Immuunijärjestelmä: luonnolliset tappajasolut

Luonnolliset tappajasolut voivat tuhota SARS-CoV-2-viruksen infektoimia soluja, mutta vakavaa COVID-19-infektiota sairastavilla NK-solujen antama immuunivaste toimii puutteellisesti.

Writkowski et.al havaitsi, että vaikeaa COVID-19-tautia sairastavien verenkierrossa on normaalia korkeampi pitoisuus anti-inflammatorisia molekyylejä, jotka vaikuttavat kasvutekijä-β1:een (TGF-β1). Tämä vaikutus liittyy NK-solujen heikentyneeseen antiviraaliseen immuunivasteeseen, mikä heikentää immuunijärjestelmän puolustusta SARS-CoV-2-virusta vastaan.

RNA-sekvensointianalyysissä NK-solut osoittivat erityispiirteitä COVID-19-potilailla terveisiin verrattuna. Proinflammatoriset sytokiinivälitteiset signalointireitit vahvistuivat merkittävästi. Epätavallinen CD56dimCD16neg NK-solupopulaatio laajeni COVID-19-potilaiden PBMC-soluissa taudin vakavuudesta riippumatta, ja siihen liittyi NK-solujen sytotoksisuuden heikkeneminen. NK-solupopulaatio kuitenkin normalisoitui nopeasti samalla kun epätavanomaiset CD56dimCD16neg NK-solut katosivat ja NK-solujen sytotoksisuus palautui potilailla, joilla oli lievä COVID-19, mutta NK-solujen sytotoksisuus palautui hitaasti potilailla, joilla oli vakava COVID-19.

Luonnollisten tappajasolujen sytotoksisuuden heikkeneminen altistaa vakavammalle COVID-19-infektiolle, mutta mitä nämä luonnolliset tappajasolut, eli NK-solut ovat?

Johdanto

Luonnolliset tappajasolut (Natural Killer Cells) ovat T -ja B -solujen perheeseen kuuluvia yhteisestä kantasolusta kehittyviä lymfosyyttejä. Luontaisen immuunijärjestelmän soluina NK-solut luokitellaan ryhmän I synnynnäisiksi lymfosyyteiksi (ILC).

Luonnolliset tappajasolut reagoivat nopeasti patologisiin uhkiin. NK-solut tunnetaan erityisesti virustartunnan saaneiden solujen tuhoamisesta sekä syövän varhaisten merkkien havaitsemisesta ja kontrolloimisesta.

Erikoistuneita NK-soluja on myös istukassa ja niillä on tärkeä rooli hedelmöittymisessä ja raskauden aikana. NK-solut havaittiin niiden kyvystä tappaa pahanlaatuisia soluja ilman erillistä aktivointia. Sytotoksisista T-soluista poiketen NK-solut eivät tarvitse aktivointia antigeeniä esittäviltä soluilta.

NK-solut erittävät sytokiinejä: interferoni-gamma[IFNy] ja tuumorinekroositekijä-alfa[TNFa], jotka vaikuttavat immuunivastetta tehostaviin immuunisoluihin, kuten makrofageihin ja dendriittisoluihin.

NK-solut ovat jatkuvasti yhteydessä muihin soluihin. Luonnollisen tappajasolun immuunivasteen käynnistymiseen vaikuttaa aktivoivien ja estävien reseptorien signaalien tasapaino NK-solun pinnalla.

Aktivoivat reseptorit tunnistavat molekyylejä, jotka ilmentyvät pahanlaatuisten syöpäsolujen ja sairastuneiden solujen pinnalla käynnistäen NK -solun sytotoksisen immuunivasteen. Estävät (inhibitoivat) reseptorit toimivat NK -solujen varmistusmekanismina, joka estää NK-soluja tuhoamasta terveitä soluja.

Useimmat terveet solut ilmentävät pinnallaan MHC I-reseptoreita. Nämä toimivat tunnisteina, joiden avulla immuunijärjestelmä erottaa omat solut vieraista taudinaiheuttajista. NK -solun pinnalla olevat estävät reseptorit tunnistavat MHC I:n. Tämä ”sammuttaa” NK -solun immuunivasteen estäen terveen solun tappamisen.

Syöpäsolut ja viruksen infektoimat solut menettävät usein MHC I-reseptorit, jolloin ne altistuvat NK-solujen sytotoksiselle immuunivasteelle. Havaitessaan infektoituneen solun NK-solu vapauttaa perforiinia ja grantsyymejä sisältäviä sytotoksisia rakeita, mikä johtaa kohdesolun hajoamiseen.

MHC I:n ja NK-soluja estävien reseptorien geenit vaihtelevat ihmisten välillä. Näiden geenien alleelit assosioituvat mm. joidenkin autoimmuunisairauksien riskiin. NK-solut muuttuvat iän myötä, ja niihin vaikuttavat krooniset virusinfektiot, kuten sytomegalovirus (CMV). Koska

NK-solut kykenevät tappamaan kasvainsoluja, ne ovat syöpähotoihin kohdistuvan immuuniterapian kannalta kiinnostava tutkimuskohde. Jotkut terapeuttiset monoklonaaliset vasta -aineet perustuvat NK-solujen hyödyntämiseen. Tutkijat kehittävät myös hoitoja NK -solujen aktivoimiseksi käyttämällä sytokiinejä ja testaavat geneettisesti muunnettuja eläviä NK-soluja immuuniterapiana.

Luonnolliset tappajasolut ja immuunijärjestelmä

Luontaisen (innate) immuunijärjestelmän luonnollisia tappajasoluja ei tule sekoittaa hankinnaisen (adaptive) immuunijärjestelmn luonnollisiin tappaja T-soluihin (Natural killer T cell).

Luonnolliset tappajasolut, jotka tunnetaan myös nimellä NK-solut tai suuret granulaariset lymfosyytit (LGL) ovat synnynnäiseen/luontaiseen (innate) immuunijärjestelmään kuuluvia sytotoksisia (eli infektoituneita soluja tappavia) lymfosyyttejä. NK-solut kuuluvat kasvavaan synnynnäisten lymfoidisolujen (ILC) perheeseen, jotka muodostavat 5–20 prosenttia kaikista elimistön lymfosyyteistä [1].

NK-solujen rooli on verrannollinen hankinnaisen (adaptive) immuunivasteen sytotoksisten T-solujen roolin kanssa.

Luontaisen immuniteetin järjestelmät torjuvat nopeasti ja tehokkaasti mikrobeja ja muita elimistöön päässeitä tai kertyneitä vieraita aineksia tilanteissa, joissa antigeenejä spesifisesti tunnistavia vasta-aineita ja sytotoksisia T-soluja ei ole ehtinyt muodostua, sekä tilanteissa, joissa adaptiivinen immuniteetti tarvitsee tehostemekanismeja tunnistamiensa vieraiden rakenteiden siivoamiseen. NK-solut aktivoituvat nopeasti (noin kolmessa vuorokaudessa) viruksen tai jonkin muun patogeenin aiheuttamaan infektioon.

MHC (Major Histocompatibility Complex)

Tavallisesti immuunisolut havaitsevat MHC*-glykoproteiinien muutokset infektion saaneiden solujen pinnoilla. MHC-proteiineja kutsutaan usein myös HLA*-antigeeneiksi. MHC-molekyylejä on kahta tyyppiä: luokan I MHC- ja luokan II MHC-molekyylit.

Luokan I MHC-proteiineja ilmennetään lähes kaikissa selkärankaisen solutyypeissä. Ne esittelevät antigeenejä sytotoksisille T-soluille. Luokan II MHC-proteiineja ilmennetään pääasiassa soluissa, jotka ovat vuorovaikutuksessa auttaja-T-solujen (T helper-cell) kanssa, kuten dendriittisoluissa, makrofageissa ja B-lymfosyyteissä.

MHC-proteiineja esiintyy sairastuneiden solujen solupinnoilla, mikä laukaisee sytokiinien erittymisen. Tämä johtaa infektoidun solun lyyttiseen hajoamiseen (lysis) tai apoptoosiin (ohjattu solukuolema).

NK-soluja kutsutaan ”luonnollisiksi tappajiksi”, koska niiden immuunivaste ei edellytä erityistä aktivointia ja solun infektioon viittaava MHC I-markkeria [2]. Tämän vuoksi NK-solujen immuunireaktio on nopea. Muut immuunisolut, kuten T-solut, eivät havaitse ja tuhoa haitallisia soluja, joista puuttuu nämä MHC I -markkerit.

MHC-proteiinit toimivat immunologisessa puolustuksessa sitoen antigeeninä toimivan proteiinin pilkkoutumisen seurauksena syntyneitä peptidifragmentteja ja kuljettaen niitä antigeeniä esittelevän solun (dendriittisolu naiivien T-solujen tapauksessa) pinnalle, jossa ne esitellään yhdessä muiden stimulatoristen signaalien kanssa T-soluille.

Tämän seurauksena aktivoituneet efektori-T-solut tunnistavat saman peptidi-MHC-kompleksin kohdesolunsa pinnalla, mikä voi sytotoksisten T-solujen tapauksessa olla mikä tahansa infektoitunut elimistön solu, auttaja-T-solujen tapauksessa B-solu, sytotoksinen T-solu, infektoitunut makrofagi tai dendriittisolu itse.

* major histocompatibility complex
* human leucocyte-associated antigens

schematic diagram indicating the complementary activies of cytotoxic T cells and NK cells

NK-solut tehostavat synnynnäisen immuunijärjestelmän toimintaa

Luonnolliset tappajasolut kuuluvat synnynnäisten imusolujen ryhmään. Ne ovat yksi kolmesta solutyypistä, jotka ovat eriytyneet tavallisista imukudoksen kantasoluista. Ryhmän kaksi muuta imusolutyyppiä ovat B- ja T -solut. NK-solut erottaa muista lymfosyyteistä CD56:n ilmentyminen ja CD3:n puuttuminen (CD56+, CD3−) [3, 4].

NK -solut erilaistuvat ja kypsyvät luuytimessä, imusolmukkeissa, pernassa, risoissa ja kateenkorvassa [5]. Luonnolliset tappajasolut eroavat luonnollisista tappaja-T-soluista (NKT) fenotyypin, alkuperän ja efektoritoimintojen perusteella. Usein NKT-soluaktiivisuus edistää NK-solujen toimintaa erittämällä gamma-interferonia.

NK-solut eivät ilmennä T-soluantigeenireseptoreita (TCR), pan-T-merkkiaineita (CD3), tai pinta-immunoglobuliinien (Ig) B-solureseptoreita, mutta yleensä ne ilmentävät pintamarkkereita, kuten CD16 ja CD57. NKp46 -solun pintamarkkeri on NK -solumarkkeri, joka ilmentyy ihmisisen solujen lisäksi monien eläinten soluissa [6] [7].

Luonnolliset tappajasolut tehostavat luontaisen immunijärjestelmän toimintaa. Aktivoivilla ja inhiboivilla NK -solureseptoreilla on tärkeitä toiminnallisia tehtäviä immunologisen toleranssin (self tolerance) ja NK -solujen aktiivisuuden ylläpitämisessä.

NK-solut osallistuvat myös adaptiiviseen immuunivasteeseen [8]. Kokeet ovat osoittaneet NK-solujen kyvyn mukautua välittömään ympäristöön ja muodostaa antigeenispesifistä immunologista muistia, joka on olennainen sekundaarisiin infektioihin vastaamisessa samalla antigeenillä [9].

NK -solujen rooli immuunivasteissa on tärkeä tutkimuslinja tutkimuksessa, jossa käytetään NK -solujen aktiivisuutta mahdollisena syöpähoitona.

* MeSH = Medical Subject Headings
* FMA = The Foundational Model of Anatomy Ontology

NK-solujen historia

Varhaisissa syöpäpotilaiden tutkimuksissa soluvälitteisestä sytotoksisuudesta kasvainkohdesoluja vastaan havaittiin johdonmukaisesti niin sanottua ”luonnollista” reaktiivisuutta. Jotkin lymfosyytti-populaatiot hajottivat poikkeuksellisesti kasvainsoluja ilman, että niitä oli aikaisemmin herkistetty kasvainsoluille.

Tohtori Henry Smith (Leedsin yliopiston lääketieteellinen korkeakoulu) julkaisi havainnosta tutkimuksen (1966), jossa vahvistettiin, että käsittelemättömät lymfoidisolut pystyivät antamaan luonnollisen immuniteetin kasvaimille [10]. Monet tutkijat olivat tehneet vastaavia havaintoja, mutta koska löydöt olivat ristiriidassa tuolloin vakiintuneen mallin kanssa, monet pitivät näitä havaintoja artefakteina*.[11]

* Artefakti (lääketiede):
1. keinotekoinen tuote; rakenne tai piirre, joka ei ole luonnollinen, vaan johtuu manipulaatiosta.
2. kuvan vääristymä tai sumeus, joka johtuu käsittelystä tai varastoinnista.


Vuoteen 1973 mennessä ”luonnollinen tappava” reaktiivisuus vahvistettiin useilla lajeilla. Havaintojen seurauksena postuloitiin oletus erillisen solulinjan olemassaolosta, jolla on tämä kyky. Havainnon, että ainutlaatuinen lymfosyyttityyppi oli vastuussa spontaanista sytotoksisuudesta, teki 1970-luvun alussa Rolf Kiessling ja Hugh Pross hiirillä [12] sekä Hugh Pross ja Mikael Jondal ihmisillä [13][14]. Hiiri- ja ihmistutkimukset toteutettiin Tukholman Karoliinisen instituutin professorien Eva Kleinin ja Hans Wigzellin ohjauksessa.

Kiesslingin tutkimus koski T-lymfosyyttien hyvin karakterisoitua kykyä hajottaa kasvainsoluja, joita vastaan ne oli aiemmin immunisoitu. Pross ja Jondal tutkivat soluvälitteistä sytotoksisuutta ihmisen veressä ja erilaisten reseptoria sisältävien solujen poistamisen vaikutusta tähän sytotoksisuuteen. Myöhemmin samana vuonna Ronald Herberman julkaisi samanlaisia havaintoja hiiren efektorisolun ainutlaatuisesta luonteesta [15]. Ihmisillä tehtyjen tutkimusten tiedot vahvisti suurimmaksi osaksi West et al.[16] käyttäen samanlaisia tekniikoita ja samaa erytroleukeemista kohdesolulinjaa, K562. K562 on herkkä ihmisen NK-solujen hajoamiselle. Sittemmin K562 51-kromin vapautumismäärityksestä on tullut yleisimmin käytetty määritys ihmisen NK-toiminnallisen aktiivisuuden havaitsemiseksi [17].

Menetelmän yleinen käyttö on johtanut siihen, että laboratoriot ympäri maailmaa voivat helposti vertailla kokeellisia tietoja. Käyttämällä epäjatkuvaa tiheyssentrifugointia ja monoklonaalisia vasta-aineita, luonnollinen tappamiskyky kartoitettiin suurten, granulaaristen lymfosyyttien alaryhmään (LGL), jotka tunnetaan nykyään NK-soluina.

Timonen ja Saksela osoittivat vuonna 1980, että tiheysgradientilla eristetyt suuret granulaariset lymfosyytit olivat vastuussa ihmisen NK-aktiivisuudesta [18]. Tämä oli ensimmäinen kerta, kun NK-solut visualisoitiin mikroskooppisesti, ja se oli suuri läpimurto alalla.

NK-solujen alaryhmät

NK-solut luokitellaan:

  • CD56bright -soluiksi ja
  • CD56dim – soluiksi [19][20][3]

CD56bright NK-solut erittävät sytokiineja ja ovat toiminnaltaan samankaltaisia kuin T-auttajasolut [20]. CD56bright NK-solut muodostavat valtaosan luuytimen, toissijaisista imukudoselimistä, maksan ja iho NK-soluista [3].

Imukudosta on myös imukeräsissä. Imukeräsiä löytyy risakudoksista, Peyerin levyistä suolistossa, umpilisäkkeestä ja hengitysteiden limakalvolta. Näistä imukudoksista käytetään nimitystä MALT-järjestelmä (mucosa-associated lymphoid tissue). Imukudoselimet voidaan jakaa ensisijaisiin imukudoselimiin, joita ovat luuydin ja kateenkorva sekä toissijaisiin imukudoselimiin, joita ovat perna, risat, imusuonisto imusolmukkeineen, erilliset imukeräset ja imukerässikermät.

CD56dim NK-soluja löydetään pääasiassa perifeerisestä verestä*, [3]. Näitä NK-soluja luonnehtii ”kyky tappaa” sairastuneita soluja [20]. CD56dim NK-solut ovat aina CD16-positiivisia (CD16 on vasta-aine-riippuvaisen soluvälitteinen sytotoksisuus (ADCC – Antibody-dependent cellular cytotoxicity)) välittäjä [20]. CD56bright NK-solut voivat muuttua CD56dim -soluiksi CD16 välityksellä [3]. Luonnolliset tappajasolut tuhoavat viruksen infektoimia soluja CD16-välitteisesti vasta-aine-riippuvaisessa soluvälitteisessä sytotoksisuudessa (ADCC)[21].

Kaikilla COVID-19-potilailla CD56bright NK-solujen toiminta on heikentynyt, mutta CD56dim on heikentynyt vain vakavaa COVID-19-infektiota sairastavilla [21].

* Perifeerinen veri kulkee sydämen, valtimoiden, kapillaarien ja verisuonien läpi. Sen tärkein tehtävä on kuljettaa happea ja ravintoaineita elimistön soluihin ja kudoksiin sekä poistaa hiilidioksidia ja muita kuona-aineita elimistöstä.

NK-solujen reseptorit

NK-solureseptorit voidaan erottaa toiminnan perusteella. Luonnolliset sytotoksisuusreseptorit indusoivat suoraan apoptoosin (solukuoleman) Fas-ligandiin sitoutumisen jälkeen, mikä osoittaa suoraan solun tartunnan.

MHC-riippumattomat reseptorit käyttävät vaihtoehtoista reittiä apoptoosin indusoimiseksi infektoiduissa soluissa. Luonnollinen tappajasoluaktivaatio määräytyy estävän ja aktivoivan reseptoristimulaation tasapainon perusteella. Esimerkiksi, jos inhiboiva reseptorin signalointi on näkyvämpää, NK-soluaktiivisuus estyy; samoin, jos aktivoiva signaali on hallitseva, seurauksena on NK-solujen aktivaatio [22]. NK-solureseptorityypit (joissa on inhiboivia ja joitain aktivoivia jäseniä) erotetaan rakenteesta. Seuraavassa on muutama esimerkki:

Aktivoivat reseptorit

  • Ly49 (homodimeeri, eli kahdesta rakenneyksiköstä koostuva rakenne, jonka molemmat yksiköt ovat samanlaisia). Ihmisellä on yksi pseudogeeninen Ly49-reseptori, joka kuuluu vanhoihin C-tyypin lektiiniperheen reseptoreihin. Ly49 on klassisten (polymorfisten) MHC I -molekyylien reseptori.
  • NCR (luonnolliset sytotoksisuusreseptorit), immunoglobuliinien superperheen tyypin 1 transmembraaniproteiinit välittävät stimulaatiossa NK:n tappamista ja IFNy:n vapautumista. Ne sitovat virusligandeja, kuten hemagglutiniinit ja hemagglutiniinineuraminidaasit, joitain bakteeriligandeja ja soluligandeja, jotka liittyvät kasvaimen kasvuun, kuten PCNA.
  • CD16 (FcγIIIA) CD16 on erilaistumismolekyylien ryhmä, joka löytyy luonnollisten tappajasolujen, neutrofiilien, monosyyttien ja makrofagien pinnasta. Se osallistuu vasta-aineriippuvaiseen soluvälitteiseen sytotoksisuuteen.CD16 on immunoglobuliinien superperheen (IgSF) molekyyli, joka osallistuu vasta-aineriippuvaiseen solusytotoksisuuteen (ADCC). Sitä voidaan käyttää spesifisten immuunisolujen populaatioiden eristämiseen fluoresenssiaktivoidun solulajittelun (FACS) tai magneettisesti aktivoidun solulajittelun avulla käyttämällä CD16:ta vastaan suunnattuja vasta-aineita.CD16 on tyypin III Fcy-reseptori. Ihmisillä sitä esiintyy kahdessa eri muodossa: FcyRIIIa (CD16a) ja FcyRIIIb (CD16b), joiden sekvenssien samankaltaisuus on 96 % solunulkoisilla immunoglobuliinia sitovilla alueilla. Kun FcyRIIIa ekspressoituu syöttösoluissa, makrofageissa ja luonnollisissa tappajasoluissa transmembraanisena reseptorina, FcyRIIIb ekspressoituu vain neutrofiileissä.

    FcyRIIIb on ainoa Fc-reseptori, joka on ankkuroitu solukalvoon glykosyylifosfatidyyli-inositoli (GPI) -linkkerillä, ja sillä on myös merkittävä rooli kalsiumin mobilisaation ja neutrofiilien degranulaation käynnistämisessä. FcγRIIIa ja FcγRIIIb pystyvät yhdessä aktivoimaan degranulaation, fagosytoosin ja oksidatiivisen purskeen, mikä mahdollistaa neutrofiilien puhdistamisen opsonisoituneista patogeeneista.

Inhiboivat (estävät) reseptorit

  • Tappajasolun immunoglobuliininkaltaiset reseptorit (KIRs) kuuluvat Ig:n kaltaisten solun ulkoisten domeenien reseptorien multigeeniseen perheeseen. Ne ovat klassisen MHC I:n (HLA-A, HLA-B, HLA-C) sekä ei-klassisen Mamu-G:n (HLA-G) pääreseptoreita kädellisillä. Jotkut KIR:t ovat spesifisiä tietyille HLA-alatyypeille. Useimmat KIR:t ovat estäviä ja hallitsevia. Tavalliset solut ilmentävät MHC-luokkaa I, joten KIR-reseptorit tunnistavat ne ja NK-solujen sytotoksinen reaktio estyy.
  • CD94/NKG2 (heterodimeeri, eli kahdesta rakenneyksiköstä koostuva rakenne, jonka molemmat yksiköt ovat rakenteeltaan erilaisia) on C-tyypin lektiiniperheen reseptori, joka on konservoitunut (säilynyt samanlaisena) sekä jyrsijöillä että kädellisillä ja identifioi ei-klassisia (myös ei-polymorfisia) MHC I -molekyylejä, kuten HLA-E. HLA-E:n ilmentyminen solun pinnalla riippuu klassisten MHC-luokan I molekyylien signaalisekvenssistä peräisin olevan nonameeripeptidiepitoopin läsnäolosta, joka muodostuu signaalipeptidipeptidaasin ja proteasomin peräkkäisestä toiminnasta.
  • ILT tai LIR (immunoglobuliininkaltainen reseptori) kuuluu äskettäin tunnistettuun Ig-reseptoreiden perheeseen.
  • Ly49:llä on sekä aktivoivia että estäviä isoformeja. Ne ovat erittäin polymorfisia populaatiotasolla; vaikka ne eivät ole rakenteellisesti sukua KIR:eille, ne ovat KIR:ien toiminnallisia homologeja hiirillä. Ly49:t ovat klassisten (polymorfisten) MHC I -molekyylien reseptoreita.

Funktio

Sytolyyttinen granulaatiovälitteinen soluapoptoosi

NK-solut ovat sytotoksisia (solulle myrkyllisiä).Pienet granulat sytoplasmassa sisältävät proteiineja, kuten perforiinia ja proteaaseja, eli grantsyymeja. Vapautuessaan tapettavaksi tarkoitetun solun välittömään läheisyyteen perforiini muodostaa huokosia kohdesolun solukalvoon, luoden näin vesipitoisen kanavan, jonka kautta grantsyymit ja niihin liittyvät molekyylit pääsevät soluun, mikä indusoi joko apoptoosin tai lyyttiseen solun hajoamisen.

Ero apoptoosin ja solun hajoamisen välillä on tärkeä immunologiassa: viruksen saastuttaman solun hajottaminen voi mahdollisesti vapauttaa virioneja, kun taas apoptoosi johtaa viruksen tuhoutumiseen. NK-solut erittävät myös α-defensiinejä, antimikrobisia molekyylejä, ja ne tappavat bakteereja suoraan hajottamalla niiden soluseiniä neutrofiilien kanssa analogisella tavalla.[5]

Vasta-aineriippuvainen soluvälitteinen sytotoksisuus (ADCC)

Infektoituneet solut opsonoidaan rutiininomaisesti vasta-aineilla immuunisolujen havaitsemiseksi. NK-soluissa ilmentyvät FcyRIII (CD16) -reseptorit voivat tunnistaa antigeeneihin sitoutuvat vasta-aineet, mikä johtaa NK-aktivaatioon, sytolyyttisten rakeiden vapautumiseen ja siitä johtuvaan soluapoptoosiin. Tämä on joidenkin monoklonaalisten vasta-aineiden, kuten rituksimabin (Rituxan), ofatumumabin (Azera) ja muiden, tärkeä toimintamekanismi. Vasta-aineriippuvaisen soluvälitteisen sytotoksisuuden vaikutus kasvainsolujen tappamiseen voidaan mitata spesifisellä testillä, joka käyttää NK-92:ta, kuolematonta NK-kaltaisten solujen linjaa, joka on lisensoitu NantKwest, Inc:lle: NK-92-solujen vaste, joka on transfektoitu korkean affiniteetin Fc-reseptorilla verrataan ”villin tyypin” NK-92:een, joka ei ilmennä Fc-reseptoria.[23]

Sytokiinien indusoima NK-solujen ja sytotoksisten T-lymfosyyttien (CTL) aktivaatio

Sytokiineilla on ratkaiseva rooli NK-solujen aktivoinnissa. Koska nämä ovat stressimolekyylejä, joita solut vapauttavat virusinfektion seurauksena, ne toimivat signaalina NK-soluille viruspatogeenien esiintymisestä sairastuneella alueella.

NK-aktivaatioon osallistuvia sytokiinejä ovat IL-12, IL-15, IL-18, IL-2 ja CCL5. NK-solut aktivoituvat vasteena interferoneille tai makrofageista peräisin oleville sytokiineille. Ne toimivat virusinfektioiden hillitsemisessä, kun taas adaptiivinen immuunivaste tuottaa antigeenispesifisiä sytotoksisia T-soluja, jotka voivat poistaa infektion.

NK-solut hallitsevat virusinfektioita erittämällä IFNy:aa ja TNFa:aa. IFNy aktivoi makrofageja fagosytoosia ja hajoamista varten, ja TNFa toimii edistäen suoraa NK-kasvainsolujen tappamista. Potilaat, joilta puuttuu NK-soluja, ovat erittäin alttiita herpesvirusinfektion varhaisille vaiheille.

Puuttuva itsensä tunnistamisen -hypoteesi

Jotta NK-solut voisivat puolustaa kehoa viruksia ja muita taudinaiheuttajia vastaan, ne tarvitsevat mekanismeja, joilla ne tunnistavat onko solu infektoitunut vai ei. Tarkat mekanismit ovat edelleen tutkimuksen kohteena, mutta ”muuttuneen minän” tilan tunnistamisen uskotaan liittyvän asiaan.

Sytotoksisen aktiivisuutensa hallitsemiseksi NK-soluilla on kahden tyyppisiä pintareseptoreita: aktivoivat reseptorit ja estävät reseptorit sekä tappajasolujen immunoglobuliinin kaltaiset reseptorit. Useimmat näistä reseptoreista eivät ole ainutlaatuisia NK-soluille, ja niitä voi esiintyä myös joissakin T-solujen alaryhmissä.

Estävät reseptorit tunnistavat MHC-luokan I alleelit, mikä selittää, miksi NK-solut ensisijaisesti tappavat soluja, joissa on vähän MHC-luokan I molekyylejä. Tämä NK-solukohteen vuorovaikutusmuoto tunnetaan nimellä ”puuttuva itsensä tunnistaminen”. Klas Kärre kollegoineen nimesi hypoteesin 90-luvun lopulla.

MHC-luokan I molekyylit ovat päämekanismi, jolla solut näyttävät virus- tai kasvainantigeenejä sytotoksisille T-soluille. Sekä solunsisäisissä mikrobeissa että kasvaimissa on havaittavissa yleinen evoluutionaalinen sopeutuminen: MHC I -molekyylien krooninen vaimeneminen, mikä tekee sairastuneista soluista näkymättömiä T-soluille, jolloin ne voivat välttää T-soluvälitteisen immuunivasteen. NK-solut ilmeisesti kehittyivät evoluutioreaktiona tähän sopeutumiseen (MHC:n menetys eliminoi CD4/CD8-toiminnan, joten toinen immuunisolu kehittyi täyttämään tehtävän)[24].

Kasvainsolujen seuranta

Luonnollisista tappajasoluista puuttuu usein antigeenispesifisiä solupintareseptoreita, joten ne ovat osa synnynnäistä (luontaista) immuunijärjestelmää, eli ne pystyvät reagoimaan välittömästi ilman aiempaa altistusta taudinaiheuttajalle.

Sekä hiirillä että ihmisillä NK-soluilla voidaan nähdä rooli kasvaimen immuunivalvonnassa indusoimalla suoraan kasvainsolujen kuolemaa (NK:t toimivat sytolyyttisinä efektorilymfosyytteinä), jopa ilman pintaadheesiomolekyylejä ja antigeenisiä peptidejä. Tämä NK-solujen rooli on tärkeä immuunijärjestelmän toiminnalle erityisesti siksi, että T-solut eivät pysty tunnistamaan patogeenejä pinta-antigeenien puuttuessa [2].

Kasvainsolujen havaitseminen johtaa NK-solujen aktivoitumiseen ja siitä johtuvaan sytokiinien tuotantoon ja erittymiseen. Jos kasvainsolut eivät aiheuta tulehdusta, niitä pidetään myös itsenä, eivätkä ne aiheuta T-soluvastetta.

NK:t tuottavat useita sytokiinejä, mukaan lukien tuumorinekroositekijä a (TNFa), IFNy ja interleukiini (IL-10). TNFa ja IL-10 toimivat proinflammatorisina ja vastaavasti immunosuppressoreina.

NK-solujen aktivaatio ja sitä seuraava sytolyyttisten efektorisolujen tuotanto vaikuttaa makrofageihin, dendriittisoluihin ja neutrofiileihin, mikä mahdollistaa sen jälkeen antigeenispesifiset T- ja B-soluvasteet. Sen sijaan, että se vaikuttaisi antigeenispesifisten reseptorien kautta, NK-solujen aiheuttamaa kasvainsolujen hajoamista välittävät vaihtoehtoiset reseptorit, mukaan lukien NKG2D, NKp44, NKp46, NKp30 ja DNAM [22]. NKG2D on disulfidisidottu homodimeeri, joka tunnistaa useita ligandeja, mukaan lukien ULBP ja MICA, jotka tyypillisesti ilmentyvät kasvainsoluissa. Dendriittisolujen ja NK-solujen välisen rajapinnan roolia immunobiologiassa on tutkittu ja määritelty kriittiseksi monimutkaisen immuunijärjestelmän ymmärtämiselle.

NK-solut, makrofagit ja eräät muut solutyypit, ilmentävät Fc-reseptori-molekyyliä (FcR) – (FC-gamma-RIII = CD16). Se on aktivoiva biokemiallinen reseptori, joka sitoo IgG-luokan vasta-aineiden Fc-osan. Tämä sallii NK-solujen kohdistaa aktivaationsa soluihin ja hajottaa soluja vasta-aineriippuvaisen soluvälitteisen sytotoksisuuden (ADCC) kautta.

Immuunivaste riippuu NK-soluissa ilmennetyn Fc-reseptorin affiniteetista, jolla voi olla korkea, keskitasoinen ja alhainen affiniteetti vasta-aineen Fc-osaan. Tämän affiniteetin määrää proteiinin asemassa 158 oleva aminohappo, joka voi olla fenyylialaniini (F-alleeli) tai valiini (V-alleeli). Potilaat, joilla on korkea affiniteetti FcRgammRIII (158 V/V alleeli), reagoivat paremmin vasta-ainehoitoon. Tämä on osoitettu lymfoomapotilailla, jotka ovat saaneet Rituxan-vasta-ainetta.
Potilailla, jotka ilmentävät 158 V/V alleelia, oli parempi antituumorivaste. Vain 15–25 % väestöstä ilmentää 158 V/V alleelia. Monoklonaalisten vasta-aineiden ADCC-osuuden määrittämiseksi NK-92-solut (”puhdas” NK-solulinja) on transfektoitu korkean affiniteetin FcR:n geenillä.

Vanhenevien solujen poistaminen

Luonnollisilla tappajasoluilla ja makrofageilla on tärkeä tehtävä vanhenevien solujen poistamisessa [25]. Luonnolliset tappajasolut tappavat vanhenevia soluja ja erittävät makrofageja aktivoivia sytokiinejä, jotka aktivoivat makrofagit poistamaan vanhenevia soluja [25].

Luonnolliset tappajasolut voivat käyttää NKG2D-reseptoreita havaitsemaan vanhenevia soluja ja tappamaan nämä solut käyttämällä perforiinihuokosia muodostavaa sytolyyttistä proteiinia.[26] CD8+ sytotoksiset T-lymfosyytit käyttävät myös NKG2D-reseptoreita havaitsemaan vanhenevia soluja ja edistämään NK-solujen tapaan vanhenevien solujen tappamista.[26]

NK-solujen adaptiiviset ominaisuudet – ”muistin kaltaiset”, ”mukautuvat” ja muisti-NK-solut

Adaptive NK cells

Kyky synnyttää muistisoluja primaarisen infektion jälkeen sekä siitä seuraava nopea immuunivaste saman antigeenin aiheuttamiin myöhempiin infektioihin on keskeinen osa T- ja B-solujen tehtäviä adaptiivisessa immuunivasteessa.

NK-soluja on pidetty osana luontaista immuunijärjestelmää. Viime aikoina lisääntynyt näyttö kuitenkin viittaa siihen, että NK-soluilla voi olla useita ominaisuuksia, jotka yleensä johtuvat adaptiivisista immuunisoluista (esim. T-soluvasteista), kuten alaryhmien dynaaminen laajeneminen ja supistuminen, lisääntynyt pitkäikäisyys ja immunologisen muistin muoto, jolle on ominaista tehokkaampi vaste saman antigeenin toissijaiseen altistukseen [27][28].

Hiirien MCMV-mallissa havaittiin MCMV-indusoitujen NK-solujen suojaavia muistitoimintoja [29] ja MCMV-ligandin m157 suora tunnistaminen Ly49-reseptorin toimesta osoittautui tärkeäksi adaptiivisten NK-soluvasteiden synnyttämisessä.[29]

Ihmisillä useimmat tutkimukset ovat keskittyneet aktivoivaa reseptoria NKG2C (KLRC2) kantavan NK-solujen alajoukon laajentamiseen. Tällaista laajenemista havaittiin ensisijaisesti vasteena ihmisen sytomegalovirukselle (HCMV) [30], mutta myös muissa infektioissa, mukaan lukien hantavirus, Chikungunya-virus, HIV ja virushepatiitti.

Laukaisevatko virusinfektiot adaptiivisten NKG2C+ NK-solujen laajentumisen vai johtavatko muut infektiot piilevän HCMV:n uudelleen aktivoitumiseen (kuten hepatiitista on arveltu [31]), on vielä ratkaisematta. Viimeaikaiset tutkimukset viittaavat siihen, että adaptiiviset NK-solut voivat käyttää aktivoivaa reseptoria NKG2C (KLRC2) sitoutuakseen suoraan sytomegaloviruksesta peräisin oleviin peptidiantigeeneihin ja reagoida peptidien tunnistamiseen aktivoimalla, laajentamalla ja erilaistumalla [32]. Tämä mekanismi, joka reagoi viruksen infektoimiin soluihin tunnettiin aiemmin vain adaptiivisen immuunijärjestelmän T-solujen immuunivasteesta.

NK-solujen toiminta raskausaikana

Koska siittiöiden mukana naisen munasoluun päätyy vieraita geenejä, onnistunut hedelmöittyminen edellyttää äidin immuunijärjestelmän tukahduttamista. NK-soluilla uskotaan olevan keskeinen merkitys tässä prosessissa [33]. Kohdun NK-solut (uNK-solut) eroavat perifeerisistä NK-soluista.

Kohdun NK-solut kuuluvat CD56bright NK -solujen alaryhmään. Ne erittävät sytokiineja, mutta niillä on alhainen sytotoksinen kyky. Ne ovat verrattain samankaltaisia perifeeristen CD56bright NK-solujen kanssa, mutta niillä on hieman erilainen reseptoriprofiili.[33]

uNK-solut ovat runsaimpia leukosyyttejä kohdussa raskauden alkuvaiheessa. Niiden osuus on noin 70 % kohdun leukosyyteistä, mutta niiden alkuperästä ei ole varmuutta [34]. Kohdun NK-solut tuottavat solusytotoksisuutta in vitro, mutta vähemmän kuin perifeeriset NK-solut, vaikka ne sisältävät perforiinia [35].

Sytotoksisuuden puute in vivo voi johtua kohdun NK-solujen estoreseptoreiden ligandeista. Trofoblastisolut vähentävät HLA-A:n ja HLA-B:n säätelyä suojautuakseen sytotokselta T-soluvälitteiseltä kuolemalta. Tämä aktivoisi normaalisti NK-solut puuttuvalla itsetunnistuksella; nämä solut kuitenkin säilyvät. Trofoblastin HLA-E:n (joka on ligandi NK-soluja inhiboivalle reseptorille NKG2A) ja HLA-G:n (joka on ligandi NK-soluja estävälle reseptorille KIR2DL4) selektiivisen retention uskotaan puolustavan sitä NK-soluvälitteistä kuolemaa vastaan. [33]
Perifeeristen NK-solujen korkeampia prosenttiosuuksia esiintyy naisilla, joilla on ollut toistuvia keskenmenoja [36].

NK-solut ovat vuorovaikutuksessa HLA-C:n kanssa tuottaen sytokiinejä, jotka ovat välttämättömiä trofoblastiselle proliferaatiolle. Joitakin tärkeitä sytokiineja, joita ne erittävät, ovat TNF-α, IL-10, IFN-y, GM-CSF ja TGF-β [33]. Esimerkiksi IFN-y laajentaa ja ohentaa äidin kierrevaltimoiden seinämiä parantaakseen verenkiertoa implantaatiokohtaan [37].

Syöpäsolut ja NK-solut

Tuumorisolut voivat välttää immuunivasteet poistamalla NKG2D:n liukoisia ligandeja. Nämä liukoiset NKG2D-ligandit sitoutuvat NK-solujen NKG2D-reseptoreihin aktivoiden väärän NK-vasteen ja siten luoden kilpailua reseptoripaikasta [2]. Tätä kiertotapaa esiintyy eturauhassyövässä. Lisäksi eturauhassyövän kasvaimet voivat välttää CD8-solujen tunnistamisen, koska ne pystyvät vaimentamaan MHC-luokan I molekyylien ilmentymistä. Tämä esimerkki immuunijärjestelmän väistämisestä korostaa itse asiassa NK-solujen merkitystä kasvaimen seurannassa ja vasteessa, koska CD8-solut voivat näin ollen vaikuttaa vain kasvainsoluihin vasteena NK:n käynnistämään sytokiinien tuotantoon (adaptiivinen immuunivaste) [38].

NK-solujen korkea pitoisuus

Kokeelliset hoidot NK-soluilla ovat johtaneet liialliseen sytokiinituotantoon ja jopa septiseen sokkiin. Tulehduksellisen sytokiini gamma-interferonin ehtyminen käänsi vaikutuksen.

Sovellukset

Syöpäterapiat

Koska NK-solut tunnistavat kohdesolut, kun ne ilmentävät ei-omia HLA-antigeenejä (mutta eivät itseään), autologiset (potilaiden omat) NK-soluinfuusiot eivät ole osoittaneet kasvainten vastaisia vaikutuksia.

Sen sijaan tutkijat työskentelevät perifeerisen veren allogeenisten solujen käyttämiseksi, mikä edellyttää, että kaikki T-solut poistetaan ennen infuusiota, jotta voidaan poistaa käänteishyljintäsairauden riski, joka voi olla kohtalokas.

Tämä voidaan saavuttaa käyttämällä immunomagneettista kolonnia (CliniMACS). Lisäksi, koska veressä on rajoitettu määrä NK-soluja (vain 10 % lymfosyyteistä on NK-soluja), niiden määrää on lisättävä viljelmässä. Tämä voi kestää muutaman viikon ja tuotto riippuu luovuttajasta.

Yksinkertaisempi tapa saada suuria määriä puhtaita NK-soluja on laajentaa NK-92-soluja, joiden solut kasvavat jatkuvasti viljelmässä ja jotka voidaan laajentaa kliinisen asteen määrään pusseissa tai bioreaktoreissa [39]. Kliiniset tutkimukset ovat osoittaneet sen olevan hyvin siedetty, ja joitakin kasvaimia estäviä vasteita on havaittu potilailla, joilla on keuhkosyöpä, melanooma ja lymfooma [40][41].

NK-92-immunoterapiaan liittyy kuitenkin merkittäviä rajoituksia, koska solulinja on peräisin potilaalta, jolla on non-Hodgkin-lymfooma, ja siksi se on säteilytettävä ennen infuusiota, mikä rajoittaa pysyvyyttä in vivo. Lisäksi NK-92-soluista puuttuu CD-16, minkä vuoksi ne eivät pysty suorittamaan ADCC:tä, mikä estää tämän hoidon käyttämisen yhdessä monoklonaalisten vasta-ainehoitojen kanssa [42]. Ne voidaan kuitenkin suunnitella sisältämään CD16, mikä mahdollistaa ADCC-toiminnan ja laajentaa niiden mahdollista terapeuttista käyttökelpoisuutta.

T-solujen infuusiot, jotka on suunniteltu ilmentämään kimeeristä antigeenireseptoria (CAR), joka tunnistaa antigeenimolekyylin leukemiasoluissa, voivat saada aikaan remissioita potilailla, joilla on pitkälle edennyt leukemia. T-solujen laajenemiseen liittyy logistisia haasteita, ja tutkijat työskentelevät soveltaakseen samaa tekniikkaa ääreisveren NK-soluihin ja NK-92:een. NK-92-soluja voidaan muokata sisältämään sekä CD16- että CAR-soluja, jotta ne voivat suorittaa sekä ADCC-välitteisen tappamisen IgG1-vasta-aineiden kautta että CAR-välitteisen tappamisen samasta solusta. Yksi tällainen NK-92:sta johdettu solulinja, nimeltään t-haNK, on muokattu sekä CD16:n että anti-PD-L1 CAR:n kanssa, ja se on parhaillaan kliinisessä kehityksessä onkologisiin indikaatioihin. NK-92.

Bostonin lastensairaalassa tehdyssä tutkimuksessa, yhteistyössä Dana-Farber Cancer Instituten kanssa, jossa immuunipuutteiset hiiret olivat saaneet lymfoomia EBV-infektiosta, NK-aktivoiva reseptori NKG2D, fuusioitiin EBV-vasta-aineen stimuloivan Fc-osan kanssa. NKG2D-Fc-fuusio vähensi kasvaimen kasvua ja pidensi vastaanottajien elinaikaa. LMP1-käyttöisten lymfoomien siirtomallissa NKG2D-Fc-fuusio vähensi kasvaimen kasvua ja pidensi vastaanottajien elinaikaa. Hodgkin-lymfoomassa, jossa pahanlaatuiset Hodgkin Reed-Sternberg -solut ovat tyypillisesti HLA-luokan I puutteellisia, immuunijärjestelmän väistäminen välittyy osittain vinoutumisesta kohti uupunutta PD-1hi NK -solufenotyyppiä, ja näiden NK-solujen uudelleenaktivoituminen näyttää olevan yksi tarkistuspisteen estämisen aiheuttama vaikutusmekanismi.[43]

Uudet havainnot

Luontainen resistenssi HIV:lle

Tuoreet tutkimukset viittaavat siihen, että spesifiset KIR-MHC luokan I geenivuorovaikutukset voivat hallita synnynnäistä geneettistä vastustuskykyä tietyille virusinfektioille, mukaan lukien HIV [5]. Tiettyjen HLA-allotyyppien on havaittu määrittävän HIV:n etenemisen AIDSiksi; esimerkkinä ovat HLA-B57- ja HLA-B27-alleelit, joiden on havaittu hidastavan etenemistä HIV:stä AIDSiin. Tämä on ilmeistä, koska potilailla, jotka ilmentävät näitä HLA-alleeleja, on havaittu olevan pienempi viruskuorma ja CD4+ T-solujen lukumäärän asteittainen lasku.

Huolimatta huomattavasta HLA-alleelien ja KIR-allotyyppien geneettistä korrelaatiota mittaavasta tutkimuksesta ja kerätyistä tiedoista, varmaa johtopäätöstä siitä, mikä yhdistelmä vähentää HIV- ja AIDS-alttiutta, ei ole vielä tehty. NK-solut voivat aiheuttaa immuunipaineen HIV:lle, mikä on aiemmin kuvattu vain T-soluilla ja vasta-aineilla [44]. HIV mutatoituu välttääkseen NK-solujen havaitsemisen [44].

Kudosten NK-solut

Suurin osa nykyisestä tiedostamme on peräisin hiiren pernan ja ihmisen perifeerisen veren NK-solujen tutkimuksista.

Viime vuosina on kuvattu kudoksissa eläviä NK-solupopulaatioita [45][46]. Nämä kudoksessa elävät NK-solut jakavat transkription samankaltaisuuden kuin aiemmin kuvatut kudoksessa asuvat muisti-T-solut. Kuitenkaan kudoksissa asuvat NK-solut eivät välttämättä ole muistifenotyyppiä, ja itse asiassa suurin osa kudoksessa olevista NK-soluista on toiminnallisesti epäkypsiä[47].

Näillä erikoistuneilla NK-solujen alajoukoilla voi olla rooli elinten homeostaasissa. Esimerkiksi NK-solut rikastuvat ihmisen maksassa tietyllä fenotyypillä ja osallistuvat maksafibroosin hallintaan [48][49]. Kudoksissa eläviä NK-soluja on myös tunnistettu sellaisista kohdista kuin luuytimessä, pernassa ja viime aikoina keuhkoissa, suolistossa ja imusolmukkeissa. Näissä paikoissa kudoksissa asuvat NK-solut voivat toimia säiliönä kypsymättömien NK-solujen ylläpitämiselle ihmisissä läpi elämän.[47]

Lähde: Wikipedia, Imperial College London

Lähdeluettelo

  1. Perera Molligoda Arachchige, Arosh Shavinda (2021-03-24). ”Human NK cells: From development to effector functions”. Innate Immunity. 27 (3): 212–229. doi:10.1177/17534259211001512. ISSN 1753-4259. PMC 8054151. PMID 33761782.
  2. Vivier E, Raulet DH, Moretta A, Caligiuri MA, Zitvogel L, Lanier LL, Yokoyama WM, Ugolini S (January 2011). ”Innate or adaptive immunity? The example of natural killer cells”. Science. 331 (6013): 44–9. Bibcode:2011Sci…331…44V. doi:10.1126/science.1198687. PMC 3089969. PMID 21212348.
  3. Pfefferle A, Jacobs B, Sohlberg E, Malmberg K (2020). ”Deciphering Natural Killer Cell Homeostasis”. Frontiers in Immunology. 11: 812. doi:10.3389/fimmu.2020.00812. PMC 7235169. PMID 32477340.
  4. Roitt I, Brostoff J, Male D (2001). Immunology (6th ed.), 480p. St. Louis: Mosby, ISBN 0-7234-3189-2.
  5. Iannello A, Debbeche O, Samarani S, Ahmad A (July 2008). ”Antiviral NK cell responses in HIV infection: I. NK cell receptor genes as determinants of HIV resistance and progression to AIDS”. Journal of Leukocyte Biology. 84 (1): 1–26. CiteSeerX 10.1.1.619.9639. doi:10.1189/jlb.0907650. PMID 18388298. S2CID 26975415.
  6. Walzer T, Bléry M, Chaix J, Fuseri N, Chasson L, Robbins SH, Jaeger S, André P, Gauthier L, Daniel L, Chemin K, Morel Y, Dalod M, Imbert J, Pierres M, Moretta A, Romagné F, Vivier E (February 2007). ”Identification, activation, and selective in vivo ablation of mouse NK cells via NKp46”. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 104 (9): 3384–9. Bibcode:2007PNAS..104.3384W. doi:10.1073/pnas.0609692104. PMC 1805551. PMID 17360655.
  7. Sivori S, Vitale M, Morelli L, Sanseverino L, Augugliaro R, Bottino C, Moretta L, Moretta A (October 1997). ”p46, a novel natural killer cell-specific surface molecule that mediates cell activation”. The Journal of Experimental Medicine. 186 (7): 1129–36. doi:10.1084/jem.186.7.1129. PMC 2211712. PMID 9314561.
  8. Arina A, Murillo O, Dubrot J, Azpilikueta A, Alfaro C, Pérez-Gracia JL, Bendandi M, Palencia B, Hervás-Stubbs S, Melero I (May 2007). ”Cellular liaisons of natural killer lymphocytes in immunology and immunotherapy of cancer”. Expert Opinion on Biological Therapy. 7 (5): 599–615. doi:10.1517/14712598.7.5.599. PMID 17477799. S2CID 43003664.
  9. Watzl C (2014). How to trigger a killer: modulation of natural killer cell reactivity on many levels. Advances in Immunology. 124. pp. 137–70. doi:10.1016/B978-0-12-800147-9.00005-4. ISBN 9780128001479. PMID 25175775.
  10. Smith HJ (December 1966). ”Antigenicity of carcinogen-induced and spontaneous tumours in inbred mice”. British Journal of Cancer. 20 (4): 831–7. doi:10.1038/bjc.1966.95. PMC 2008147. PMID 5964614.
  11. Oldham RK (1983). ”Natural killer cells: artifact to reality: an odyssey in biology”. Cancer and Metastasis Reviews. 2 (4): 323–36. doi:10.1007/BF00048565. PMID 6375859. S2CID 11301147.
  12. Kiessling R, Klein E, Pross H, Wigzell H (February 1975). ””Natural” killer cells in the mouse. II. Cytotoxic cells with specificity for mouse Moloney leukemia cells. Characteristics of the killer cell”. European Journal of Immunology. 5 (2): 117–21. doi:10.1002/eji.1830050209. PMID 1086218. S2CID 2389610.
  13. Pross HF, Jondal M (August 1975). ”Cytotoxic lymphocytes from normal donors. A functional marker of human non-T lymphocytes”. Clinical and Experimental Immunology. 21 (2): 226–35. PMC 1538269. PMID 810282.
  14. Jondal M, Pross H (April 1975). ”Surface markers on human b and t lymphocytes. VI. Cytotoxicity against cell lines as a functional marker for lymphocyte subpopulations”. International Journal of Cancer. 15 (4): 596–605. doi:10.1002/ijc.2910150409. PMID 806545. S2CID 30612835.
  15. Herberman RB, Nunn ME, Holden HT, Lavrin DH (August 1975). ”Natural cytotoxic reactivity of mouse lymphoid cells against syngeneic and allogeneic tumors. II. Characterization of effector cells”. International Journal of Cancer. 16 (2): 230–9. doi:10.1002/ijc.2910160205. PMID 1080480. S2CID 24410880.
  16. West WH, Cannon GB, Kay HD, Bonnard GD, Herberman RB (January 1977). ”Natural cytotoxic reactivity of human lymphocytes against a myeloid cell line: characterization of effector cells”. Journal of Immunology. 118 (1): 355–61. PMID 299761.
  17. Pross HF, Baines MG, Rubin P, Shragge P, Patterson MS (January 1981). ”Spontaneous human lymphocyte-mediated cytotoxicity against tumor target cells. IX. The quantitation of natural killer cell activity”. Journal of Clinical Immunology. 1 (1): 51–63. doi:10.1007/BF00915477. PMID 7334070. S2CID 24437710.
  18. Timonen T, Saksela E (1980). ”Isolation of human NK cells by density gradient centrifugation”. Journal of Immunological Methods. 36 (3–4): 285–91. doi:10.1016/0022-1759(80)90133-7. PMID 7430655.
  19. Hashemi E, Malarkannan S (2020). ”Tissue-Resident NK Cells: Development, Maturation, and Clinical Relevance”. Cancers. 12 (6): 1553. doi:10.3390/cancers12061553. PMC 7352973. PMID 32545516.
  20. Wu S, Fu T, Jiang Y, Shao Z (2020). ”Natural killer cells in cancer biology and therapy”. Molecular Cancer. 19 (1): 120. doi:10.1186/s12943-020-01238-x. PMC 7409673. PMID 32762681.
  21. Market M, Angka L, Martel AB, Auer RC (2020). ”Flattening the COVID-19 Curve With Natural Killer Cell Based Immunotherapies”. Frontiers in Immunology. 11: 1512. doi:10.3389/fimmu.2020.01512. PMC 7324763. PMID 32655581.
  22. Terunuma H, Deng X, Dewan Z, Fujimoto S, Yamamoto N (2008). ”Potential role of NK cells in the induction of immune responses: implications for NK cell-based immunotherapy for cancers and viral infections”. International Reviews of Immunology. 27 (3): 93–110. doi:10.1080/08830180801911743. PMID 18437601. S2CID 27557213.
  23. Smyth MJ, Hayakawa Y, Takeda K, Yagita H (November 2002). ”New aspects of natural-killer-cell surveillance and therapy of cancer”. Nature Reviews. Cancer. 2 (11): 850–61. doi:10.1038/nrc928. PMID 12415255. S2CID 1430364.
  24. Lodoen MB, Lanier LL (2005). ”Viral modulation of NK cell immunity”. Nature Reviews Microbiology. 3 (1): 59–69. doi:10.1038/nrmicro1066. PMID 15608700. S2CID 16655783.
  25. Antonangeli F, Zingoni A, Soriani A, Santoni A (2019). ”Senescent cells: Living or dying is a matter of NK cells”. Journal of Leukocyte Biology. 105 (6): 1275–1283. doi:10.1002/JLB.MR0718-299R. PMID 30811627. S2CID 73469394.
  26. Prata LG, Ovsyannikova IG, Tchkonia T, Kirkland JL (2018). ”Senescent cell clearance by the immune system: Emerging therapeutic opportunities”. Seminars in Immunology. 40: 101275. doi:10.1016/j.smim.2019.04.003. PMC 7061456. PMID 31088710.
  27. Rölle A, Pollmann J, Cerwenka A (September 2013). ”Memory of infections: an emerging role for natural killer cells”. PLOS Pathogens. 9 (9): e1003548. doi:10.1371/journal.ppat.1003548. PMC 3784484. PMID 24086127.
  28. Pyzik M, Vidal SM (2009). ”Natural killer cells: NK cells stroll down the memory lane”. Immunology and Cell Biology. 87 (4): 261–3. doi:10.1038/icb.2009.10. PMID 19290015. S2CID 42943696.
  29. Sun JC, Beilke JN, Lanier LL (January 2009). ”Adaptive immune features of natural killer cells”. Nature. 457 (7229): 557–61. Bibcode:2009Natur.457..557S. doi:10.1038/nature07665. PMC 2674434. PMID 19136945.
  30. Gumá M, Angulo A, Vilches C, Gómez-Lozano N, Malats N, López-Botet M (December 2004). ”Imprint of human cytomegalovirus infection on the NK cell receptor repertoire”. Blood. 104 (12): 3664–71. doi:10.1182/blood-2004-05-2058. PMID 15304389.
  31. Malone DF, Lunemann S, Hengst J, Ljunggren HG, Manns MP, Sandberg JK, Cornberg M, Wedemeyer H, Björkström NK (2017). ”Cytomegalovirus-Driven Adaptive-Like Natural Killer Cell Expansions Are Unaffected by Concurrent Chronic Hepatitis Virus Infections”. Frontiers in Immunology. 8 (8): 525. doi:10.3389/fimmu.2017.00525. PMC 5421146. PMID 28533779.
  32. Hammer Q, Rückert T, Borst EM, Dunst J, Haubner A, Durek P, Heinrich F, Gasparoni G, Babic M, Tomic A, Pietra G, Nienen M, Blau IW, Hofmann J, Na IK, Prinz I, Koenecke C, Hemmati P, Babel N, Arnold R, Walter J, Thurley K, Mashreghi MF, Messerle M, Romagnani C (May 2018). ”Peptide-specific recognition of human cytomegalovirus strains controls adaptive natural killer cells”. Nature Immunology. 19 (5): 453–463. doi:10.1038/s41590-018-0082-6. PMID 29632329. S2CID 4718187.
  33. Lash GE, Robson SC, Bulmer JN (March 2010). ”Review: Functional role of uterine natural killer (uNK) cells in human early pregnancy decidua”. Placenta. 31 Suppl (S): S87–92. doi:10.1016/j.placenta.2009.12.022. PMID 20061017.
  34. Bulmer JN, Williams PJ, Lash GE (2010). ”Immune cells in the placental bed”. The International Journal of Developmental Biology. 54 (2–3): 281–94. doi:10.1387/ijdb.082763jb. PMID 19876837.
  35. Kopcow HD, Allan DS, Chen X, Rybalov B, Andzelm MM, Ge B, Strominger JL (October 2005). ”Human decidual NK cells form immature activating synapses and are not cytotoxic”. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 102 (43): 15563–8. Bibcode:2005PNAS..10215563K. doi:10.1073/pnas.0507835102. PMC 1266146. PMID 16230631.
  36. Seshadri S, Sunkara SK (2013). ”Natural killer cells in female infertility and recurrent miscarriage: a systematic review and meta-analysis”. Human Reproduction Update. 20 (3): 429–38. doi:10.1093/humupd/dmt056. PMID 24285824.
  37. Ashkar AA, Di Santo JP, Croy BA (July 2000). ”Interferon gamma contributes to initiation of uterine vascular modification, decidual integrity, and uterine natural killer cell maturation during normal murine pregnancy”. The Journal of Experimental Medicine. 192 (2): 259–70. doi:10.1084/jem.192.2.259. PMC 2193246. PMID 10899912.
  38. O’Leary JG, Goodarzi M, Drayton DL, von Andrian UH (May 2006). ”T cell- and B cell-independent adaptive immunity mediated by natural killer cells”. Nature Immunology. 7 (5): 507–16. doi:10.1038/ni1332. PMID 16617337. S2CID 1459858.
  39. Gong JH, Maki G, Klingemann HG (April 1994). ”Characterization of a human cell line (NK-92) with phenotypical and functional characteristics of activated natural killer cells”. Leukemia. 8 (4): 652–8. PMID 8152260.
  40. Arai S, Meagher R, Swearingen M, Myint H, Rich E, Martinson J, Klingemann H (2008). ”Infusion of the allogeneic cell line NK-92 in patients with advanced renal cell cancer or melanoma: a phase I trial”. Cytotherapy. 10 (6): 625–32. doi:10.1080/14653240802301872. PMID 18836917.
  41. Tonn T, Becker S, Esser R, Schwabe D, Seifried E (August 2001). ”Cellular immunotherapy of malignancies using the clonal natural killer cell line NK-92”. Journal of Hematotherapy & Stem Cell Research. 10 (4): 535–44. doi:10.1089/15258160152509145. PMID 11522236.
  42. Matosevic, S (2018). ”Viral and Nonviral Engineering of Natural Killer Cells as Emerging Adoptive Cancer Immunotherapies”. J Immunol Res. 2018: 4054815. doi:10.1155/2018/4054815. PMC 6166361. PMID 30306093.
  43. Vari F, Arpon D, Keane C, Hertzberg MS, Talaulikar D, Jain S, Cui Q, Han E, Tobin J, Bird R, Cross D, Hernandez A, Gould C, Birch S, Gandhi MK (April 2018). ”Immune Evasion via PD-1/PD-L1 on NK Cells and Monocyte/Macrophages Is More Prominent in Hodgkin Lymphoma Than DLBCL”. Blood. 131 (16): 1809–1819. doi:10.1182/blood-2017-07-796342. PMC 5922274. PMID 29449276.
  44. Alter G, Heckerman D, Schneidewind A, Fadda L, Kadie CM, Carlson JM, Oniangue-Ndza C, Martin M, Li B, Khakoo SI, Carrington M, Allen TM, Altfeld M (August 2011). ”HIV-1 adaptation to NK-cell-mediated immune pressure”. Nature. 476 (7358): 96–100. doi:10.1038/nature10237. PMC 3194000. PMID 21814282.
  45. Yokoyama WM, Sojka DK, Peng H, Tian Z (2013-01-01). ”Tissue-resident natural killer cells”. Cold Spring Harbor Symposia on Quantitative Biology. 78: 149–56. doi:10.1101/sqb.2013.78.020354. PMID 24584057.
  46. Sojka DK, Plougastel-Douglas B, Yang L, Pak-Wittel MA, Artyomov MN, Ivanova Y, Zhong C, Chase JM, Rothman PB, Yu J, Riley JK, Zhu J, Tian Z, Yokoyama WM (January 2014). ”Tissue-resident natural killer (NK) cells are cell lineages distinct from thymic and conventional splenic NK cells”. eLife. 3: e01659. doi:10.7554/elife.01659. PMC 3975579. PMID 24714492.
  47. Dogra P, Rancan C, Ma W, Toth M, Senda T, Carpenter DJ, Kubota M, Matsumoto R, Thapa P, Szabo PA, Li Poon MM, Li J, Arakawa-Hoyt J, Shen Y, Fong L, Lanier LL, Farber DL (February 2020). ”Tissue Determinants of Human NK Cell Development, Function, and Residence”. Cell. 180 (4): 749–763. e13. doi:10.1016/j.cell.2020.01.022. PMC 7194029. PMID 32059780.
  48. Hudspeth K, Donadon M, Cimino M, Pontarini E, Tentorio P, Preti M, Hong M, Bertoletti A, Bicciato S, Invernizzi P, Lugli E, Torzilli G, Gershwin ME, Mavilio D (January 2016). ”Human liver-resident CD56(bright)/CD16(neg) NK cells are retained within hepatic sinusoids via the engagement of CCR5 and CXCR6 pathways”. Journal of Autoimmunity. 66: 40–50. doi:10.1016/j.jaut.2015.08.011. PMC 4718768. PMID 26330348.
  49. Fasbender F, Widera A, Hengstler JG, Watzl C (2016). ”Natural Killer Cells and Liver Fibrosis”. Frontiers in Immunology. 7: 19. doi:10.3389/fimmu.2016.00019. PMC 4731511. PMID 26858722.

Luettavaa:

  • Perera Molligoda Arachchige A. S. (2021). Human NK cells: From development to effector functions. Innate immunity, 17534259211001512. Advance online publication. https://doi.org/10.1177%2F17534259211001512
  • Cellular and Molecular Immunology by Abul K. Abbas & Andrew Lichtman Saunders Copyright 2003
  • How the Immune System Works, 2nd edition, by Lauren Sompayrac, PhD Blackwell Publishing 2003
  • Immunobiology: The Immune System In Health And Disease by Janeway, Travers, Walport & Shlomchik Churchchill Livingstone Copyright 2005
  • Kuby Immunology, 6th edition, by Thomas J. Kindt, Richard A. Goldsby, and Barbara A. Osborne, W.H. Freeman and Company, New York



Siaalihapot ja terveys

Ajit Varki: Sialic acids in human health and disease
Kääntänyt ja kommentoinut: Sami Raja-Halli

Saatteeksi

Siaalihapot ova joukko solureseptoreiden päihin kiinnittyneitä sokeriyksiköitä, joiden merkitys solujen terveydelle on tarkentunut viime vuosina. Siaalihapot toimivat reseptoreina kehon omille yhdisteille, bakteereille, viruksille ja vierasaineille sekä tunnisteina, joiden avulla luontainen immuunijärjestelmä erottaa omat solut vieraista patogeeneistä.

Kaikkien selkärankaisten solujen pinnalla on proteiineihin ja lipideihin kiinnittyneitä sokeriketjuja, eli glykaaneja, joiden päihän on kiinnittynyt siiaalihappoyksikkö. Siaalihapot ovat noin 50 sokeriyksiköstä koostuva perhe, joiden rungon muodostaa yhdeksän hiiliatomia. Selkärankaisilla siaalihappoja ilmenee runsaasti kaikkialla elimistössä.

Siaalihapoilla useita fysiologisia ja patologisia rooleja. Se vaikuttaa aivojen kehitykseen, muistiin, oppimiseen ja immuunijärjestelmän toimintaan. Toisaalta siaalihapon homeostaasin muutokset assosioituvat inflammaation, infektioiden, sydän- ja verisuonitautien sekä syöpien patologiaan. Tässä katsauksessa tarkastellaan siaalihappojen merkitystä ihmisen terveydelle.

N-asetyylineuramiinihappo eli siaalihappo

N-asetyylineuramiinihappo eli siaalihappo on biologisesti tärkeä aminosokeri, jossa yksi monosakkaridiryhmän hydroksyyliryhmistä on korvautunut aminoryhmällä.

Bakteereissa siaalihapot esiintyvät glykokonjugaatteina solukalvon osana. Nisäkkäillä yhdiste on sokerikomponenttina mm. glykoproteiineihin kuuluvissa musiineissa. Siaalihappo on osa keskushermoston säätelyyn osallistuvia gangliosideja, jotka ovat aivojen harmaassa aineessa esiintyviä tärkeitä glykolipideja.

Gangliosidit toimivat reseptoreina ihmisen omille yhdisteille ja vierasaineille, kuten bakteereille ja viruksille. Esimerkiksi influenssavirukset sitoutuvat ihmisen limakalvojen siaalihappoihin.

Siaalihappoja esiintyy laajasti jakautuneina eläinkudoksissa ja vähäisemmässä määrin muissa organismeissa, kuten mikrolevissä, bakteereissa, arkeissa ja eräissä hyönteisissä. Siaalihapot ovat tavallisesti glykoproteiinien, glykolipidien tai gangliosidien osa.

Ihmisillä siaalihappoja esiintyy eniten aivossa, missä niillä tärkeä tehtävä hermoimpulssien siirrossa ja gangliosidirakenteen synaptogeneesissä. Synaptogeneesissä hermoston neuronien välille syntyy uusia yhteyksiä.

Siaalihappoa sisältävät glykoproteiinit (sialoglykoproteiinit) sitovat selektiiniä ihmisissä ja muissa organismeissa. Metastaattiset syöpäsolut ilmentävät usein siaalihappopitoisia glykoproteiineja suurina konsentraatioina. Sialiinihapon yliekspressio luo negatiivisen varauksen solukalvoille. Tämä aiheuttaa solujen välisen hylkimisreaktion (repulsion) ja auttaa myöhäisvaiheen syöpäsoluja pääsemään verenkiertoon. Viimeaikaiset kokeet ovat vahvistaneet siaalihapon esiintymisen syövän erittämässä solunulkoisessa matriisissa.

Johdanto glykaanien biologiaan

Glykaanin osuus glykoproteiinin massasta vaihtelee runsaasti. Sokeriosat vaikuttavat proteiinien:

  • liukoisuuteen ja viskositeettiin
  • biologiseen aktiivisuuteen
  • vaikutus- ja puoliintumisaikaan verenkierrossa
  • stabiilisuuteen
  • immunogeenisyyteen (kykyyn aiheuttaa immunologisia reaktioita)
  • oikean tyyppiseen laskostumiseen.

Glykaanit osallistuvat solujen välisiin vuorovaikutuksiin. Glykoproteiineja esiintyy solukalvolla ja ne toimivat solujen reseptorimolekyyleinä.

Molekyyli- ja solubiologian koulutus keskittyy yhä Crickin molekyylibiologian ”keskeiseen dogmaan”, jonka mukaan ”DNA ohjaa RNA:n valmistamaan proteiinia” [1], sekä määritelmiin soluista, kalvoista ja kudoksista. Molekyylibiologia on viime vuosina edistynyt parempien tutkimusmenetelmien ja laitteiden ansiosta.

Kuinka solut valmistavat proteiineja

Proteiinisynteesi on prosessi, jossa solu valmistaa aminohapoista proteiineja. Sen perustana on geenin emäsjärjestys, joka transkription ja translaation kautta tuottaa toimivan proteiinin. Solujen proteiinisynteesi tapahtuu ribosomien avulla.

Transkriptiossa lähetti-RNA (mRNA) valmistuu solun tumassa. RNA-polymeraasi-entsyymi avaa DNA-ketjun kaksoiskierteen halutun geenin kohdalta ja aloittaa matkan DNA-juostetta pitkin. Edetessään RNA-polymeraasi syntetisoi yksijuosteisen lähetti-RNA-molekyylin käyttäen muottinaan DNA:ta.
Translaatiossa lähetti-RNA:n nukleotidien järjestys käännetään geneettisen koodin mukaisesti polypeptidiketjun aminohappojärjestykseksi. Tätä varten lähetti-RNA kuljetetaan solulimassa sijaitsevaan ribosomiin.
Ribosomin pinnalla siirtäjä-RNA-molekyylien paikalle kuljettamat aminohapot liitetään toisiinsa peptidisidoksilla pitkäksi ketjuksi, jonka järjestyksen määrää lähetti-RNA:n emäsjärjestys. Tämä perustuu kolmen peräkkäisen emäksen ryhmiin, tripletteihin eli kodoneihin, joita kutakin vastaa tietty aminohappo. Proteiinisynteesin aloituskohtaa merkitsee oma kodoni, joka koodaa myös metioniini-aminohapon liittämistä ketjuun. Ribosomi lopettaa polypeptidiketjun muodostamisen kohdattuaan yhden kolmesta lopetuskodonista.
Translaation jälkeen proteiini ei yleensä ole vielä sellaisenaan toimintakelpoinen. Polypeptidiketju on alkanut jo translaation aikana kiertyä proteiinin toiminnan kannalta ratkaisevaan sekundaari- ja tertiaarirakenteeseen.
Muita mahdollisia muutoksia valmistuvaan proteiiniin ovat esimerkiksi rikkisiltojen muodostuminen ketjun aminohappojen välille, hiilihydraatti-, lipidi- tai fosfaattiosien liittäminen, muutaman aminohapon poisto tai jopa ketjun entsymaattinen katkaisu (kuten insuliini-hormonin muodostuksessa).
Proteiinin jatkokäsittely jatkuu vielä ja Golgin laitteessa. Proteiini saavuttaa lopullisen muotonsa.
Proteiinin jatkokäsittely jatkuu vielä solulimakalvostossa ja Golgin laitteessa. Proteiini saavuttaa lopullisen muotonsa. Ja mikäli solu ei tarvitse sitä itse, solu pakkaa sen kalvorakkulaan ja antaa sen eksosytoosin kautta toisille soluille. – Wikipedia

Perinteisessä molekyylibiologiassa nukleiinihapot, proteiinit, lipidit ja pienet molekyylit ovat ihmisen solun ainoat huomionarvoiset ainesosat. Molekyyli- ja solubiologia on kuitenkin vasta viime vuosina havainnut solujen proteiinireseptoreihin kiinnittyneiden sokerimolekyylien, eli glykaanien merkityksen solubiologiassa [2].

Syyt klassisen molekyylibiologian puutteille glykaanien tutkimuksessa olivat suurelta osin teknisiä. Glykaanit ovat monimutkaisempia ja vaikeampia tutkia kuin solun muut osat. Viime vuosien kehitys on johtanut uuden mikrobiologian erikoisalan, glykobiologian [3] joka tutkii pääasiassa glykaanien molekyylibiologiaa ja fysiologiaa [4,5].

Vanhentuneissa oppikirjoissa glykaaneja käsitellään hyvin vähän. Vaarana on, että nykyiset lääketieteen opiskelijat saavat koulutuksessa puutteelliset tiedot glykaanien fysiologisista ja patologisista funktioista.

Glykaanit ovat läsnä kaikissa biologisissa järjestelmissä. Koska glykaanit muodostavat merkittävän osan solujen ja molekyylien pintarakenteista ja -reseptoreista, ne osallistuvat moniin fysiologisiin ja patologisin vuorovaikutuksiin.

Tämä katsaus keskittyy yhteen sokereiden luokkaan: siaalihappoihin, joita tyypillisesti esiintyy kaikkien solutyyppien glykaaniketjujen uloimmassa päässä [6–8]. Nämä yhdeksästä hiiliatomista muodostuvat happamat sokerit ilmenevät kaikkien selkärankaisten solujen pinnoilla. Siaalihapot välittävät ja moduloivat erilaisia normaaleja ja patologisia prosesseja (kuva 1).

Siaalihappojen tehtävät

Ensinnäkin siaalihapoilla on negatiivisen varauksen ja hydrofiilisyyten vuoksi monia rakenteellisia ja moduloivia tehtäviä.

Toisessa toimintoryhmässä siaalihapot toimivat patogeenien ja toksiinien [6,7,9,10], (kuten taulukossa 1), sitoutumiskohtien komponenteina. Tällaisissa vuorovaikutuksissa patogeeniä sitova proteiini tunnistaa tietyt siaalihappojen rakenteet. Vaikka tunnistus vahingoittaa isäntäorganismia, nämä molekyylit ovat säilyneet kaikissa solutyypeissä selkärankaisten evoluution ajan.

Siten siaalihapoilla on oltava kolmas joukko organismiin liittyviä fysiologisia toimintoja. Viimeaikaiset todisteet osoittavat, että näin todella on, sillä viime vuosikymmenten aikana on löydetty useita siaalihappoa sitovia proteiineja [6–10].

Viimeinen siaalihappojen toimintoluokka on ”molekyylinen matkiminen”, jossa mikrobipatogeenit naamioituvat siaalihapoilla, mikä estää immuunijärjestelmää tunnistamasta niitä vieraiksi [11] (katso esimerkkejä taulukosta 2).

Nämä erilaiset siaalihappojen toiminnot ovat jossain määrin antagonistisia ja synnyttävät evoluution asevarustelun, jossa selkärankaisilla isäntäorganismeilla on tarve ylläpitää siaalihappoja endogeenisille toiminnoille, mutta niitä on jatkuvasti muutettava niitä matkivien ja niihin sitoutuvien nopeasti kehittyvien patogeenien vuoksi. Käytettävissä olevat tiedot ovat yhdenmukaisia ​​tämän kehityskenaarion kanssa [12].

Taulukko 1

Esimerkkejä patogeeneistä, jotka kiinnittyvät ihmisen solujen siaalihappoihin

Patogeeni

Kiinnittyvä proteiini

Tunnettu kohde siaalihappo

Ihmisen Influenssa A

Hemagglutiniini

Siaα2-6Gal(NAc)

Lintujen Influessa A

Hemagglutiniini

Siaα2-3Galβ1-

Ihmisen Influenssa C

Hemagglutinin-esterase

9-O-Ac-Siaα2-

Vibrio cholerae

Toxin

Galβ1-3GalNAcβ1,4(Siaα2-3)Lac-Cer

Plasmodium falciparum

EBA-175

Siaα2-3Galβ1-3(Siaα2-6)GalNAc-O-

Clostridium botulinum

Toxin

Polysialogangliosides

Helicobacter pylori

SabA

Siaα2-3Gal on gangliosides

Taulukko 2

Esimerkkejä patogeeneistä, joiden pinnassa ilmentyy siaalihappoja

Patogeeni

Sairaus

Neisseria meningitidis B

Aivokalvontulehdus

Escherichia coli K1

Vastasyntyneen aivokalvontulehdus

Group B Streptococcus

Vastasyntyneen ja lapsen infektiot

Campylobacter jejuni

Suolistotulehdus, Guillian-Barrén syndrooma

Hemophilus influenzae

Hengitystieinfektiot

Hemophilus ducreyi

Sankkeri

Trypanosoma cruzi

Chagasin tauti

Corynebacterium diphtheriae

Kurkkumätä (dipteria)

Neisseria gonorrhoea

Tippuri

Neisseria meningitidis group A

Aivokalvontulehdus

Sporotrichium schenkii

Ihoinfektio

Aspergillus fumigatus

Homesienen aiheuttamat infektiot

Tässä yleiskatsauksessa tarkastelemme esimerkkejä, joissa siaalihapot välittävät erityisiä terveyteen ja sairauksiin vaikuttavia funktioita. Kun otetaan huomioon todennäköinen lukijakunta, nämä esimerkit on esitetty lääketieteen opetussuunnitelmaan tyypillisessä järjestyksessä. Jokainen esimerkki on välttämättä lyhyt ja hieman pinnallinen, ja painottuu alueisiin, joilla on viime aikoina tapahtunut edistystä.

Anatomia ja fysiologia

Negatiivisen varauksen ja hydrofiilisyyden vuoksi siaalihapot vaikuttavat useiden biologisten järjestelmien biofysikaalisiin ominaisuuksiin.

Esimerkiksi ihmisen punasolujen ja muiden solutyyppien negatiivinen varaus saa aikaan varauksen hylkimisen estäen solujen ei -toivottuja vuorovaikutuksia verenkierrossa. Siaalihappojen tiheys glomerulaarisessa kalvossa ja podosyyttien prosesseissa vaikuttaa kriittisellä tavalla esimerkiksi munuaisten normaalin suodatustoiminnon ylläpitämisessä [13, 14]. Polysiaalihappoketjut voivat vaikuttaa hermosolujen plastisuuteen [15–18] ja glomerulussuodosnopeuteen. GFR (glomerular filtration rate) tarkoittaa munuaisten glomerulusten eli hiussuonikerästen suodatusnopeutta.

Verisuonen endoteelin luminaalipinta on myös erittäin voimakkaasti sialyloitu [19]. Molekyylifysiologian tasolla siaalihapot voivat muuttaa joidenkin verenkierrossa olevien proteiinien puoliintumisaikaa [20,21], erityisesti patologisissa olosuhteissa, kuten sialidaasia ilmentävien bakteerien aiheuttamissa infektioissa (katso alla).

Lääketiede ja biologiset lääkkeet

Siaalihapot määräävät verenkierrossa olevien glykoproteiinien puoliintumisajan. Siaalihappojen puuttuessa maksan ja muiden elinten reseptorit tunnistavat taustalla olevat monosakkaridit, kuten galaktoosin, mikä johtaa glykoproteiinin poistamiseen [21].

On epäselvää vaikuttaako tämä mekanismi glykoproteiinien sisäiseen puoliintumisaikaan. Ilmiöllä on käytännön merkitystä, koska monet bioterapeuttiset lääkkeet (vasta -aineet, sytokiinit ja hormonit) ovat glykoproteiineja [22].

Monet tällaiset lääkkeet on tuotettava nisäkkäiden solulinjoissa. Terapeuttisten glykoproteiinien sialylaation laajuus voi vaihdella viljely- ja tuotanto -olosuhteiden mukaan.

Sialylaatio, eli siaalihapon kovalenttinen sitominen glykoproteiinien terminaaliseen päähän on biologisesti tärkeä mekanismi, joka liittyy erityisesti alkion ja hermoston kehitykseen, uudelleenohjelmointiin, onkogeneesiin ja immuunivasteisiin. Sialyylitransferaasi ST6GAL1 tarvitaan somaattisten solujen uudelleenohjelmointiin ja sen alassäätely (downregulation) liittyy heikentyneeseen uudelleenohjelmointitehokkuuteen.

Sialylaatiotasot ja -mallit muuttuvat mm. syövän etenemisen aikana, mikä osoittaa sialyloitujen molekyylien potentiaalin syövän biomarkkereina.

Vaikka alisyalylaatio on jossain määrin siedettyä, mikä tahansa merkittävä alisyalylaation aste johtaa molekyylin nopeaan poistamiseen. Useimmat bioterapeuttiset lääkkeet testataan tällaisen terminaalisen sialylaation suhteen.

Nykyisissä tutkimuksissa yritetään tehostaa sialylaatiota eläinsoluissa [23] tai jopa tuottaa sialyloituja glykoproteiineja hiivassa [24] tai hyönteissoluissa [25].

Sialihappojen toinen mahdollinen vaikutus farmakologiaan johtuu siitä, että ei-ihmisen siaalihappo N-glykolyylineuramiinihappo (Neu5Gc) saastuttaa usein glykoproteiinibioterapeuttisia tuotteita [26–30]. Tämä johtuu kolmesta syystä:

Ensinnäkin pelko taudinaiheuttajista saa useimmat valmistajat tuottamaan glykoproteiinibioterapeuttisia tuotteita muissa kuin ihmisen solulinjoissa. Näissä Neu5Gc voi kiinnittyä valmisteen glykaaneihin.

Toiseksi jotkut solujen viljelyyn käytetyt väliainekomponentit, kuten vasikan sikiön seerumi (fetal bovine serum) ja monet ”seerumin korvikkeet” sisältävät huomattavia määriä Neu5Gc:tä, joka metaboloituu sisällytettäviksi terapeuttisiin soluihin tai glykoproteiineihin [27, 31]. FBS on eräs yleisimmin käytetyistä eukaryoottisolujen in vitro-soluviljelmien alustoista. Tämä johtuu siitä, että FBS:llä on erittäin alhainen vasta-ainepitoisuus ja se sisältää paljon kasvutekijöitä, mikä mahdollistaa erilaiset soluviljelysovellukset.

Kolmanneksi, Neu5Gc:tä sisältävät komponentit eläinperäisistä väliainekomponenteista saattavat adsorboitua (kiinnittyä) solujen pinnalle. Toisin kuin aiemmin arveltiin [32], nyt tiedetään, että kaikilla ihmisillä on vaihtelevia ja joskus huomattavia määriä kiertäviä vasta -aineita Neu5Gc:tä vastaan [33–35].

Syy siihen, että aiemmat tutkimukset [32] eivät huomioineet näitä vasta-aineita, oli se, että käytössä olleet tutkimusmenetelmät eivät havainneet useimpia Neu5Gc:tä sisältäviä epitooppeja. Bioterapeuttiset lääkkeet, jotka otettiin ensimmäisinä käyttöön olivat sytokiinejä, kuten erytropoietiinia, joita annettiin hyvin pieninä määrinä ja joiden Neu5Gc -pitoisuus oli aluksi alhainen [36].

Hiiren myeloomasoluissa on erittäin korkeat Neu5Gc -pitoisuudet. Niissä tuotetuissa vasta -aineissa on vastaavasti runsaasti tätä molekyyliä [37–39]. Sama koskee siirtogeenisten vuohien maitoon erittyviä molekyylejä [40].

Neu5Gc -kontaminaation vaikutuksia tutkitaan edelleen [41]. Yksi mahdollinen vaikutus on vaihtelu bioterapeuttisten lääkkeiden puoliintumisajassa sekä elinsiirron onnistumisessa riippuen potilaan elinsiirtopotilaan anti-Neu5Gc-vasta-aineprofiilista.

Vakavampi mahdollinen vaikutus on antigeeni -vasta -ainekompleksien muodostuminen, mikä toissijaisesti voisi parantaa immuunireaktioita itse polypeptidiä vastaan [42]. Lisäksi potilaat, jotka saavat tällaisia lääkkeitä, voivat lisätä omaa luontaista anti-Neu5Gc-vasta-ainetuotantoaan.

Näillä verenkierrossa kiertävillä vasta -aineilla on patologinen merkitys, koska ihmiset saavat Neu5Gc:tä ravinnosta ja sisällyttävät (adsorpoivat) sen metabolisesti eri solutyyppien solukalvojen, kuten endoteeliin ja epiteeliin glykaaneihin [34].

Bioterapeuttisten lääkkeiden ja solujen Neu5Gc-kontaminaation merkityksestä ei vallitse tieteellistä yksimielisyyttä. Immunogeenisten ei-ihmisen molekyylien käyttöä lääkkeissä on syytä harkita kriittisesti.

Hedelmöittyminen ja kehitys

Glykaanit (mukaan lukien siaalihapot) vaikuttavat hedelmöittymiseen siittiöiden ja munasolujen välisen kosketuksen aikana [43], sekä siittiöiden vuorovaikutuksessa eri nesteiden ja naaraspuolisten lisääntymistiehyiden pintojen kanssa ennen kuin se saavuttaa munasolun [44].

Esimerkiksi kohdun limakalvon agglutiniini tunnistaa siaalihapot [45] ja siaalihapot näyttävät liittyvän suoraan hedelmöitymiseen joissakin järjestelmissä [46].

Siaalihapot vaikuttavat myös alkion kehitykseen. Vaikka viljellyt solut voivat selviytyä ja jakautua ilman näitä sokereita, sialiinihapon tuotannon geneettinen poistaminen hiiren perimästä aiheuttaa alkioiden kuolleisuutta [47]. Tätä mekanismia ei kuitenkaan vielä tunneta tarkasti.

Genetiikka

Sialiinihappoihin vaikuttaa noin kuusikymmentä geeniä [48]. Edellä mainittu siaalihapon puutteen yhteys alkion kuolleisuuteen indusoitiin GNE:n kokeellisella inaktivoinnilla, geenillä, joka koodaa siaalihappojen synteesistä vastaavaa entsyymiä.

Ihmisillä saman geenin missense-mutaatiot johtavat kahteen sialylaation geneettiseen häiriöön, jotka ovat yhteensopivia alkion jälkeisen eloonjäämisen kanssa.

Missense-mutaatio on pistemutaatio, jossa yhden nukleotidin vaihtuminen toiseen aiheuttaa sen, että kodoni koodaa eri aminohappoa kuin ennen mutaatiota. Tämä johtaa siihen, että geeni koodaa proteiinia, mutta proteiinin toiminta saattaa olla heikentynyt tai täysin olematonta. Jos uusi aminohappo on kemiallisilta ominaisuuksiltaan aikaisemman kaltainen, ei mutaatio aiheuta välttämättä mitään muutosta proteiinin toimintaan. Tällöin on kyse neutraalista mutaatiosta.

Ensinnäkin tietyt GNE -mutaatiot liittyvät perinnölliseen inkluusiokappalemyosiittiin (HIBM), jota joskus kutsutaan myös distaaliseksi myopatiaksi [49–52].

Distaaliset myopatiat ovat geneettisiä lihassairauksia, jotka aiheuttavat jalkaterien tai käsien ja sormilihasten heikkoutta. Niiden oirekuva muistuttaa huomattavasti yleisempää distaalista polyneuropatiaa, mutta polyneuropatioista poiketen myopatioissa tuntoaisti säilyy ja elektroneuromyografiassa (ENMG) havaitaan myopatiaan ja lihasbiopsiassa lihasdystrofiaan sopivia löydöksiä. – Duodecim

HIBM on harvinainen sairaus. Jotkut siihen liittyvät häiriöt ovat myopatioita, jotka ilmaantuvat myöhään elämässä, eivätkä vaikuta kaikkiin lihasryhmiin. On epäselvää, johtuuko myopatia ensisijaisesti

  • (i) sialihapon tuotannon puutteesta,

  • (ii) jostain muusta GNE:n vielä tuntemattomasta toiminnasta,

  • (iii) näiden kahden yhdistelmästä [53,54], tai

  • voidaanko sairauden hiirimallia verrata ihmisen häiriöön [53,54]?

Toisessa taudissa GNE:n estämän takaisinkytkennän puute loppupään tuotteen sytidiinimonofosfaatin (CMP) -siaalihapon vaikutuksesta johtaa siaalihappojen massiiviseen ylituotantoon. Ne erittyvät kehon nesteisiin [55–57]. Ihmisillä, joilla on jälkimmäinen häiriö (sialuria), ilmenee vaihtelevan asteisia vaikutuksia eri elimiin, kuten aivoihin. Myös sialurian patologisiten mekanismien yksityiskohdat ovat epäselviä.

Toinen geneettinen häiriö liittyy vikaan siaalihappojen kuljetuksessa lysosomeista sytosoliin. Tämän vian vakava muoto on lapsen sialiinihapon varastointisairaus (infantile sialic acid storage disease) [58,59], ja lievempää versiota kutsutaan Sallan taudiksi [60]. Lopuksi, ”sialidoosit” ovat sialidaasin vikoja, jotka poistavat siaalihapot glykokonjugaateista, mikä johtaa sialihappoa sisältävien makromolekyylien kertymiseen lysosomiin [61].

Sallan tauti eli sialuria on vaikea psykomotorisen kehityksen jälkeenjääneisyys ja ataksia. Sallan tautia sairastavien soluihin kertyy siaalihappoa, joka estää normaalin solutoiminnan. Sallan tauti on suomalaiseen tautiperintöön kuuluva hitaasti etenevä resessiivisesti periytyvä sairaus, johon kuuluu vaikea kehitysvammaisuus ja liikunnan häiriöitä. Geenivirhe on 6. kromosomin SLC17A5-geenissä (6q14-q15).

Patologia ja immuunijärjestelmä

Muutoksia siaalihapon ilmentymisessä nähdään monissa patologisissa tiloissa, joista useita käsitellään myöhemmissä osissa. Nämä muutokset voidaan havaita histologisesti käyttämällä kasvilektiinejä tai vasta -aineita spesifisten sialyloitujen glykaanien havaitsemiseksi [62,63].

Kliinisessä patologiassa kehon nesteiden siaalihappomittauksia käytetään ennustamaan sairauden riskiä. Tutkimukset viittaavat siihen, että seerumin sialihapon kokonaismäärän mittaukset [64–67] voivat ennustaa erilaisten sairauksien riskiä.

Mittaustulosten prognostisuuden logiikka on kuitenkin suurelta osin tuntematon. Yksi mahdollisuus on, että siaalihapon määrä on yhteydessä ”akuutin vaiheen vasteeseen”, jossa maksasolut lisäävät voimakkaasti sialyloitujen glykoproteiinien eritystä [68–70]. Toinen mahdollisuus on, että tällaiset glykoproteiinit sitoutuvat estäviin Siglecsiin ja virittävät luontaista immuunivastetta [71].

Siglecsit (siaalihappoa sitovat immunoglobuliinityyppiset lektiinit) ovat solupintaproteiineja, jotka sitovat siaalihappoa. Niitä esiintyy pääasiassa immuunisolujen pinnalla ja ne ovat I-tyypin lektiinien osajoukko. On 14 eri nisäkkään Siglecsia, jotka tarjoavat joukon erilaisia toimintoja solupinnan reseptorin ja ligandin vuorovaikutusten perusteella.

On myös tutkimuksia, joka yhdistää lipoproteiinien siaalihappopitoisuudet sydän- ja verisuonitautiriskiin ilmeisesti vaikuttamalla lipoproteiinien vuorovaikutukseen endoteelin kanssa [72,73].

Jotkut sialyloidut molekyylit voidaan havaita seerumista syövän etenemisen merkkiaineina (katso alla). Lopuksi seerumin transferriinin sialylaation menetystä käytetään seulontatestinä sekä kroonisessa alkoholinkäytössä [74] että synnynnäisissä glykosylaation häiriöissä [75–77].

Monet virukset, kuten adenovirukset (Adenoviridae), rotavirukset (Reoviridae) ja influenssavirukset (Orthomyxoviridae) voivat käyttää isäntäorganismin kudosten sialyloituja rakenteita sitoutuessaan kohde-isäntäsoluun. Siaalihapot ovat hyvä kohde viruksille, koska ne ovat hyvin konservoituneita, eli niiden molekyylirakenne on evoluution kuluessa säilynyt samankaltaisena eri lajeissa ja eliöryhmissä, ja koska niitä on runsaasti lähes kaikissa soluissa.

Siaalihapoilla on keskeinen rooli monissa ihmisen virusinfektioissa. Influenssavirusten pinnalla on hemagglutiniiniaktiivisia (HA) glykoproteiineja, jotka sitoutuvat ihmisen punasolujen ja ylempien hengitysteiden solukalvojenn siaalihappoihin.

Monet influenssalääkkeet ovat siaalihappoanalogeja, jotka estävät uusien virusten vapautumista tartunnan saaneista soluista estämällä virusentsyymi neuraminidaasia.

Jotkut bakteerit käyttävät myös isäntä-sialyloituja rakenteita sitoutumiseen ja tunnistamiseen. Esimerkiksi vapaat siaalihapot voivat toimia signaalina tietyille bakteereille, kuten pneumokokille.

Mikrobiologia ja tarttuvat taudit

Siaalihappojen terminaalisesta sijainnista ja laajasta jakautumisesta huolimatta siaalihapot eivät ole monien patogeenisten organismien ja niiden toksiinien sitoutumiskohteita [9].

Taulukossa 1 esitellään joitain siaalihappoihin kiinnittyviä patogeenejä. Sitoutumisspesifisyys ylittää useimmissa tapauksissa siaalihapon yksinkertaisen tunnistamisen.

Siaalihappojen tunnetuin vaikutus lienee influenssavirusten sitoutuminen hengitysteiden epiteelin siaalihappoihin, mikä on ensimmäinen askel influenssaviruksen infektioprosessissa [78,79].

Tämän vuoksi viime aikoina on kiinnitetty paljon huomiota lintuinfluenssaan ja riskiin, että lintuinfluenssavirus ”hyppää” linnuista ihmisiin [80]. Tällaiset ”hypyt” edellyttävät viruksen hemagglutiniinikomponentissa tapahtuvia spesifisiä mutaatioita. Lintuinfluenssavirus infektoi linnun suolistoepiteelin soluja kiinnittymällä siaalihappojen α2-3-sidokseen. Hypätäkseen linnusta ihmiseen lintuinfluenssaviruksen on mutatoiduttava niin, että se voi käyttäää infektointiväylänä ihmisen hengitysteiden limakalvojen α2-6-siaalihappoja [78,81,82].

Itse asiassa tällainen suora siirtyminen on melko harvinaista. Yleisemmin zoonoosi virus kulkee luonnonvaraisista linnuista siipikarjaan ja sitten muihin kotieläiminä pidettyihin nisäkkäisiin, kuten sikoihin, jotka toimivat eräänlaisina ”sekoitusastioina”, koska sikojen epiteelissä ilmenee sekä α2-3- että α2-6-sidoksisia siaalihappoja [78].

Zoonoosit ovat tartuntatauteja, joiden aiheuttajat voivat siirtyä muista eläimistä ihmisiin ja päinvastoin. Zoonoosien aiheuttajin kuuluu erilaisia bakteereita, viruksia, alkueläimiä, loisia ja muita taudinaiheuttajia kuten prioni. Zoonoosit voivat tarttua suoraan tai välillisesti eläimen ja ihmisen välillä. Välillinen tartunta voi tapahtua esimerkiksi elintarvikkeiden, veden tai hyönteisten välityksellä.


Lintuinfluenssa on siirtynyt varmasti linnuista suoraan ihmiseen ainakin kerran, kun surullisen kuuluisa vuoden 1918 influenssapandemia tappoi kymmeniä miljoonia ihmisiä ympäri maailman [83,84].

Viimeisimmät esimerkit vakavista lintuinfluenssan aiheuttamista ihmisten infektioista selittyvät sillä, että sairastuneet ovat saaneet hengitysteihinsä erittäin suuren virusannoksen. Virukset ovat edelleen kulkeutuneet alempiin hengitysteihin, joissa ihmisillä esiintyy α2-3-sidoksisia siaalihappoja [80]. Linnuista ihmiseen tarttuvat ja edelleen imiseltä toiselle leviävät lintuinfluenssat ovat äärimmäisen harvinaisia.

Taudinaiheuttajan sitoutumista voi estää liukoiset musiinit (lima), joita erittyy hengitysteihin ja jotka kuljettavat suuria määriä siaalihappoja [85]. Musiinit ovat glykoproteiineihin kuuluvia valkuaisaineita, joita on muun muassa tuki- ja sidekudoksessa ja limakalvoissa. Influenssan patogeneesin monimutkaista infektiomekanismia [82] ei ole kaikissa tutkimuksissa huomioitu.

Monet tarttuvat patogeenit esittelevät siaalihappoja pinnallaan (ks. Taulukko 2). Siaalihapon ilmentyminen patogeenin pinnalla vaikuttaa vaihtoehtoisen komplementtireitin hallintaan tekijä H:n avulla, taustalla olevien epitooppien kätkemiseen, lisääntyneeseen solunsisäiseen eloonjäämiseen ja immunogeenisyyden vähenemiseen [86–88].

Tällaiset prosessit eivät selitä, miten jotkut bakteerit onnistuvat syntetisoimaan paitsi siaalihappoja, mutta myös esittelemään ne laajennetuissa glykaaniketjuissa, jotka jäljittelevät lähes täydellisesti ihmisten omia kudosrakenteita [11,89]. Tällainen (molecular mimicry) harhauttaa tehokkaasti elimistön immuunijärjestelmää.

Immunologia

Siaalihapot ovat useimpien selektiiniperheen soluadheesiomolekyylien ligandien kriittisiä komponentteja. Ne välittävät leukosyyttien liikkumista endoteeliä pitkin sekä muita vuorovaikutuksia immuunisolujen ja/tai verihiutaleiden välillä [8,10].

Siaalihapot ovat myös immuunivasteen säätelyyn osallistuvien Siglec -soluadheesiomolekyylien ligandeja [8,12,90].

Ligandit ovat atomeita tai molekyylejä, joka sitoutuvat suurempaan molekyyliin luovuttamalla yhden tai useamman elektroneistaan yhdelle tai useammalle keskusatomille tai -ionille.

Immuunisolujen kehittymisen aikana siaalihapposidoksissa tapahtuu merkittäviä muutoksia. Esimerkiksi T-solujen kehittyessä kateenkorvassa ST3Gal-I-entsyymin ylössääntely (upregulation) aiheuttaa glykaanirakenteen ”sulkeutumisen”. Tämä muutos on evoluutiossa konservoitunut eri nisäkäslajien välillä. Muutoksen geneettinen virhe johtaa sytotoksisten T -solujen häviämiseen, mikä kiihdyttää normaalia T -solujen vaihtuvuusmekanismia immuunivasteen jälkeen [91].

Myös a2-6-sidoksiset siaalihapot ovat huomattavasti ylössänneltyjä B-solujen kehityksen aikana [92], mikä on samanaikaista B-solun pintamolekyylin CD22/Siglec-2 sitoutumisetujen kanssa, joka puolestaan modifioi B-solun vastetta antigeenistimulaatioon [12] , 90].

Makrofageilla ilmentynyt sialoadhesiini (Siglec 1) näyttää sekä moduloivan immuunivastetta että toimivan fagosyyttisenä reseptorina siaaliinihappoja esitteleville patogeeneille [93]. Yleisemmin immuunisolujen aktivoituminen näyttää liittyvän solun pinnan siaalihappojen alassääntelyyn (downregulation) mahdollisesti spesifin sialidaasin välityksellä. In vitro -tutkimukset viittaavat siihen, että siaalihappojen alassääntely muuttaa immuunivasteen toimintaa [94,95].

Kardiovaskulaariset sairaudet

Eräs sialiinihappojen suuren pitoisuuden tehtävä endoteelin luminaalipinnalla [19] on tuottaa ligandeja leukosyyttien L-selektiinin tunnistamiseksi [96]. Aktivoituneessa endoteelissä ekspressoitu E-selektiini sekä aktivoidussa endoteelissä tai verihiutaleissa ekspressoitu P-selektiini puolestaan tunnistavat sialihappoa sisältävät ligandit leukosyyteissä.

Nämä selektiinivälitteiset vuorovaikutukset ovat riippuvaisia glykaanien muunnoksista, kuten fukosylaatiosta ja sulfaatiosta. Ne välittävät tulehdukseen, lymfosyyttien kierrätykseen, veren hyytymiseen ja reperfuusiovaurioon liittyviä prosesseja [96,97].

Geneettisesti modifioiduilla hiirillä tehdyt tutkimukset osoittavat, että P- ja E-selektiinit vaikuttavat myös ateroskleroosin alkuvaiheisiin [98]. Pienitiheyksisissä lipoproteiineissa (LDL) olevilla siaalihapoilla näyttää olevan vaikutusta endoteelin lipidien ottoon ja siten ateroskleroosin kehittymiseen [72,73]. Joihinkin P- ja E-selektiinin alleeleihin assosioituu sydän- ja verisuonisairauksien kasvanut riski [99, 100].

Hematologia ja onkologia

Hematologia tutkii ja hoitaa veritauteja. Onkologia on syöpäsairauksia käsittelevä lääketieteen osa-alue.

Verisolujen siaalihappoa sisältävät glykaanit voivat olla kylmän agglutiniinitaudin vasta-aineiden tunnistamisen kohteena [101,102]. Ne voivat ilmaantua joko spontaanisti kroonisen kylmän agglutiniinitaudin tai ohimenevästi Mycoplasma pneumoniae-infektion aikana.

Kylmä agglutiniinitauti (CAD) on autoimmuunisen hemolyyttisen anemian (AIHA) muoto, jossa kylmät agglutiniinit (agglutinoivat auto-vasta-aineet) voivat aiheuttaa kliinisiä oireita, jotka liittyvät punasolujen agglutinaatioon ja hemolyyttiseen anemiaan.

Agglutinaatio tarkoittaa solujen liimautumista yhteen. Punasolujen agglutinaatio johtaa veren sakkautumiseen.

Myöhempien vasta-aineiden uskotaan syntyvän anti-idiotyyppisistä reaktioista primaarisia antipatogeenivasta-aineita vastaan, jotka heijastavat bakteerireseptorin siaalihappoa sitovaa taskua [103].

Pahanlaatuiseen transformaatioon liittyy selkeitä muutoksia sialylaatiossa (ks. Taulukko 3). Joissakin tapauksissa on osoitettu, että siaalihapporakenteet ja sidokset liittyvät karsinoomien etenemiseen ja huonoon ennusteeseen [104, 105]. Tämä yhteys voidaan selittää sillä, että selektiinien tunnistaessa pahanlaatuiset solut kiertävien kasvainsolujen vuorovaikutus verihiutaleiden, leukosyyttien ja endoteelin kanssa lisääntyy, mikä helpottaa etäpesäkkeiden muodostumista [106, 107].

Pahanlaatuisten syöpäsolujen siaalihappopitoisuuden yleinen kasvu voi suojata syöpäsoluja vaihtoehtoiselta reittikomplementin aktivaatiolta rekrytoimalla plasmatekijää H solukalvolle [108].

Erittyneitä tai proteolyyttisesti vapautuneita karsinoomamusiineja, joissa on joitain näistä epätavallisista sialylaatiomuodoista, voidaan havaita syöpäpotilaiden verenkierrossa. Niitä käytetään syövän diagnostisina ja prognostisina apuvälineinä [109, 110]. Näiden musiinien sialyloidut muodot ovat resistenttejä maksan reseptorien puhdistavalle vaikutukselle [111]. Tämä todennäköisesti selittää epätavallisten tromboottisten tapahtumien yhteyden musiinia tuottaviin karsinoomiin (Trousseaun oireyhtymä) [112, 113].

Taulukko 3

Sialylaatiomuutokset, jotka liittyvät pahanlaatuiseen transformaatioon ja kasvaimen etenemiseen

Sialic acid

Linkage

Glycan

Glycan carrier

Type of cancer

Mechanistic and practical significance

Sia

Various

Various

Various

Many

Reduction of cell–cell interactions? Protection from complement? Alteration of interactions with collagen?

Sia

α2-3Gal

Lewis X/A

Mucins

Most carcinomas

Tumor marker. Poor prognosis. Facilitation of platelet–leukocyte interactions in metastasis

Sia

α2-6Gal

N-glycan

Integrins?

Some carcinomas

Alteration of integrin function? Enhancement of invasion? Poor prognosis in some cancers

Sia

α2-6GalNAc

Tn

Mucins

Some carcinomas

Enhancement of invasion? Tumor marker. Target for immunotherapy

Sialic acid

α2-8Sia

N-glycan

N-CAM

Brain tumors, myelomas

Reduction of cell–cell interactions? Facilitates metastasis?

Neu5Gc

Various

Various

Various

Most carcinomas

Accumulated from dietary sources? Associated with anti-Neu5Gc antibodies

9-O-Ac

α2-8Sia

GD3

Ganglioside

Melanomas

Tumor marker. Protects from GD3-mediated apoptosis?

9-O-Ac

α2-6GalNAc

O-glycans

Mucins?

Leukemias

Prognostic marker?

Abbreviations: N-CAM, neural cell adhesion molecule; Tn, Siaα2-3GalNAcα-Ser/Thr.

Syöpäsolut akkumuloivat ja ilmentävät ei-ihmisen sialiinihappoa Neu5Gc:tä. Potilailla voi ilmentyä kohonneita vasta-aineita Neu5Gc:tä sisältäviä epitooppeja vastaan [114], minkä uskotaan johtuvan siitä, että heikko immuunivaste hyödyttää kasvainsolua tehostamalla leukosyyttien tunkeutumista ja angiogeneesiä [34].

Angiogeneesi tarkoittaa verisuonten uudismuodostusta. Se saa alkunsa solujen hapenpuutteesta eli hypoksiasta, jolloin solut tuottavat verisuonten endoteelin kasvutekijää (VEGF).

Mahdollisia Neu5Gc-akkumulaatiomekanismeja ovat tehostettu makropinosytoosi ja hypoksian aiheuttama lysosomaalisen kuljettajan ylisäätely [31, 115]. Näiden anti-Neu5Gc-vasta-aineiden ennustavaa tai diagnostista merkitystä tutkitaan. Viime aikoina havaittu jännittävä edistysaskel on ollut X-linkitetyn Cosmc-geenin somaattisen puutteen löytäminen hematopoeettisissa kantasoluissa, mikä voisi selittää Siaα2-3GalNAcα- Ser/Thr (Tn) -polyagglutiniinioireyhtymä [116].

Sama virhe näyttää liittyvän useimpiin, ellei kaikkiin, löydöksiin, jotka liittyvät kasvainantigeeni sialyyli-Tn:n yliekspressioon karsinoomissa [117].

Cosmc-chaperonin mutaatiohäviö aiheuttaa avainentsyymin toissijaisen menetyksen O-glykaanin pidentämisessä. Tämä johtaa typistyneiden O-glykaanien muodostumiseen. Nämä voivat läpikäydä suoran sialylaation ja muodostaa sialyyli-Tn-antigeenin, mikä on erittäin harvinaista normaaleissa kudoksissa [62].

Neurologia, aivot ja kognitio

Aivoisssa ilmentyy enemmän siaalihappoja kuin muualla elimistössä. Aivojen siaalihapot ilmentyvät yleensä sialyloitujen glykolipidien (gangliosidien) muodossa [118]. Yksi aivoissa ilmentyvien siaalihappojen funktio on polysialiinihapon muodostuminen, jonka on vahvistettu osallistuvan hermosolujen itämisen ja plastisuuden helpottamiseen [15–18].

Gangliosidien tunnistuksella myeliiniin liittyvän glykoproteiinin (Siglec-4) avulla on tärkeä rooli myeliinin vakauden välittämisessä ja hermoston itämisen (neural sprouting) estämisessä vamman jälkeen [119]. Sialidaasi-injektiot lisäävät selkärangan aksonin kasvua in vivo [120] mahdollisesti tuhoamalla Siglec-4:n gangliosidiligandit.

Sialiinihapon aivoihin vaikuttavan aineenvaihdunnan geneettisten häiriöiden lisäksi autosomaalinen resessiivinen muutos gangliosidin GM3 synteesissä aiheuttaa lapsena alkavan oireisen epilepsiaoireyhtymän, joka liittyy kehityksen pysähtymiseen ja sokeuteen [121]. Hiirillä, joille on indusoitu sama geenimuutos, taudista esiintyy lievempi fenotyyppi, johon liittyy lisääntynyt insuliiniherkkyys [122].

Immuunireaktiivisuus siaalihappoa sisältäviä hermostomolekyylejä vastaan voi johtaa vakavaan patologiaan. Guillian-Barrén oireyhtymä (akuutti yleistynyt perifeerinen neuropatia) puhkeaa usein suolistosairauden (Camplyobacter jejuni), joka syntetisoi hermoston gangliosidien sialyloituja jäljitelmiä lipooligosakkarideillaan [123,124]. Tällaisia infektioita seuraa joissain tapauksissa hermoston gangliosideihin ristiin reagoivien vasta-aineiden muodostuminen. Vasta -aineiden patogeeninen rooli on hyvin dokumentoitu, samoin kuin niiden spesifisyys erityyppisille gangliosidirakenteille, joista jokainen johtaa jonkin verran erilaisiin neurologisiin oireyhtymiin.

Eräät bakteerien tuottamat hermomyrkyt, kuten botuliinista ja jäykkäkouristuksesta peräisin olevat toksiinit välittävät toksisuutta tunnistamalla ensin aivoissa siaalihappoa sisältävät gangliosidit [125]. Monet hermostoon onnistuneesti tunkeutuvat bakteerit ilmentävät pinnassaan siaalihappoja [11]. Vaikka ”molekyylinen matkiminen” auttaa patogeenia välttämään immuunijärjestelmää, on epäselvää, miksi näillä taudinaiheuttajilla on taipumus hyökätä aivoihin.

Eläinkokeet ovat vahvistaneet, että naudan aivojen gangliosidi -infuusiot parantavat aivohalvauksen jälkeistä toipumista. Mekanismia ei täysin ymmärretä, mutta lähestymistapaa on kokeiltu myös ihmisten kliinisissä tutkimuksissa [126]. Muutamille kokeeseen osallistuneille potilaille kehittyi Guillian-Barrén kaltainen oireyhtymä [127]. Tämän uskotaan aiheutuneen immuunivasteesta gangliosideille, kuten GM1 [128]. On spekuloitu, että patologista reaktiota olisi saattanut helpottaa altistuminen gangliosideille, jotka sisältävät siaalihappoa Neu5Gc [127]. Tämä arvio yhdessä hullun lehmän taudin ilmaantumisen kanssa lopetti tutkimukset. Alkuperäiset eläintutkimuksissa saadut havainnot ovat edelleen päteviä, ja lähestymistapa saattaa johtaa uusiin tutkimuksiin tulevaisuudessa.

Siaalihapon tutkijat ovat yrittäneet selvittää, liittyykö siaalihappo aivojen nopeaan kasvuun ja edistääkö siaalihappo aivojen kehitystä.

Äidinmaito sisältää runsaasti siaalihappoglykokonjugaatteja. Eräässä tutkimuksessa havaittiin, että keskosilla ja täysiaikaisilla rintaruokituilla imeväisillä oli viiden kuukauden iässä enemmän syljen siaalihappoa kuin äidinmaidonkorvikkeita saaneilla verrokkivauvoilla.

Äidinmaidon siaalihappopitoisuus vaihtelee perimän, imetyksen jne. vaikutuksesta. Aivojen kehitys on monimutkainen prosessi, mutta se tapahtuu nopeasti: kahden vuoden iässä lapsen aivot saavuttavat noin 80% aikuisen aivojen painosta. Lapsilla on syntyessään kaikki neuronit, mutta niiden väliset synaptiset yhteydet jatkavat kehittymistä syntymän jälkeen. Siaalihapolla on olennainen rooli aivojen ja kognition kehityksessä. Ihmisen aivoissa on 2-4 kertaa enemmän siaalihappoa kuin muiden nisäkkäiden aivoissa. Hermokalvoissa on 20 kertaa enemmän siaalihappoa kuin muissa solukalvoissa.

Siaalihapolla voi olla ratkaiseva rooli neurotransmission mahdollistamisessa neuronien välillä. Siaalihappolisän vaikutuksia oppimiseen ja muistikäyttäytymiseen on tutkittu jyrsijöillä ja sioilla (joiden aivojen rakenne ja toiminta muistuttavat ihmisen aivoja). Siaalihappoa saaneiden rottien oppimiskyky ja muisti paranivat.

Ruokavalion siaalihappolisän ja kognitiivisen toiminnan välillä on yhteys: porsaat, joille oli syötetty suuria annoksia siaalihappoa, oppivat nopeammin ja tekivät vähemmän virheitä. Tämä viittaa siihen, että siaalihappo vaikuttaa aivojen kehitykseen ja oppimiseen myös ihmisillä.

Hengitystiet ja keuhkot

Siaalihapot ilmentyvät näkyvästi hengitysteiden epiteelissä. Ne ovat hengitysteiden erittyvien limakalvojen pääkomponentteja. Kuten aiemmin mainittiin, siaalihapot edustavat sitoutumiskohtia patogeeneille, kuten influenssavirukselle.

Hydrofiilisten siaalihappojen varaus on negatiivinen, mikä vaikuttaa liman reologisiin (nesteiden muodostumista ja virtausta selittäviin) ominaisuuksiin [85]. Liman muodostuminen ylläpitää hengitysteiden voitelua, ja suojaa hengitysteitä patogeeneilta sekä muilta hengityselimiin päässeiltä epätoivotuilta ainesosilta. Liman epänormaali, liiallinen tai poikkeava tuotanto voi olla patologista. Äärimmäinen esimerkki on kystinen fibroosi (geneettinen vika kloridikanavassa), joka toissijaisesti johtaa musiinien muuttuneeseen glykosylaatioon, jossa vähentynyt sialylaatio ja lisääntynyt sulfaatio ovat merkittäviä [129]. Näiden glykosylaatioerojen ja liman fysikaalisten ominaisuuksien muutosten välistä yhteyttä ei ole täysin selvitetty. Aiheeseen liittyen: Pseudomonas-bakteerit, jotka kolonisoivat hengitysteitä kystisessä fibroosissa, voivat käyttää siaalihappoja sitoutumiskohtina [130].

Endokrinologia ja hormonit

Siaalihappoja esiintyy kiertävissä glykoproteiinihormoneissa:

  • aivolisäkkeen erittämä luteinisoiva hormoni (LH)

  • follikkelia stimuloiva hormoni (FSH)

  • istukan erittämä ihmisen koriongonadotropiini (hCG)

Vaikka hCG:n ja FSH:n N-glykaanit ovat täysin sialyloituja, LH:n omat siaalihapot voivat kokea poikkeavia muutoksia lisäämällä 4-O-sulfatoituja GalNAc-päätteitä [131]. Nämä glykosylaatioerot määräävät LH:n kohtalon verenkierrossa, ja sulfatoidut molekyylit poistuvat nopeasti maksan spesifisen reseptorin avulla. Tämä määrää hormonien puoliintumisajan ja hormonaalisten piikkien terävyyden naisten verenkierrossa, mikä lopulta optimoi lisääntymisjakson [131]. Geneettisesti muutetuilla hiirillä tehtyjen tutkimusten havainnot ovat vahvistaneet näiden glykaanierojen keskeisen roolin lisääntymisbiologiassa [132]. Sitä vastoin istukasta peräisin oleva sialyloitu hCG säilyy verenkierrossa paljon pidempään, mikä sopii parhaiten raskaana olevaan tilaan.

Nefrologia ja munuaiset

Siaalihapot ovat erittäin väkeviä glomerulaarisessa peruskalvossa. Ne näkyvät glomerulaarisen peruskalvon podosyyttien tärkeimmässä glykoproteiinissa [13]. Siaalihappojen määrä ja jakautuminen vaikuttavat kalvon tehokkaaseen suodatustoimintoon [14]. Niin sanotussa ”minimaalisen muutoksen” nefroosissa sialiinihapot häviävät tällä alueella, ja samanlainen tilanne voidaan aiheuttaa eläinmalleissa tietyillä lääkkeillä.

Sialiinihapon menetyksen mekanismi luonnossa esiintyvässä taudissa on edelleen tuntematon. Joissakin tapauksissa hemolyytikureeminen oireyhtymä on aiheuttanut neuraminidaaseja (sialidaaseja), joita aiheutuu bakteeri -infektioiden aikana [133]. IgA-nefropatiassa havaittu IgA-immunoglobuliinin poikkeava sialylaatio [134] selittyy todennäköisesti X-sidoksisen Cosmc-geenin somaattisella häviämisellä tietyissä vasta-ainetta erittävissä soluissa.

Gastroenterologia, vatsa ja ruoansulatuskanava

Kuten keuhkoissa ja hengitysteissä, maha -suolikanavan limakalvossa on tiheä ja runsas valikoima siaalihappoja sekä solun pinnalla että erittyvillä molekyyleillä. Monet edellä mainituista hengitysteitä koskevista havainnoista pätevät myös ruoansulatuskanavaan.

Mahassa on tyypillisesti hapan ympäristö, jossa siaalihappoja vapautuu kemiallisesti. Mahan siaalihappopitoisuus on yleensä alhainen ja usein korvattu sulfatoinnilla. Mahassa on riittävästi siaalihappoa, jotta sitä voidaan käyttää mahahaavoille ja mahasyövälle altistavan Helicobacter pylori-bakteerin [135] reseptorina.

Alempana suolistossa on tavallisesti modifioituja siaalihappoja, joissa O-asetyyliesterit ovat hallitsevia [136]. Syy ei ole selvä, mutta tällaiset muutokset estävät patogeenien sitoutumisen solujen reseptoreihin ja muiden patogeenien vapauttamien siaalidaasien toimintaa.

Näiden modifikaatioiden suurin tiheys löytyy paksusuolesta, josta löytyy di-O- ja jopa tri-O-asetyloituja siaalihappoja. Tätä siaalihapporakenne vähenee tai häviää haavaisen paksusuolen tulehduksen ja paksusuolen karsinooman yhteydessä [137]. Tämän muutoksen merkitys on epävarma, mutta se voi olla varhainen paksusuolen syövän biomarkkeri.

Hepatologia ja maksa

Maksa erittää verenkiertoon runsaasti glykoproteiineja, joiden glykaanit ovat sialyloituja. Näiden siaalihappojen tarkoitus on varmistaa seerumin glykoproteiinien selviytyminen. Siaalihappojen poistaminen glykaanista voi johtaa glykoproteiinin sokeriketjun tunnistavien maksareseptorien välityksellä tapahtuvaan glykoproteiinien puhdistamiseen seerumista [20,21].

Biotekniikassa monia bioterapeuttisia aineita on tuotettava glykoproteiineina, jotka vaativat glykaaniensa riittävän siaalihapon rajaamisen nopean puhdistuman välttämiseksi [22].

Tuoreissa tutkimuksissa on vahvistunut, että klassinen maksan asialoglykoproteiini ’Ashwell -reseptori’ auttaa vähentämään veren hyytymistä määrääviä tekijöitä, kuten verihiutaleita ja Von Willebrand-tekijää, jotka on desialyloitu sepsiksen aikana vapautuneen sialidaasin vaikutuksesta pneumokokin kaltaisten organismien kanssa [138 ]. Tämä puhdistumisprosessi suojaa organismia veren liialliselta hyytymiseltä ja kuolemalta [138].

Dermatologia ja iho

Tulehduksellisissa ihosairauksissa lymfosyyttien tunkeutuminen ihoon välittyy tunnistamalla siaalihappoa sisältäviä molekyylejä, jotka toimivat ligandeina selektiinille. Selektiinit välittävät myös synnynnäisten immuunisolujen rekrytoinnin tulehdusalueelle [139].

Gangliosideja ekspressoidaan näkyvästi melanoomissa, joissa siaalihappomodifikaatiot voivat tuottaa suhteellisen kasvainspesifisen antigeenin, jota kutsutaan 9-0-asetyyli-GD3:ksi [140, 141].

Ajatuksia

Tämä lyhyt johdanto antaa joitain esimerkkejä siaalihappojen merkityksestä fysiologiassa ja patologisissa prosesseissa. Toistaiseksi siaalihappojen vaikutuksista nähdään vasta jäävuoren huippu. Monet siaalihappojen fysiologisista ja patologisista mekanismeista on vielä selvittämättä. Minulle siaalihapot ovat uteliaisuutta kutkuttava kaninkolo, johon aion sukeltaa vielä monta kertaa.

Lähteet

1. Crick F. Central dogma of molecular biology. Nature. 1970;227:561–563. [PubMed] [Google Scholar]

2. Sharon N, Lis H. Glycoproteins: research booming on long-ignored ubiquitous compounds. Mol. Cell. Biochem. 1982;42:167–187. [PubMed] [Google Scholar]

3. Rademacher TW, et al. Glycobiology. Annu. Rev. Biochem. 1988;57:785–838. [PubMed] [Google Scholar]

4. Varki A, et al. Essentials of Glycobiology. 1st edn. Cold Spring Harbor Press; 1999. [Google Scholar]

5. Drickamer K, Taylor M. Introduction to Glycobiology. 2nd edn. Oxford University Press; 2006. [Google Scholar]

6. Schauer R. Achievements and challenges of sialic acid research. Glycoconj. J. 2000;17:485–499. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]

7. Angata T, Varki A. Chemical diversity in the sialic acids and related α-keto acids: an evolutionary perspective. Chem. Rev. 2002;102:439–469. [PubMed] [Google Scholar]

8. Varki A. Glycan-based interactions involving vertebrate sialic-acid-recognizing proteins. Nature. 2007;446:1023–1029. [PubMed] [Google Scholar]

9. Ilver D, et al. Bacterium–host protein–carbohydrate interactions. Methods Enzymol. 2003;363:134–157. [PubMed] [Google Scholar]

10. Lehmann F, et al. Sialic acid-specific lectins: occurrence, specificity and function. Cell. Mol. Life Sci. 2006;63:1331–1354. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]

11. Vimr ER, et al. Diversity of microbial sialic acid metabolism. Microbiol. Mol. Biol. Rev. 2004;68:132–153. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]

12. Varki A, Angata T. Siglecs – the major subfamily of I-type lectins. Glycobiology. 2006;16:1R–27R. [PubMed] [Google Scholar]

13. Dekan G, et al. Sulfate contributes to the negative charge of podocalyxin, the major sialoglycoprotein of the glomerular filtration slits. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1991;88:5398–5402. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]

14. Gelberg H, et al. In vivo enzymatic removal of α2-6-linked sialic acid from the glomerular filtration barrier results in podocyte charge alteration and glomerular injury. Lab. Invest. 1996;74:907–920. [PubMed] [Google Scholar]

15. Weinhold B, et al. Genetic ablation of polysialic acid causes severe neurodevelopmental defects rescued by deletion of the neural cell adhesion molecule. J. Biol Chem. 2005;280:42971–42977. [PubMed] [Google Scholar]

16. Johnson CP, et al. Direct evidence that neural cell adhesion molecule (NCAM) polysialylation increases intermembrane repulsion and abrogates adhesion. J. Biol. Chem. 2005;280:137–145. [PubMed] [Google Scholar]

17. El Maarouf A, et al. Use of polysialic acid in repair of the central nervous system. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2006;103:16989–16994. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]

18. Rutishauser U. Polysialic acid in the plasticity of the developing and adult vertebrate nervous system. Nat. Rev. Neurosci. 2008;9:26–35. [PubMed] [Google Scholar]

19. Born GV, Palinski W. Unusually high concentrations of sialic acids on the surface of vascular endothelia. Br. J. Exp. Pathol. 1985;66:543–549. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]

20. Ashwell G, Harford J. Carbohydrate-specific receptors of the liver. Annu. Rev. Biochem. 1982;51:531–554. [PubMed] [Google Scholar]

21. Weigel PH, Yik JH. Glycans as endocytosis signals: the cases of the asialoglycoprotein and hyaluronan/chondroitin sulfate receptors. Biochim. Biophys. Acta. 2002;1572:341–363. [PubMed] [Google Scholar]

22. Raju TS, et al. Glycoengineering of therapeutic glycoproteins: In vitro galactosylation and sialylation of glycoproteins with terminal N-acetylglucosamine and galactose residues. Biochemistry. 2001;40:8868–8876. [PubMed] [Google Scholar]

23. Bork K, et al. Enhanced sialylation of EPO by overexpression of UDP-GlcNAc 2-epimerase/ManAc kinase containing a sialuria mutation in CHO cells. FEBS Lett. 2007;581:4195–4198. [PubMed] [Google Scholar]

24. Hamilton SR, Gerngross TU. Glycosylation engineering in yeast: the advent of fully humanized yeast. Curr. Opin. Biotechnol. 2007;18:387–392. [PubMed] [Google Scholar]

25. Betenbaugh MJ, et al. Biosynthesis of human-type N-glycans in heterologous systems. Curr. Opin. Struct. Biol. 2004;14:601–606. [PubMed] [Google Scholar]

26. Miwa Y, et al. Are N-glycolylneuraminic acid (Hanganutziu-Deicher) antigens important in pig-to-human xenotransplantation? Xenotransplantation. 2004;11:247–253. [PubMed] [Google Scholar]

27. Martin MJ, et al. Human embryonic stem cells express an immunogenic nonhuman sialic acid. Nat. Med. 2005;11:228–232. [PubMed] [Google Scholar]

28. Hashii N, et al. Study on the quality control of cell therapy products. Determination of N-glycolylneuraminic acid incorporated into human cells by nano-flow liquid chromatography/Fourier transformation ion cyclotron mass spectrometry. J. Chromatogr. A. 2007;1160:263–269. [PubMed] [Google Scholar]

29. Heiskanen A, et al. N-glycolylneuraminic acid xenoantigen contamination of human embryonic and mesenchymal stem cells is substantially reversible. Stem Cells. 2007;25:197–202. [PubMed] [Google Scholar]

30. Qian J, et al. Structural characterization of N-linked oligosaccharides on monoclonal antibody cetuximab by the combination of orthogonal matrix-assisted laser desorption/ionization hybrid quadrupole-quadrupole time-of-flight tandem mass spectrometry and sequential enzymatic digestion. Anal. Biochem. 2007;364:8–18. [PubMed] [Google Scholar]

31. Bardor M, et al. Mechanism of uptake and incorporation of the non-human sialic acid N-glycolylneuraminic acid into human cells. J. Biol. Chem. 2005;280:4228–4237. [PubMed] [Google Scholar]

32. Noguchi A, et al. Failure of human immunoresponse to N-glycolylneuraminic acid epitope contained in recombinant human erythropoietin. Nephron. 1996;72:599–603. [PubMed] [Google Scholar]

33. Zhu A, Hurst R. Anti-N-glycolylneuraminic acid antibodies identified in healthy human serum. Xenotransplantation. 2002;9:376–381. [PubMed] [Google Scholar]

34. Tangvoranuntakul P, et al. Human uptake and incorporation of an immunogenic nonhuman dietary sialic acid. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2003;100:12045–12050. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]

35. Nguyen DH, et al. Effects of natural human antibodies against a nonhuman sialic acid that metabolically incorporates into activated and malignant immune cells. J. Immunol. 2005;175:228–236. [PubMed] [Google Scholar]

36. Hokke CH, et al. Sialylated carbohydrate chains of recombinant human glycoproteins expressed in Chinese hamster ovary cells contain traces of N-glycolylneuraminic acid. FEBS Lett. 1990;275:9–14. [PubMed] [Google Scholar]

37. Bergwerff AA, et al. Variation in N-linked carbohydrate chains in different batches of two chimeric monoclonal IgG1 antibodies produced by different murine SP2/0 transfectoma cell subclones. Glycoconj. J. 1995;12:318–330. [PubMed] [Google Scholar]

38. Bloom JW, et al. Cell line and site specific comparative analysis of the N-linked oligosaccharides on human ICAM/-1des454-532 by electrospray ionization mass spectrometry. Biochemistry. 1996;35:1856–1864. [PubMed] [Google Scholar]

39. Baker KN, et al. Metabolic control of recombinant protein N-glycan processing in NS0 and CHO cells. Biotechnol. Bioeng. 2001;73:188–202. [PubMed] [Google Scholar]

40. Zhou Q, et al. Effect of genetic background on glycosylation heterogeneity in human antithrombin produced in the mammary gland of transgenic goats. J. Biotechnol. 2005;117:57–72. [PubMed] [Google Scholar]

41. Ludwig TE, et al. Derivation of human embryonic stem cells in defined conditions. Nat. Biotechnol. 2006;24:185–187. [PubMed] [Google Scholar]

42. Benatuil L, et al. The influence of natural antibody specificity on antigen immunogenicity. Eur. J. Immunol. 2005;35:2638–2647. [PubMed] [Google Scholar]

43. Mengerink KJ, Vacquier VD. Glycobiology of sperm–egg interactions in deuterostomes. Glycobiology. 2001;11:37R–43R. [PubMed] [Google Scholar]

44. DeSouza MM, et al. Mucin functions and expression in mammalian reproductive tract tissues. Biochem. Biophys. Res. Commun. 1998;247:1–6. [PubMed] [Google Scholar]

45. Chatterji U, et al. Paracrine effects of a uterine agglutinin are mediated via the sialic acids present in the rat uterine endometrium. Mol. Cell. Biochem. 2000;215:47–55. [PubMed] [Google Scholar]

46. Velasquez JG, et al. Role of sialic acid in bovine sperm-zona pellucida binding. Mol. Reprod. Dev. 2007;74:617–628. [PubMed] [Google Scholar]

47. Schwarzkopf M, et al. Sialylation is essential for early development in mice. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2002;99:5267–5270. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]

48. Altheide TK, et al. System-wide genomic and biochemical comparisons of sialic acid biology among primates and rodents: evidence for two modes of rapid evolution. J. Biol. Chem. 2006;281:25689–25702. [PubMed] [Google Scholar]

49. Arai A, et al. A novel mutation in the GNE gene and a linkage disequilibrium in Japanese pedigrees. Ann. Neurol. 2002;52:516–519. [PubMed] [Google Scholar]

50. Huizing M, et al. Hypoglycosylation of α-dystroglycan in patients with hereditary IBM due to GNE mutations. Mol. Genet. Metab. 2004;81:196–202. [PubMed] [Google Scholar]

51. Martin PT, Freeze HH. Glycobiology of neuromuscular disorders. Glycobiology. 2003;13:67R–75R. [PubMed] [Google Scholar]

52. Penner J, et al. Influence of UDP-GlcNAc 2-epimerase/ManNAc kinase mutant proteins on hereditary inclusion body myopathy. Biochemistry. 2006;45:2968–2977. [PubMed] [Google Scholar]

53. Galeano B, et al. Mutation in the key enzyme of sialic acid biosynthesis causes severe glomerular proteinuria and is rescued by N-acetylmannosamine. J. Clin. Invest. 2007;117:1585–1594. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]

54. Malicdan MC, et al. A Gne knockout mouse expressing human GNE D176V mutation develops features similar to distal myopathy with rimmed vacuoles or hereditary inclusion body myopathy. Hum. Mol. Genet. 2007;16:2669–2682. [PubMed] [Google Scholar]

55. Weiss P, et al. Identification of the metabolic defect in sialuria. J. Biol. Chem. 1989;264:17635–17636. [PubMed] [Google Scholar]

56. Leroy JG, et al. Dominant inheritance of sialuria, an inborn error of feedback inhibition. Am. J. Hum. Genet. 2001;68:1419–1427. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]

57. Enns GM, et al. Clinical course and biochemistry of sialuria. J. Inherit. Metab. Dis. 2001;24:328–336. [PubMed] [Google Scholar]

58. Verheijen FW, et al. A new gene, encoding an anion transporter, is mutated in sialic acid storage diseases. Nat. Genet. 1999;23:462–465. [PubMed] [Google Scholar]

59. Kleta R, et al. Biochemical and molecular analyses of infantile free sialic acid storage disease in North American children. Am. J. Med. Genet. A. 2003;120A:28–33. [PubMed] [Google Scholar]

60. Biancheri R, et al. An Italian severe Salla disease variant associated with a SLC17A5 mutation earlier described in infantile sialic acid storage disease. Clin. Genet. 2002;61:443–447. [PubMed] [Google Scholar]

61. Seyrantepe V, et al. Molecular pathology of NEU1 gene in sialidosis. Hum. Mutat. 2003;22:343–352. [PubMed] [Google Scholar]

62. Martin LT, et al. Genetically altered mice with different sialyltransferase deficiencies show tissue-specific alterations in sialylation and sialic acid 9-O-acetylation. J. Biol Chem. 2002;277:32930–32938. [PubMed] [Google Scholar]

63. Wearne KA, et al. Use of lectins for probing differentiated human embryonic stem cells for carbohydrates. Glycobiology. 2006;16:981–990. [PubMed] [Google Scholar]

64. Pickup JC, et al. Serum sialic acid concentration and coronary heart disease in NIDDM. Diabetes Care. 1995;18:1100–1103. [PubMed] [Google Scholar]

65. Crook MA, et al. Serum sialic acid, a risk factor for cardiovascular disease, is increased in IDDM patients with microalbuminuria and clinical proteinuria. Diabetes Care. 1994;17:305–310. [PubMed] [Google Scholar]

66. Pönniö M, et al. Serum sialic acid in a random sample of the general population. Clin. Chem. 1999;45:1842–1849. [PubMed] [Google Scholar]

67. Afzali B, et al. Raised plasma total sialic acid levels are markers of cardiovascular disease in renal dialysis patients. J. Nephrol. 2003;16:540–545. [PubMed] [Google Scholar]

68. Jamieson JC, et al. Sialyltransferase: a novel acute-phase reactant. Comp. Biochem. Physiol. B. 1993;105:29–33. [PubMed] [Google Scholar]

69. Appenheimer MM, et al. Biologic contribution of P1 promoter-mediated expression of ST6Gal I sialyltransferase. Glycobiology. 2003;13:591–600. [PubMed] [Google Scholar]

70. Yasukawa Z, et al. Inflammation-dependent changes in α2,3-, α2,6-, and α2,8-sialic acid glycotopes on serum glycoproteins in mice. Glycobiology. 2005;15:827–837. [PubMed] [Google Scholar]

71. Gunnarsson P, et al. The acute-phase protein alpha 1-acid glycoprotein (AGP) induces rises in cytosolic Ca2+ in neutrophil granulocytes via sialic acid binding immunoglobulin-like lectins (siglecs) FASEB J. 2007;21:4059–4069. [PubMed] [Google Scholar]

72. Millar JS. The sialylation of plasma lipoproteins. Atherosclerosis. 2001;154:1–13. [PubMed] [Google Scholar]

73. Tertov VV, et al. Human plasma transsialidase causes atherogenic modification of low density lipoprotein. Atherosclerosis. 2001;159:103–115. [PubMed] [Google Scholar]

74. Romppanen J, et al. Serum sialic acid as a marker of alcohol consumption: effect of liver disease and heavy drinking. Alcohol. Clin. Exp. Res. 2002;26:1234–1238. [PubMed] [Google Scholar]

75. Yamashita K, et al. Sugar chains of serum transferrin from patients with carbohydrate deficient glycoprotein syndrome. Evidence of asparagine-N-linked oligosaccharide transfer deficiency. J. Biol. Chem. 1993;268:5783–5789. [PubMed] [Google Scholar]

76. Jaeken J, Carchon H. The carbohydrate-deficient glycoprotein syndromes: an overview. J. Inherit. Metab. Dis. 1993;16:813–820. [PubMed] [Google Scholar]

77. Freeze HH, Aebi M. Altered glycan structures: the molecular basis of congenital disorders of glycosylation. Curr. Opin. Struct. Biol. 2005;15:490–498. [PubMed] [Google Scholar]

78. Suzuki Y. Sialobiology of influenza: molecular mechanism of host range variation of influenza viruses. Biol. Pharm. Bull. 2005;28:399–408. [PubMed] [Google Scholar]

79. Russell CJ, Webster RG. The genesis of a pandemic influenza virus. Cell. 2005;123:368–371. [PubMed] [Google Scholar]

80. Shinya K, et al. Avian flu: influenza virus receptors in the human airway. Nature. 2006;440:435–436. [PubMed] [Google Scholar]

81. Stevens J, et al. Glycan microarray analysis of the hemagglutinins from modern and pandemic influenza viruses reveals different receptor specificities. J. Mol. Biol. 2006;355:1143–1155. [PubMed] [Google Scholar]

82. Gagneux P, et al. Human-specific regulation of α2-6 linked sialic acids. J. Biol. Chem. 2003;278:48245–48250. [PubMed] [Google Scholar]

83. Glaser L, et al. A single amino acid substitution in 1918 influenza virus hemagglutinin changes receptor binding specificity. J. Virol. 2005;79:11533–11536. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]

84. Stevens J, et al. Structure and receptor specificity of the hemagglutinin from an H5N1 influenza virus. Science. 2006;312:404–410. [PubMed] [Google Scholar]

85. Rose MC, Voynow JA. Respiratory tract mucin genes and mucin glycoproteins in health and disease. Physiol. Rev. 2006;86:245–278. [PubMed] [Google Scholar]

86. Charland N, et al. Role of capsular sialic acid in virulence and resistance to phagocytosis of Streptococcus suis capsular type 2. FEMS Immunol. Med. Microbiol. 1996;14:195–203. [PubMed] [Google Scholar]

87. Ngampasutadol J, et al. Human factor H interacts selectively with Neisseria gonorrhoeae and results in species-specific complement evasion. J. Immunol. 2008;180:3426–3435. [PubMed] [Google Scholar]

88. Madico G, et al. Factor H binding and function in sialylated pathogenic neisseriae is influenced by gonococcal, but not meningococcal, porin. J. Immunol. 2007;178:4489–4497. [PubMed] [Google Scholar]

89. Carlin AF, et al. Group B streptococcal capsular sialic acids interact with siglecs (immunoglobulin-like lectins) on human leukocytes. J. Bacteriol. 2007;189:1231–1237. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]

90. Crocker PR, et al. Siglecs and their roles in the immune system. Nat. Rev. Immunol. 2007;7:255–266. [PubMed] [Google Scholar]

91. Van Dyken SJ, et al. Structural and mechanistic features of protein O-glycosylation linked to CD8+ T cell apoptosis. Mol. Cell Biol. 2007;27:1096–1111. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]

92. Wuensch SA, et al. Murine B cell differentiation is accompanied by programmed expression of multiple novel beta-galactoside α2,6-sialyltransferase mRNA forms. Glycobiology. 2000;10:67–75. [PubMed] [Google Scholar]

93. Oetke C, et al. Sialoadhesin-deficient mice exhibit subtle changes in B- and T-cell populations and reduced immunoglobulin m levels. Mol. Cell. Biol. 2006;26:1549–1557. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]

94. Liang F, et al. Monocyte differentiation up-regulates the expression of the lysosomal sialidase, Neu1, and triggers its targeting to the plasma membrane via major histocompatibility complex class II-positive compartments. J. Biol. Chem. 2006;281:27526–27538. [PubMed] [Google Scholar]

95. Nan X, et al. Sialidase expression in activated human T lymphocytes influences production of IFN-γ J. Leukoc. Biol. 2007;81:284–296. [PubMed] [Google Scholar]

96. Rosen SD. Ligands for L-selectin: homing, inflammation, and beyond. Annu. Rev. Immunol. 2004;22:129–156. [PubMed] [Google Scholar]

97. Ley K. The role of selectins in inflammation and disease. Trends Mol. Med. 2003;9:263–268. [PubMed] [Google Scholar]

98. Dong ZM, et al. Combined role of P- and E-selectins in atherosclerosis. J. Clin. Invest. 1998;102:145–152. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]

99. Jilma B, et al. The single nucleotide polymorphism Ser128Arg in the E-selectin gene is associated with enhanced coagulation during human endotoxemia. Blood. 2005;105:2380–2383. [PubMed] [Google Scholar]

100. Tregouet DA, et al. Specific haplotypes of the P-selectin gene are associated with myocardial infarction. Hum. Mol. Genet. 2002;11:2015–2023. [PubMed] [Google Scholar]

101. Gallart T, et al. Anti-Sia-Ib (anti-Gd) cold agglutinins bind the domain NeuNAcα2-3Gal in sialyl Lewisx, sialyl Lewisa, and related carbohydrates on nucleated cells and in soluble cancer-associated mucins. Blood. 1997;90:1576–1587. [PubMed] [Google Scholar]

102. Kewitz S, et al. Anti-Pr cold agglutinins recognize immunodominant α2,3- or α2,6-sialyl groups on glycophorins. Glycoconj. J. 1995;12:714–720. [PubMed] [Google Scholar]

103. Feizi T, Loveless RW. Carbohydrate recognition by Mycoplasma pneumoniae and pathologic consequences. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 1996;154:S133–S136. [PubMed] [Google Scholar]

104. Kim YJ, Varki A. Perspectives on the significance of altered glycosylation of glycoproteins in cancer. Glycoconj. J. 1997;14:569–576. [PubMed] [Google Scholar]

105. Chen S, Fukuda M. Cell type-specific roles of carbohydrates in tumor metastasis. Methods Enzymol. 2006;416:371–380. [PubMed] [Google Scholar]

106. Varki NM, Varki A. Heparin inhibition of selectin-mediated interactions during the hematogenous phase of carcinoma metastasis: rationale for clinical studies in humans. Semin. Thromb. Hemost. 2002;28:53–66. [PubMed] [Google Scholar]

107. Stevenson JL, et al. Heparin attenuates metastasis mainly due to inhibition of P- and L-selectin, but non-anticoagulant heparins can have additional effects. Thromb. Res. 2007;120 Suppl. 2:S107–S111. [PubMed] [Google Scholar]

108. Ajona D, et al. Expression of complement factor H by lung cancer cells: effects on the activation of the alternative pathway of complement. Cancer Res. 2004;64:6310–6318. [PubMed] [Google Scholar]

109. Rhodes JM. Usefulness of novel tumour markers. Ann. Oncol. 1999;10 Suppl. 4:118–121. [PubMed] [Google Scholar]

110. Yin BWT, Lloyd KO. Molecular cloning of the CA125 ovarian cancer antigen – identification as a new mucin, MUC16. J. Biol. Chem. 2001;276:27371–27375. [PubMed] [Google Scholar]

111. Wahrenbrock MG, Varki A. Multiple hepatic receptors cooperate to eliminate secretory mucins aberrantly entering the bloodstream: are circulating cancer mucins the ‘tip of the iceberg’? Cancer Res. 2006;66:2433–2441. [PubMed] [Google Scholar]

112. Wahrenbrock M, et al. Selectin–mucin interactions as a probable molecular explanation for the association of Trousseau syndrome with mucinous adenocarcinomas. J. Clin. Invest. 2003;112:853–862. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]

113. Varki A. Trousseau’s syndrome: multiple definitions and multiple mechanisms. Blood. 2007;110:1723–1729. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]

114. Malykh YN, et al. N-glycolylneuraminic acid in human tumours. Biochimie. 2001;83:623–634. [PubMed] [Google Scholar]

115. Yin J, et al. Hypoxic culture induces expression of sialin, a sialic acid transporter, and cancer-associated gangliosides containing non-human sialic acid on human cancer cells. Cancer Res. 2006;66:2937–2945. [PubMed] [Google Scholar]

116. Ju T, Cummings RD. Protein glycosylation: chaperone mutation in Tn syndrome. Nature. 2005;437:1252. [PubMed] [Google Scholar]

117. Ju T, et al. Human tumor antigens Tn and sialyl Tn arise from mutations in Cosmc. Cancer Res. 2008;68:1636–1646. [PubMed] [Google Scholar]

118. Schnaar RL. Glycolipid-mediated cell–cell recognition in inflammation and nerve regeneration. Arch. Biochem. Biophys. 2004;426:163–172. [PubMed] [Google Scholar]

119. Pan B, et al. Myelin-associated glycoprotein and complementary axonal ligands, gangliosides, mediate axon stability in the CNS and PNS: neuropathology and behavioral deficits in single- and double-null mice. Exp. Neurol. 2005;195:208–217. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]

120. Yang LJ, et al. Sialidase enhances spinal axon outgrowth in vivo. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2006;103:11057–11062. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]

121. Simpson MA, et al. Infantile-onset symptomatic epilepsy syndrome caused by a homozygous loss-of-function mutation of GM3 synthase. Nat. Genet. 2004;36:1225–1229. [PubMed] [Google Scholar]

122. Yamashita T, et al. Enhanced insulin sensitivity in mice lacking ganglioside GM3. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2003;100:3445–3449. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]

123. Yuki N. Carbohydrate mimicry: a new paradigm of autoimmune diseases. Curr. Opin. Immunol. 2005;17:577–582. [PubMed] [Google Scholar]

124. Hughes RA, Cornblath DR. Guillain-Barré syndrome. Lancet. 2005;366:1653–1666. [PubMed] [Google Scholar]

125. Chai Q, et al. Structural basis of cell surface receptor recognition by botulinum neurotoxin B. Nature. 2006;444:1096–1100. [PubMed] [Google Scholar]

126. Candelise L, Ciccone A. Gangliosides for acute ischemic stroke. Stroke. 2002;33:2336. [PubMed] [Google Scholar]

127. Odaka M, et al. Antibodies to GM1(NeuGc) in Guillain-Barré syndrome after ganglioside therapy. J. Neurol. Sci. 2000;175:96–106. [PubMed] [Google Scholar]

128. Yuki N, et al. Carbohydrate mimicry between human ganglioside GM1 and Campylobacter jejuni lipooligosaccharide causes Guillain-Barré syndrome. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2004;101:11404–11409. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]

129. Rhim AD, et al. Terminal glycosylation in cystic fibrosis (CF): a review emphasizing the airway epithelial cell. Glycoconj. J. 2001;18:649–659. [PubMed] [Google Scholar]

130. Xia B, et al. Pseudomonas aeruginosa mucoid strain 8830 binds glycans containing the sialyl-Lewis x epitope. Glycoconj. J. 2007;24:87–95. [PubMed] [Google Scholar]

131. Roseman DS, Baenziger JU. The Man/GalNAc-4-SO4-receptor: relating specificity to function. Methods Enzymol. 2003;363:121–133. [PubMed] [Google Scholar]

132. Mi Y, et al. Ablation of GalNAc-4-sulfotransferase-1 enhances reproduction by altering the carbohydrate structures of luteinizing hormone in mice. J. Clin. Invest. 2008;118:1815–1824. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]

133. Erickson LC, et al. Streptococcus pneumoniae-induced hemolytic uremic syndrome: a case for early diagnosis. Pediatr. Nephrol. 1994;8:211–213. [PubMed] [Google Scholar]

134. Suzuki H, et al. IgA1-secreting cell lines from patients with IgA nephropathy produce aberrantly glycosylated IgA1. J. Clin. Invest. 2008;118:629–639. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]

135. Aspholm M, et al. SabA is the H. pylori hemagglutinin and is polymorphic in binding to sialylated glycans. PLoS Pathog. 2006;2:e110. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]

136. Shen Y, et al. O-Acetylation and de-O-acetylation of sialic acids in human colorectal carcinoma. Eur. J. Biochem. 2004;271:281–290. [PubMed] [Google Scholar]

137. Corfield AP, et al. Reduction of sialic acid O-acetylation in human colonic mucins in the adenoma-carcinoma sequence. Glycoconj. J. 1999;16:307–317. [PubMed] [Google Scholar]

138. Grewal PK, et al. The Ashwell receptor mitigates the lethal coagulopathy of sepsis. Nat. Med. 2008;14:648–655. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]

139. Dimitroff CJ, et al. Glycosylation-dependent inhibition of cutaneous lymphocyte-associated antigen expression: implications in modulating lymphocyte migration to skin. Blood. 2003;101:602–610. [PubMed] [Google Scholar]

140. Cheresh DA, et al. O-Acetylation of disialoganglioside GD3 by human melanoma cells creates a unique antigenic determinant. Science. 1984;225:844–846. [PubMed] [Google Scholar]

141. Kohla G, et al. Gangliosides with O-acetylated sialic acids in tumors of neuroectodermal origin. Neurochem. Res. 2002;27:583–592. [PubMed] [Google Scholar]