Hemagglutinin

E. FHA

FHA är en ovanligt stor och mycket immunogen hårnålsformad molekyl som har ingått som en primär komponent i acellulära kikhostavacciner . Den syntetiseras som en 367 kDa prekursor, FhaB, som modifieras vid sin N-terminus och klyvs vid sin C-terminus för att bilda det mogna 220 kDa FHA-proteinet. Även om FHA utsöndras effektivt via en process som kräver det yttre membranproteinet FhaC, förblir en betydande mängd FHA associerad med cellytan genom en okänd mekanism . In vitro-studier med olika typer av däggdjursceller tyder på att FHA har minst fyra olika fästaktiviteter, och fyra separata FHA-bindningsdomäner har föreslagits. Arg-Gly-Asp-tripletten (RGD), som är belägen i mitten av FHA och lokaliserad i ena änden av den föreslagna hårnålsstrukturen, stimulerar vidhäftning till monocyter/makrofager och eventuellt andra leukocyter via LRI/IAP och CR3 . Den CR3-igenkända domänen i FHA har ännu inte identifierats. FHA har också en kolhydratigenkänningsdomän (CRD), som förmedlar fastläggning till epitelceller med kiliation i luftvägarna och till makrofager in vitro . Slutligen har man identifierat en lektinliknande aktivitet för heparin och andra sulfaterade kolhydrater, som kan förmedla vidhäftning till icke-sulfaterade epitelceller . Denna heparinbindande plats skiljer sig från CRD- och RGD-platserna och krävs för FHA-medierad hemagglutination.

Det har varit svårare att få belägg för FHA-beroende fenotyper in vivo. Med hjälp av en kaninmodell fann Saukkonen et al. färre FHA-mutanter än B. pertussis av vildtyp i lungorna 24 timmar efter intratrakeal inokulering . Baserat på in vitro-bestämda bindningsegenskaper hos de olika mutanter som användes i deras studie, drog de slutsatsen att B. pertussis av vildtyp fastnade både vid cilierade epitelceller och makrofager, och konkurrensexperiment med laktos och anti-CR3-antikroppar tydde på att både CRD- och RGD-beroende bindning var inblandad . Med hjälp av musmodeller har andra dock funnit att FHA-mutanter inte skiljer sig från B. pertussis av vildtyp när det gäller förmågan att hålla sig kvar i lungorna, men att de är defekta när det gäller kolonisering av luftrören . Ytterligare andra, också med hjälp av musmodeller, har inte observerat någon skillnad mellan FHA-mutanter och B. pertussis av vildtyp. Svårigheten att uppnå en fullständig och detaljerad förståelse av FHA:s roll i den anatomiska lokaliseringen av B. pertussis under infektion återspeglar förmodligen avsaknaden av en naturlig djurvärd (förutom människor) samt komplexiteten hos denna molekyl och dess associerade biologiska aktiviteter.

Vi har nyligen undersökt FHA:s roll i patogenesen genom att konstruera två typer av FHA-mutanta derivat av B. bronchiseptica: en som innehåller en inframe-deletion i fhaB, FHA:s strukturella gen, och en där FHA uttrycks ektopiskt i Bvg-fasen, i avsaknad av den uppsättning virulensfaktorer i Bvg+-fasen med vilka den normalt uttrycks . En jämförelse av dessa mutanter med B. bronchiseptica av vildtyp visade att FHA är både nödvändig och tillräcklig för att förmedla vidhäftning till lungepitelceller från råttor in vitro. Med hjälp av en råttmodell för luftvägsinfektion visade vi att FHA är absolut nödvändig, men inte tillräcklig, för trakealkolonisation hos friska, obedövade djur. FHA krävdes dock inte för initial trakealkolonisering hos bedövade djur, vilket tyder på att dess roll vid etableringen kan vara dedikerad till att övervinna den mukociliära eskaleringsaktivitetens clearanceaktivitet. Användningen av bedövade råttor avslöjade också en roll för FHA i persistens. B. pertussis har nyligen visat sig hämma T-cellsproliferationen mot exogena antigener in vitro på ett FHA-beroende sätt . Sammantaget tyder dessa uppgifter på att FHA också kan ha immunmodulerande funktioner in vivo.