM, Busto P, Marshak-Rothstein A, Hornemann S, Aguzzi A, Kastenmüller W, Latz E. "The adaptor ASC has extracellular and 'prionoid' activities that propagate inflammation". Nat Immunol. 15: 727–37. doi:10.1038/ni.2913. PMC 4116676. PMID 24952505.
↑ L.Duprez; et al. (2009). "Major cell death pathways at a glance". Microbes and Infection. 11 (13): 10501062. doi:10.1016/j.micinf.2009.08.013.
↑ Susan L. Fink,Brad T. Cookson; Cookson (2006). "Caspase-1-dependent pore formation during pyroptosis leads to osmotic lysis of infected host macrophages". Cellular Microbiology. 8 (11): 1812–1825. doi:10.1111/j.1462-5822.2006.00751.x. PMID 16824040.

[1] Fink SL, Cookson BT (November 2006). "Caspase-1-dependent pore formation during pyroptosis leads to osmotic lysis of infected host macrophages". Cell. Microbiol. 8: 1812–25. doi:10.1111/j.1462-5822.2006.00751.x. PMID 16824040.

[pmid_24356306-2] Doitsh, Gilad; Galloway, Nicole L. K.; Geng, Xin; Yang, Zhiyuan; Monroe, Kathryn M.; Zepeda, Orlando; Hunt, Peter W.; Hatano, Hiroyu; Sowinski, Stefanie; Muñoz-Arias, Isa; Greene, Warner C. (2014). "Cell death by pyroptosis drives CD4 T-cell depletion in HIV-1 infection". Nature. 505 (7484): 509–514. doi:10.1038/nature12940. PMC 4047036. PMID 24356306.

[3] Doitsh G, Greene WC. "Dissecting How CD4 T Cells Are Lost During HIV Infection". Cell Host Microbe. 19: 280–91. doi:10.1016/j.chom.2016.02.012. PMC 4835240. PMID 26962940.

[4] Fink, S. L.; Cookson, B. T. (2005). "Apoptosis, Pyroptosis, and Necrosis: Mechanistic Description of Dead and Dying Eukaryotic Cells". Infection and Immunity. 73 (4): 1907–16. doi:10.1128/IAI.73.4.1907-1916.2005. PMC 1087413. PMID 15784530.

[5] Fernandes-Alnemri, T., T; et al. (2007). "The pyroptosome: a supramolecular assembly of ASC dimers mediating inflammatory cell death via caspase-1 activation". Cell Death Differ. 14 (9): 1590–604. doi:10.1038/sj.cdd.4402194. PMC 3345951. PMID 17599095. Retrieved 6 March 2011.

[6] Baroja-Mazo A, Martín-Sánchez F, Gomez AI, Martínez CM, Amores-Iniesta J, Compan V, Barberà-Cremades M, Yagüe J, Ruiz-Ortiz E, Antón J, Buján S, Couillin I, Brough D, Arostegui JI, Pelegrín P. "The NLRP3 inflammasome is released as a particulate danger signal that amplifies the inflammatory response". Nat Immunol. 15: 738–48. doi:10.1038/ni.2919. PMID 24952504.

[7] Franklin BS, Bossaller L, De Nardo D, Ratter JM, Stutz A, Engels G, Brenker C, Nordhoff M, Mirandola SR, Al-Amoudi A, Mangan MS, Zimmer S, Monks BG, Fricke M, Schmidt RE, Espevik T, Jones B, Jarnicki AG, Hansbro PM, Busto P, Marshak-Rothstein A, Hornemann S, Aguzzi A, Kastenmüller W, Latz E. "The adaptor ASC has extracellular and 'prionoid' activities that propagate inflammation". Nat Immunol. 15: 727–37. doi:10.1038/ni.2913. PMC 4116676. PMID 24952505.

[smith1-8] L.Duprez; et al. (2009). "Major cell death pathways at a glance". Microbes and Infection. 11 (13): 10501062. doi:10.1016/j.micinf.2009.08.013.

[smith8-9] Susan L. Fink,Brad T. Cookson; Cookson (2006). "Caspase-1-dependent pore formation during pyroptosis leads to osmotic lysis of infected host macrophages". Cellular Microbiology. 8 (11): 1812–1825. doi:10.1111/j.1462-5822.2006.00751.x. PMID 16824040.