Chemokiny

1. Charakterystyka

1.1. Definicja i klasyfikacja

Chemokiny (ang. chemokines, od chemotactic cytokines) to rodzina małych, wydzielanych białek, które wiążą się z receptorami sprzężonymi z białkami G i wywołują ukierunkowaną migrację komórek [1]. U człowieka opisano około pięćdziesięciu ligandów i około dwudziestu receptorów, co czyni je największym zespołem chemoatraktantów w organizmie [2, 3]. Pojedyncza chemokina to zwykle łańcuch o masie 8–12 kilodaltonów, ustabilizowany mostkami dwusiarczkowymi między resztami cysteiny [1]. Cząsteczka wyczuwana przez komórkę nie krąży swobodnie, lecz jest unieruchamiana na powierzchni tkanki. Dzięki temu chemokiny kierują ruchem, a nie tylko go pobudzają.

Chemokiny są podgrupą cytokin, czyli białkowych przekaźników odpornościowych, a wyodrębnia je jedna funkcja: wywoływanie ukierunkowanego ruchu komórki z odpowiednim receptorem. Zwykła cytokina zmienia stan komórki docelowej, na przykład jej podział albo wydzielanie, a chemokina dodatkowo nadaje przemieszczeniu kierunek.

Chemokiny bywają mylone z trzema grupami związków, a kryterium różnicującym jest budowa cząsteczki i sposób działania. Klasyczne chemoatraktanty spoza tej rodziny, na przykład składnik dopełniacza C5a, bakteryjny peptyd formylowany i leukotrien B4, także przyciągają leukocyty, ale nie są chemokinami, bo nie należą do tej rodziny białek [1]. Składnik C5a powstaje w kaskadzie układu dopełniacza. Interleukiny to z kolei cytokiny nazwane według kolejności odkrycia, a nie funkcji, i część z nich okazała się chemokinami, a interleukina 8 nosi dziś nazwę CXCL8 [4]. Ta dwoistość nazw wynika z historii i została uporządkowana dopiero przez nazewnictwo systematyczne oparte na budowie [5]. Znaczenie chemokin wynika z tego, że sterują całym ruchem komórek odpornościowych, a od tego ruchu zależą prawidłowa odpowiedź immunologiczna oraz rozwój chorób zapalnych i nowotworowych.

1.2. Budowa i różnice między postaciami

Budowa chemokiny jest podstawą jej klasyfikacji, ponieważ o przynależności do podrodziny decyduje układ reszt cysteiny na początku łańcucha. Nazewnictwo systematyczne z 2000 roku dzieli chemokiny na cztery podrodziny według położenia dwóch pierwszych cystein [5]. W podrodzinie CC obie cysteiny sąsiadują ze sobą, w podrodzinie CXC rozdziela je jeden aminokwas, w CX3C trzy aminokwasy, a w podrodzinie XC brakuje jednej z cystein. Nazwa receptora i liganda pochodzi od tej samej litery, więc chemokina CCL2 wiąże receptory z grupy CCR, a chemokina CXCL8 receptory z grupy CXCR [5]. Ten zapis zastąpił dawny zbiór nazw skrótowych.

Wewnątrz podrodziny CXC znaczenie ma krótki motyw trzech aminokwasów przed pierwszą cysteiną, oznaczany jako ELR. Chemokiny CXC z tym motywem przyciągają neutrofile i pobudzają tworzenie naczyń, a chemokiny CXC bez niego działają głównie na limfocyty i raczej hamują powstawanie naczyń [1]. Różnica jednego motywu przekłada się więc na przeciwny wpływ na unaczynienie tkanki.

Chemokiny dzielą się także według sposobu wytwarzania. Chemokiny zapalne powstają dopiero po pobudzeniu komórki i ściągają leukocyty do ogniska uszkodzenia, a chemokiny homeostatyczne są wydzielane stale i utrzymują prawidłowe rozmieszczenie komórek w narządach limfatycznych [2]. Osobną postacią są chemokiny błonowe, takie jak CX3CL1 i CXCL16, które mają długą łodygę zakotwiczoną w błonie komórkowej [1, 7]. W postaci związanej działają jak cząsteczka przylegania, a po odcięciu przez enzym stają się rozpuszczalnym chemoatraktantem [1, 7]. Ta sama cząsteczka pełni więc dwie różne funkcje zależnie od tego, czy pozostaje w błonie, czy zostaje uwolniona.

1.3. Rys historyczny

Historia chemokin jest ciągiem rozstrzygnięć, które z rozproszonych obserwacji o „czynnikach chemotaktycznych” uczyniły spójną rodzinę białek. W 1987 roku Yoshimura i Matsushima ze współpracownikami wyizolowali jedną z pierwszych poznanych chemokin człowieka, oczyszczając z pobudzonych monocytów białko o masie około 7 kilodaltonów [4]. Białko to przyciągało neutrofile z siłą porównywalną do znanych chemoatraktantów, a różniło się budową od interleukiny 1 i czynnika martwicy nowotworów [4]. Nazwano je najpierw czynnikiem chemotaktycznym z monocytów, potem interleukiną 8, a dziś nosi nazwę CXCL8. Wcześniej sądzono, że przyciąganie leukocytów jest ubocznym działaniem znanych cytokin, a nie zadaniem osobnej klasy białek.

Kolejnym rozstrzygnięciem było uporządkowanie nazewnictwa, bo w 2000 roku Zlotnik i Yoshie podzielili całą rodzinę według układu cystein [5]. Podział ten zastąpił chaos nazw historycznych. Trzecie rozstrzygnięcie wyszło poza immunologię, gdy w 1996 roku opisano dwa receptory chemokinowe jako wrota wejścia wirusa HIV do komórki. Zespół Feng wskazał receptor CXCR4 jako kofaktor zakażenia szczepami przystosowanymi do namnażania w liniach komórkowych limfocytów T [8], a zespół Samson stwierdził, że wrodzony brak czynnego receptora CCR5 chroni przed zakażeniem szczepami makrofagowymi [9]. Odkrycia te pokazały, że fizjologiczne receptory ruchu komórek mają znaczenie w chorobie zakaźnej o skali pandemii.

1.4. Synteza i źródła

Chemokiny nie pochodzą z jednego gruczołu, lecz powstają w wielu typach komórek zależnie od potrzeby chwili. Chemokiny homeostatyczne wytwarzają stale komórki podścieliska narządów limfatycznych, dzięki czemu limfocyty i komórki prezentujące antygen trafiają na właściwe miejsce [1]. Chemokiny zapalne powstają dopiero pod wpływem sygnału uszkodzenia, a wydzielają je komórki śródbłonka naczyń, makrofagi, fibroblasty oraz komórki glejowe, w tym astrocyty i mikroglej [1, 7].

Bodźcem do wytworzenia chemokin zapalnych są zwykle inne cytokiny prozapalne oraz produkty drobnoustrojów. Czynnik martwicy nowotworów i interleukina 1 uruchamiają w komórce czynnik transkrypcyjny NF-κB, który włącza geny wielu chemokin naraz [1]. Osobną, silną grupę bodźców stanowią interferony: interferon gamma pobudza wytwarzanie trzech spokrewnionych chemokin CXCL9, CXCL10 i CXCL11, a wytwarzanie CXCL10 także interferony typu I [10]. Chemokiny te ściągają limfocyty typu pierwszego i komórki cytotoksyczne do ogniska zakażenia wewnątrzkomórkowego [10]. Zależność ta łączy odpowiedź przeciwwirusową z kierowanym napływem komórek. Wszystkie trzy chemokiny działają przez wspólny receptor CXCR3, a różnice w czasie i miejscu ich wytwarzania pozwalają precyzyjnie sterować napływem limfocytów T w przebiegu odpowiedzi [10]. Tempo wytwarzania decyduje o wysokości i kształcie gradientu, a przez to o tym, ile komórek dotrze do tkanki i jak szybko.

2. Mechanizm działania i funkcje

2.1. Receptory i punkty uchwytu

Punktem uchwytu chemokin są receptory błonowe sprzężone z białkami G, które przewlekają błonę siedmiokrotnie i przekazują sygnał do wnętrza komórki [1]. Wiążą się głównie z białkiem G typu Gi, które hamuje wytwarzanie cyklicznego AMP i uruchamia szlaki sterujące ruchem [2]. U człowieka opisano około dwudziestu takich receptorów, a ich rozmieszczenie na różnych leukocytach decyduje o tym, która komórka odpowie na daną chemokinę [3].

Charakterystyczną cechą tego układu jest promiskuityzm, bo jeden receptor wiąże zwykle kilka chemokin, a jedna chemokina pobudza kilka receptorów [6]. Długo uznawano to za zwykłą nadmiarowość, później jednak stwierdzono, że różne chemokiny wiązane przez ten sam receptor uruchamiają odmienne szlaki wewnątrz komórki [3]. Źródłem swoistości nie jest więc sama para ligand–receptor, lecz zestawienie tego, którą chemokinę wytworzono, który receptor komórka wystawia i w jakim znajduje się otoczeniu [3].

Osobną grupę tworzą receptory atypowe, oznaczane skrótem ACKR (ang. atypical chemokine receptors). Wiążą one chemokiny, ale nie pobudzają białek G i nie wywołują ruchu komórki, tylko wychwytują chemokinę z otoczenia i kierują ją do wnętrza komórki, gdzie ulega rozkładowi [11, 12]. Działają więc jak zmiatacze, które kształtują gradient przez usuwanie nadmiaru sygnału. Najlepiej poznany z nich jest ACKR1, dawniej zwany antygenem Duffy’ego. Na powierzchni krwinek czerwonych wiąże wiele chemokin, a jego brak na krwinkach czerwonych chroni przed zakażeniem zarodźcem ruchliwym (Plasmodium vivax), wywołującym jedną z postaci malarii [13].

2.2. Kaskada sygnałowa

Kaskada uruchamiana przez chemokinę zaczyna się od komórki toczącej się po ścianie naczynia, a kończy się jej przejściem do tkanki. Stanem wyjściowym jest leukocyt płynący z krwią, a pierwszym bodźcem chemokina prezentowana na śródbłonku. Zanim komórka odczyta sygnał, musi zwolnić bieg, co zapewnia luźne, przerywane wiązanie przez selektyny [15]. Toczący się leukocyt styka się wtedy z chemokiną unieruchomioną na śródbłonku i wiąże ją swoim receptorem.

Związanie receptora aktywuje białko Gi, które uruchamia kinazę 3-fosfatydyloinozytolu typu gamma oraz fosfolipazę C beta, a ta podnosi wewnątrzkomórkowe stężenie jonów wapnia [14]. Sygnał trafia na białka integryny i zmienia ich kształt na taki, który mocno wiąże ścianę naczynia [16]. Zmiana kształtu integryn wymaga przyłączenia od wewnątrz białek taliny 1 i kindliny 3, które łączą receptor chemokinowy z aparatem przylegania [16, 17]. W efekcie toczący się leukocyt zatrzymuje się, ściśle przylega do śródbłonka, a następnie przeciska się między jego komórkami do tkanki. Toczenie, aktywacja, ścisła adhezja i przejście przez ścianę są klasycznym opisem rekrutacji komórek do ogniska zapalnego [15].

Po wykonaniu zadania sygnał jest wyciszany, bo w przeciwnym razie komórka utraciłaby zdolność wyczuwania kierunku. Pobudzony receptor, na przykład CCR5, zostaje ufosforylowany i związany przez białka arestyny, które odłączają go od białka G i wciągają do wnętrza komórki [36]. Komórka przestaje wtedy reagować na tło i zachowuje wrażliwość na nowy, wyższy gradient napotkany dalej.

2.3. Funkcje chemokin

2.3.1. Zapalny napływ leukocytów

Najlepiej poznaną funkcją chemokin jest ściąganie leukocytów do ogniska zapalenia. Po uszkodzeniu lub zakażeniu komórki tkanki i śródbłonka wydzielają chemokiny zapalne, które tworzą gradient prowadzący od naczynia w głąb tkanki [1]. Różne chemokiny przyciągają różne komórki, bo część działa głównie na granulocyty obojętnochłonne w ostrej fazie zapalenia, a inne na monocyty i limfocyty w fazie późniejszej [2]. Skład nacieku zapalnego zmienia się więc w czasie zgodnie z tym, które chemokiny przeważają.

Ukierunkowanie napływu zależy od unieruchomienia chemokiny na powierzchni. Cząsteczka związana z tkanką wyznacza stały punkt docelowy, a komórka wędruje w stronę rosnącego stężenia, aż dotrze do źródła sygnału. Gdyby chemokina pozostawała rozpuszczona, gradient rozmyłby się i komórka straciłaby kierunek. Zapalny napływ leukocytów jest więc celowym naprowadzeniem komórek na miejsce uszkodzenia, a nie samym wzrostem ich liczby.

2.3.2. Homeostatyczne kierowanie ruchem

Druga funkcja chemokin dotyczy codziennego rozmieszczenia komórek, niezależnego od zapalenia. Chemokiny homeostatyczne są wydzielane stale w węzłach chłonnych i innych narządach limfatycznych, gdzie ustawiają limfocyty i komórki prezentujące antygen w odrębnych strefach [1]. Dzięki temu limfocyt trafia tam, gdzie może spotkać właściwą komórkę i antygen.

To rozmieszczenie jest warunkiem powstania odpowiedzi odpornościowej. Naiwny limfocyt T musi znaleźć się w odpowiedniej strefie węzła, bo dopiero tam styka się z komórką prezentującą antygen i rozpoczyna podział [2]. Chemokiny homeostatyczne kierują też krążeniem limfocytów między krwią, węzłami i tkankami, więc te same komórki wielokrotnie patrolują organizm. Zaburzenie tego naprowadzania osłabia odpowiedź na zakażenie mimo prawidłowej liczby komórek.

2.3.3. Rozwój i organogeneza

Chemokiny działają nie tylko w dojrzałym organizmie, lecz także w czasie jego rozwoju, gdy naprowadzają komórki na miejsce budowanego narządu. Para chemokina CXCL12 i receptor CXCR4 kieruje wędrówką komórek krwiotwórczych, komórek zarodkowych i wypustek nerwowych [3]. W tym zastosowaniu chemokina nie ściąga komórek odpornościowych, lecz wyznacza szlak komórkom tworzącym tkankę.

Znaczenie tej funkcji widać po skutkach jej braku, bo zwierzęta pozbawione czynnego szlaku CXCL12–CXCR4 giną w rozwoju z powodu wad serca, naczyń i układu krwiotwórczego [3]. Kierowanie ruchem komórek jest więc niezbędne do zbudowania narządu, a nie tylko do jego obrony. Ta sama para ligand–receptor kieruje później rozsiewem komórek nowotworowych [27].

2.3.4. Angiogeneza

Chemokiny współsterują tworzeniem nowych naczyń krwionośnych, czyli angiogenezą, i robią to w obie strony. Chemokiny CXC z motywem ELR pobudzają komórki śródbłonka do tworzenia naczyń, a chemokiny CXC bez tego motywu ten proces hamują [1]. O kierunku wpływu decyduje więc obecność krótkiego motywu w budowie cząsteczki.

Ten dwukierunkowy wpływ ma znaczenie tam, gdzie unaczynienie decyduje o przebiegu choroby. W gojącej się ranie chemokiny naczyniotwórcze przyspieszają odbudowę tkanki, a w guzie nowotworowym te same cząsteczki ułatwiają jego ukrwienie i wzrost [2]. Angiogeneza sterowana chemokinami łączy więc odpowiedź zapalną z przebudową tkanki.

2.3.5. Rola w ośrodkowym układzie nerwowym

W ośrodkowym układzie nerwowym chemokiny pośredniczą w rozmowie między neuronami a komórkami glejowymi. Chemokina błonowa CX3CL1 jest wytwarzana przez neurony, a jej receptor CX3CR1 znajduje się na mikrogleju, czyli komórkach odpornościowych mózgu [7]. Przez tę parę neuron sygnalizuje mikroglejowi swój stan i zwykle hamuje jego reakcję zapalną.

Znaczenie tego sygnału zależy od okoliczności. W warunkach prawidłowych CX3CL1 utrzymuje mikroglej w stanie spoczynku i chroni neurony, natomiast przy przewlekłym pobudzeniu ta sama para bywa związana z nasileniem uszkodzenia [7]. Astrocyty i mikroglej wydzielają też chemokiny zapalne, które ściągają komórki odpornościowe przez barierę krew–mózg. Chemokiny są więc jednym z głównych ogniw neurozapalenia.

2.4. Regulacja dostępności

Regulacja działania chemokin nie kończy się na ich wytworzeniu, bo o sile sygnału decyduje także to, czy i gdzie cząsteczka zostanie unieruchomiona. Chemokiny wiążą się z glikozaminoglikanami, czyli długimi cukrami powierzchni komórek i macierzy tkankowej, i dopiero związane tworzą trwały gradient [18]. Zmutowane postacie trzech chemokin, CCL2, CCL4 i CCL5, pozbawione zdolności wiązania tych cukrów, zachowywały aktywność w probówce, ale po podaniu myszom nie ściągały komórek [18]. Dla części chemokin samo pobudzenie receptora nie wystarcza więc do skierowania ruchu, bo potrzebne jest zakotwiczenie sygnału w przestrzeni.

Drugim warunkiem jest łączenie się cząsteczek chemokiny w większe zespoły. Postacie tych chemokin niezdolne do tworzenia takich zespołów również traciły działanie u myszy mimo pełnej aktywności w probówce [18]. Wiązanie cukrów i łączenie w zespoły przekłada migrację wyznaczoną przez samo powinowactwo na rzeczywiste rozmieszczenie komórek. Dostępność chemokiny reguluje też jej wychwyt przez receptory atypowe, które usuwają nadmiar cząsteczki i wyostrzają granice gradientu [11].

2.5. Inaktywacja i wydalanie

Działanie chemokiny jest wygaszane głównie przez enzymatyczne skrócenie łańcucha, a nie przez powolny rozpad. Enzym powierzchniowy CD26, znany też jako dipeptydylopeptydaza 4, odcina od początku łańcucha dwa aminokwasy i zmienia w ten sposób właściwości chemokiny [19]. Dla części cząsteczek, na przykład CXCL12, takie przycięcie znosi zdolność pobudzania receptora, więc drobna zmiana budowy wyłącza sygnał [19]. Inne enzymy tkankowe, w tym metaloproteinazy, tną chemokiny w dalszych miejscach łańcucha i mogą je zarówno unieczynniać, jak i zmieniać ich powinowactwo do receptorów.

Drugą drogą usuwania chemokiny jest jej wychwyt przez receptory atypowe, które wiążą cząsteczkę, wciągają ją do wnętrza komórki i kierują na rozkład [11]. Stężenie chemokiny w otoczeniu wtedy maleje. Połączenie przycinania enzymatycznego i wychwytu przez zmiatacze sprawia, że gradient nie utrwala się na stałe, lecz zanika, gdy bodziec ustąpi. Bez tego wygaszania komórki napływałyby do tkanki także po ustaniu zagrożenia.

3. Zaburzenia i modyfikacja

3.1. Zaburzenia funkcji receptorów

Zaburzenia układu chemokin ujawniają się najczęściej przez wadliwą funkcję receptora, a nie przez zmianę stężenia ligandu, i pokazują wtedy, za co dany receptor w organizmie odpowiada. Zespół WHIM jest chorobą wrodzonego niedoboru odporności, w której mutacja skraca ogon receptora CXCR4 [20]. Skrócony receptor nie wygasza sygnału prawidłowo i pozostaje nadmiernie czynny, przez co dojrzałe granulocyty zostają zatrzymane w szpiku zamiast wyjść do krwi [20]. Stąd bierze się przewlekła neutropenia mimo bogatokomórkowego szpiku [20]. Był to pierwszy opisany przykład choroby człowieka z nieprawidłowej funkcji receptora chemokinowego.

Zaburzenie może też dotyczyć receptora zmiatającego. Częsty u osób pochodzenia afrykańskiego wariant genu wyłącza receptor ACKR1 na krwinkach czerwonych i daje fenotyp Duffy-ujemny [21]. Receptor ACKR1 wychwytuje chemokiny z osocza, więc jego brak zmienia ich dostępność. W badaniu 132 chorych pochodzenia afroamerykańskiego z ostrym uszkodzeniem płuc fenotyp Duffy-ujemny wiązał się z większą śmiertelnością, a w analizie podgrupy także z wyższym stężeniem chemokiny CXCL8 w osoczu [21]. Ten sam wariant chroni jednak przed zakażeniem zarodźcem ruchliwym, więc skutek zależy od okoliczności, w jakich receptor jest potrzebny [13].

3.2. Rola chemokin w patogenezie chorób

Chemokiny biorą udział w wielu chorobach przez ten sam mechanizm, bo kierują komórki tam, gdzie ich obecność szkodzi tkance. Najlepiej poznanym przykładem jest zakażenie wirusem HIV, który wykorzystuje receptory chemokinowe CCR5 i CXCR4 jako wrota wejścia do komórki, obok głównego receptora CD4 [8, 9]. Wrodzony brak czynnego CCR5, spowodowany delecją CCR5 delta 32, występuje w populacjach rasy białej z częstością allelu około 0,09 i u homozygot daje wysoką oporność na zakażenie [9]. Na tym mechanizmie oparto opisane przypadki trwałego ustąpienia zakażenia po przeszczepie szpiku od dawcy bez czynnego CCR5. U pierwszego chorego nie stwierdzono nawrotu przez 20 miesięcy po odstawieniu leczenia [22], a u kolejnego remisja utrzymywała się przez 30 miesięcy i została uznana przez autorów za wyleczenie [23].

W chorobach przewlekłych chemokiny napędzają naciek zapalny. W miażdżycy para chemokina CCL2 i receptor CCR2 ściąga monocyty do ściany tętnicy, gdzie tworzą one blaszkę, a w metaanalizie badań na zwierzętach zablokowanie tej pary zmniejszało wielkość zmian miażdżycowych i naciek komórek żernych [24]. W stwardnieniu rozsianym i reumatoidalnym zapaleniu stawów chemokiny naprowadzają limfocyty i komórki żerne na osłonki nerwowe oraz błonę maziową [2]. W astmie chemokiny z grupy eotaksyn działają przez receptor CCR3 i ściągają granulocyty kwasochłonne do oskrzeli [25]. Podwyższone stężenie eotaksyny CCL11 w osoczu stwierdzano też u chorych z chorobą Alzheimera i stwardnieniem zanikowym bocznym, a u myszy wzrost CCL11 z wiekiem wiązał się z gorszą pamięcią [25].

Chemokiny mają udział także w rozsiewie nowotworów i w ciężkim przebiegu zakażeń. Para CXCL12–CXCR4 kieruje komórki nowotworowe do narządów, w których tworzą przerzuty, i powtarza przy tym szlak używany w rozwoju [27]. W neurozapaleniu i bólu neuropatycznym chemokiny CCL2 i CX3CL1 pobudzają mikroglej, choć znaczna część tych danych pochodzi z modeli zwierzęcych i ich przełożenie na człowieka pozostaje niepełne [7]. W ciężkim przebiegu choroby COVID-19 chemokina CXCL10 należy do głównych cząsteczek ściągających komórki zapalne do płuc [26].

3.3. Punkt uchwytu leków

Receptory chemokinowe są celem leków, choć droga do skutecznej terapii okazała się trudna. Spośród około czterdziestu pięciu opracowanych związków rejestrację uzyskały tylko trzy [27]. Marawirok blokuje receptor CCR5 i zamyka wirusowi HIV jedne z wrót wejścia do komórki, powtarzając w ten sposób efekt wrodzonej oporności [28]. Pleryksafor blokuje receptor CXCR4 i uwalnia komórki macierzyste ze szpiku do krwi, skąd można je pobrać do przeszczepu [28]. Mogamulizumab jest przeciwciałem przeciw receptorowi CCR4 i jest stosowany w chłoniakach z limfocytów T [28].

Historia tej grupy leków obejmuje także wyraźne niepowodzenia. Antagoniści receptorów CCR2 i CCR1, testowani w chorobach zapalnych, nie potwierdzili skuteczności w badaniach klinicznych mimo mocnych podstaw w modelach zwierzęcych [27]. Przyczyną jest w dużej mierze promiskuityzm układu, bo zablokowanie jednego receptora bywa nadrabiane przez inne pary ligand–receptor i naciek zapalny utrzymuje się [27]. Trwają badania kolejnych związków, w tym łączących blokadę CCR2 i CCR5 [28].

3.4. Wsparcie suplementacyjne

Niektóre substancje o działaniu przeciwzapalnym badano pod kątem wpływu na stężenie chemokin, najczęściej chemokiny CCL2, znanej też jako MCP-1. Obraz jest niejednolity, bo część substancji obniża jej stężenie, a część nie zmienia go wcale. Kierunek w tabeli odnosi się do stężenia chemokiny we krwi, a nie do objawu choroby.

Zestawienie pokazuje, że wpływ suplementów na stężenie chemokin jest umiarkowany i niejednolity. Najlepiej udokumentowane obniżenie CCL2 dotyczy cholekalcyferolu i składników kurkumy.

4. Uwagi praktyczne

4.1. Jak to zbadać

Oznaczanie chemokin ma w praktyce klinicznej ograniczone zastosowanie i wartość diagnostyczną ustalono tylko dla nielicznych z nich. Najlepiej potwierdzonym przykładem jest chemokina CXCL13 w płynie mózgowo-rdzeniowym, używana jako marker neuroboreliozy, czyli zajęcia układu nerwowego przez krętki boreliozy [35]. Materiałem jest płyn mózgowo-rdzeniowy pobrany podczas nakłucia lędźwiowego, a wynik odnosi się do progu wyznaczonego dla danej metody. W jednym z badań próg 162 pikogramów na mililitr rozpoznawał neuroboreliozę z czułością 0,83 i swoistością 0,78 [35].

Interpretacja tego wyniku wymaga ostrożności, bo podwyższone stężenie CXCL13 nie jest swoiste wyłącznie dla neuroboreliozy. W tym samym badaniu próg przekraczała też część chorych z kleszczowym zapaleniem mózgu, opryszczkowym zakażeniem układu nerwowego i kiłą układu nerwowego [35]. Wynik dodatni przemawia za rozpoznaniem tylko w zestawieniu z obrazem klinicznym i potwierdzeniem swoistych przeciwciał. Pozostałe chemokiny, na przykład CCL2 w surowicy, oznacza się głównie w badaniach naukowych, bo nie ustalono dla nich zakresów referencyjnych ani progów decyzyjnych przydatnych w rozpoznawaniu chorób.

4.2. Na co warto zwrócić uwagę

Wokół chemokin narosło kilka nieporozumień, które utrudniają czytanie doniesień o ich roli. Pierwsze dotyczy relacji do cytokin, bo chemokiny nie są czymś innym niż cytokiny, lecz ich podgrupą wyodrębnioną przez jedną funkcję: kierowanie ukierunkowanym ruchem komórek. Drugie nieporozumienie dotyczy promiskuityzmu układu, bo to, że jeden receptor wiąże kilka chemokin, długo odczytywano jako zwykłą nadmiarowość. Różne chemokiny wiązane przez ten sam receptor uruchamiają jednak odmienne szlaki, więc układ jest raczej precyzyjny niż zapasowy [6].

Ograniczeniem wielu doniesień o chemokinach jest źródło danych. Znaczna część wiedzy o ich roli w bólu neuropatycznym i chorobach zwyrodnieniowych układu nerwowego pochodzi z modeli zwierzęcych, a wyniki uzyskane u zwierząt nie zawsze potwierdzają się u człowieka [7]. Podobnie zablokowanie pojedynczej pary ligand–receptor bywa nadrabiane przez inne pary, dlatego obiecujące wyniki z modeli nie przełożyły się na skuteczność leków blokujących receptory CCR2 i CCR1 [27].

Osobnej uwagi wymaga wariant CCR5 delta 32. Wrodzony brak czynnego receptora CCR5 chroni przed zakażeniem wirusem HIV i stał się podstawą opisanych przypadków wyleczenia po przeszczepie szpiku [22, 23]. Przeszczep szpiku jest jednak zabiegiem obciążonym poważnym ryzykiem i nie jest metodą leczenia zakażenia HIV na szeroką skalę. Podobnie fenotyp Duffy-ujemny, wynikający z braku receptora ACKR1, chroni przed jedną postacią malarii, a jednocześnie wiąże się z gorszym przebiegiem niektórych chorób zapalnych [13, 21]. Ta sama zmiana genetyczna ma więc różne skutki zależnie od choroby, a pojedynczy wynik badania nie przesądza o rozpoznaniu, którego interpretacja należy do lekarza.