Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

Natural killer cells (NK-celler) är en viktig del i det medfödda immunsystemet. De har förmågan att lysera celler som inte uttrycker tillräckligt många inhiberande molekyler, däribland histokompatibilitetsmolekyler (eng. major histocompatibility complex, MHC) klass I. Detta gäller framför allt tumörceller och virusinfekterade celler. NK-celler spelar dock en väsentlig roll även i andra infektioner då de är potenta cytokinproducenter och kan initiera och styra ett immunsvar. NK-cellers svar beror på en balans av flertalet aktiverande och inhiberande signaler. Halten NK-celler är högst i unga djur och de är särdeles viktiga i nyfödda som inte hunnit utveckla ett adaptivt immunsvar. Det har föreslagits att NK-celler också är inblandade i andra fysiologiska processer än immunförsvaret, däribland dräktighet.
Idisslare och enkelmagade djur skiljer sig åt i flera aspekter. Denna litteraturstudie syftar till att granska likheter och skillnader mellan idisslares och enkelmagade djurs NK-celler på biokemisk och funktionell nivå samt undersöka om resultatet har en praktisk relevans. Modelldjuren för de båda grupperna är nötkreatur respektive gris.
Nötkreaturs och grisars NK-celler påminner mycket om varandra till funktion. Hos gris finns indikationer på att NK-celler kan ha en positiv funktion för en normal dräktighet. Hos nötkreatur verkar de däremot ha en negativ inverkan och orsakar abort.
De olika arternas NK-celler skiljer sig något åt vad gäller vilka ytmolekyler som uttrycks. Grisar har en stor andel NK-celler som inte utrycker ytmolekylen NKp46. NKp46 används vanligen som markör för NK-celler i nötkreatur då den finns uttryckt på de flesta cellerna. En motsvarande markör har ännu inte identifierats i gris. NK-celler är i båda djurslagen en heterogen grupp. I nötkreatur är heterogeniteten i populationen en följd av stor variation i NK-cellsrelaterade gener. I gris är den en följd av naturlig variation av genuttryck mellan olika NK-celler.
Den största skillnaden i praktiken är reaktionen på infektion med mul- och klövsjuka. Denna infektion inducerar en ökad cytolytisk aktivitet hos nötkreaturs NK-celler. Grisars NK-celler hämmas istället av virusinfektionen. Detta tros spela en roll i skillnaden mellan utsöndring av virus vid sjukdom. Grisar är kraftiga utsöndrare av virus vilket nötkreatur inte är. Sjukdomen är dock mycket smittsam även i nötkreatursbesättningar och samma lagstiftning gäller vid utbrott.

Natural killer (NK) cells are a vital part of the innate immunity. They have the ability to lyse cells which fail to express enough inhibiting molecules such as major histocompatibility complex (MHC) class I. This is the case of many tumour cells and virally infected cells. NK cells also play a significant role in other infections as they are potent producers of cytokines and can initiate and shape an immune response. The action of NK cells is regulated by a combination of activating and inhibiting signals. NK cell frequencies are higher in young animals and are especially important in neonates which still lack adaptive immunity.
Ruminants and monogastric animals differ in many ways. This literature study aims to examine similarities and differences in biochemistry and function of NK cells in ruminants and monogastric animals as well as investigate any practical relevance the outcome may have. Ruminants are in this report represented by cattle and pigs exemplify monogastric animals.
The function of NK cells is very similar in cattle and pigs. It has been suggested that NK cells are involved in other physiological processes than the immune system, for instance gestation. Indications exist that NK cells may play an assisting role in a normal gestation in pigs. In cattle they seem rather to have a negative impact and may cause abortion.
There are differences between the species regarding which molecules that are present on the surface of the NK cells. A large proportion of NK cells in pigs do not express the receptor NKp46 which in cattle is commonly used as a marker for NK cells because it is expressed on most of them. A matching marker in pigs has not yet been found. In both species NK cells make a diverse group. Diversity in cattle is due to a large variation in NK cells related genes. Heterogeneity in pigs is due to a variation in gene expression between NK cells.
The biggest practical difference is the reaction to an infection with foot-and-mouth disease. This infection induces an increase in the cytolytic activity of NK cells in cattle. The same infection rather impairs the NK response in pigs. This it is believed to play a part in the difference in viral shedding between the two species. Pigs are potent shedders while cattle are not. The disease is still highly contagious in cattle and the same regulations apply in an outbreak.