Eozinofil – buňka mnoha tváří

Eozin objevili němečtí chemici v 19. století jako fluorescentní červené barvivo, vzniklé působením bromu na fluorescein, a vzhledem k jeho ohnivě narůžovělé barvě jej pojmenovali po řecké mytické bohyni ranních červánků Éós. V roce 1879 pak Paul Ehrlich zjistil, že jím lze nabarvit cytoplazmu buněk, odlišil populaci těchto buněk a nazval je eozinofily.

Eozinofilní granulocyty – eozinofily – jsou buňky patřící do rodiny bílých krvinek, leukocytů. Eozinofil o rozměrech cca 12–15 µm patří mezi granulocyty. Uvnitř jeho buňky se nachází dvoulaločnaté jádro a početná granula, která se barví kyselým barvivem eozinem červeně. Granula v cytoplazmě obsahují enzymy fosfatázy, peroxidázy a bazické proteiny, jež jsou velmi toxické zejména pro parazity (jako například Schistosoma). Proto v době, kdy ještě nebyly k dispozici antibiotika, prokazovali lékaři eozinofilní granulocyty u pacientů s parazitárními záněty, tehdy velmi častými. Jednou z charakteristických vlastností eozinofilů je schopnost vázat se na aktivované buňky endotelu, opustit krevní řečiště, migrovat do zánětlivé tkáně a soustředit se v místech s určitým typem zánětu a v nádorech. Tyto buňky byly brzy nalezeny také ve tkáni dýchacích cest a ve sputu pacientů s astmatem (Gollasch prokázal v roce 1889 eozinofily ve sputu u asthma bronchiale). Postupem doby bylo zjištěno, že eozinofily jsou významným typem buněk při určitých formách astmatu a eozinofilní vaskulitidy. V roce 1986 byl pak popsán interleukin 5 (IL-5) a následně byl také prokázán vliv IL-5 na produkci, aktivaci a délku přežití eozinofilů.

Hlavní funkce eozinofilů

Eozinofily se řadí mezi efektorové buňky; uvolňovanými toxickými proteiny atakují parazity, kteří vzhledem ke své velikosti nemohou být fagocytováni. Likvidace parazitických infekcí je hlavní funkcí eozinofilů (granula obsahují bazické proteiny pro parazity cytotoxické), ale kromě toho mohou podle podmínek též různým způsobem ovlivňovat (modulovat) aktivitu zánětu (inaktivace leukotrienů a histaminu). Fagocytóza je u nich menší než u neutrofilů, neboť jsou méně mobilní; jejich role v obraně před mnohobuněčnými/eukaryotními parazity je mnohem významnější.

Eozinofily se koncentrují na bariérách mezi vnějším a vnitřním prostředím, v orgánech s epiteliálním povrchem (dýchací, trávicí, urogenitální systém) a vyznačují se schopností migrace do okolní tkáně (diapedézou). Uplatňují se i během alergické reakce. Uvnitř eozinofilu je bilobální (dvoulaločné) jádro a početná specifická granula.

MBP, ECP, EDN, EPO – kationické proteiny eozinofilů

Specifická granula eozinofilů obsahují 4 kationické proteiny, hlavní bazický protein (major basic protein, MBP), eozinofilní kationický protein (ECP), neurotoxin odvozený z eozinofilů (EDN) a eozinofilní peroxidázu (EPX), které vykazují cytotoxickou aktivitu a mohou zapříčinit výrazné poškození tkání.

Hlavní bazický protein je toxický pro parazity, ale současně též cytotoxický pro epitel dýchacích cest (usnadňuje prostup antigenů nebo alergenů), stimuluje žírné buňky a bazofily, po inhalaci vyvolává bronchokonstrikci, je schopen aktivovat komplement, zvyšuje cévní permeabilitu, a bohužel se podílí rovněž na remodelaci, která je ireverzibilní.

Eozinofilní kationický protein je baktericidní, způsobuje degranulaci žírných buněk a má toxický efekt nejen na parazity, ale i neurony, epiteliální buňky, a dokonce i na izolované buňky myokardu. Svou vazbou na heparin zpomaluje srážlivost krve, jeho hodnota koreluje se stupněm zánětu a nemusí být provázena eozinofilií ani zvýšenou koncentrací IgE.

Eozinofilní neurotoxin je méně toxický proti parazitům a savčím buňkám, ale vykazuje antivirovou aktivitu v dýchacím ústrojí a v experimentu indukuje tzv. Gordonův fenomén (nekróza, paralýza, ataxie).

Eozinofilní peroxidáza vykazuje toxický účinek na savčí buňky, poškozuje epitel dýchacích cest a zhoršuje tak odpověď u astmatiků a alergiků na antigeny/alergeny, má baktericidní účinek. Podílí se na tvorbě reaktivních kyslíkových a dusíkových radikálů a zvyšuje tak oxidační stres, jenž působí na buňky toxicky, dokáže způsobit buněčnou smrt či poškodit buněčnou DNA a způsobit mutace vedoucí k nádorům.

Eozinofilie a eozinopenie

Eozinofily mají velikost 12–15 µm a přestavují přibližně 1 % leukocytů periferní krve. Zvýšení počtu eozinofilů (eozinofilie) provází obecně alergická onemocnění, bronchiální astma, parazitární, mykotické i bakteriální infekce, lékové a jiné alergie, kolagenózy, různé kožní choroby (urticaria, pemphigus), autoimunitní onemocnění (vaskulitidy, revmatoidní artritida, Crohnova nemoc, ulcerózní kolitida), endokrinní nemoci (Adisonova nemoc), kolagenózy, angioneurotický edém, nádorová onemocnění (Hodgkinova nemoc a další generalizované malignity, eozinofilní zánět jícnu, hyperIgE syndrom).

Eozinofilie může být sekundární (indukovaná cytokiny), klonální (s histologickými, cytogenetickými či molekulárními znaky myeloidního maligního onemocnění) či idiopatická (včetně hypereozinofilního syndromu).

Každopádně platí, že eozinofilie jako taková, ať už vznikla jakoukoli cestou, je pro astmatika rizikovým faktorem těžkých exacerbací, nedostatečné kontroly a zvyšuje i riziko úmrtí.

Eozinopenie spolu s obecnou leukocytózou, posunem leukocytového vzorce doleva a neutrofilií charakterizuje vysokou aktivitu zánětlivého procesu a odpovídající reakci imunitního systému na zánět. Pokud je provázena poklesem celkového počtu neutrofilů, je extrémně nepříznivým prognostickým ukazatelem. Stavy a noxy spojené s eozinopenií jsou zejména akutní infekce, sepse; otrava těžkými kovy; stres, hyperkortikalismus; některá nádorová onemocnění; kortikoidy; sladké jídlo; alkohol. Nejnižší počet eozinofilů je ráno, nejvyšší večer, přičemž rozdíl je až 40 %. Vyšetření se proto má provádět ráno na lačno.

Eozinofil a jeho role v organismu

Funkce eozinofilu je odvozena od schopnosti produkovat různé bioaktivní působky (kationické proteiny, cytokiny, chemokiny, růstové faktory a enzymy) a také velké množství povrchových receptorů (receptory pro chemokiny, cytokiny a růstové faktory, Fc receptory a pattern recognition receptory schopné rozlišovat viry a bakterie, komplementové receptory, receptory pro lipidové mediátory). Je také schopný uvolňovat celou řadu látek jako leukotrieny, tromboxan, prostaglandiny, růstové faktory, faktor aktivující destičky, 15-HETE a další.

V klidu eozinofily přežívají v plicní a peribronchiální tkáni. Je známo, že existují dva fenotypy eozinofilů, z nichž ten, který se uplatňuje v klidové fázi, se podílí na metabolické homeostáze organismu, ale i na vývoji plodu, růstu prsní žlázy, angiogenezi, imunitní polarizaci, údržbě beta-buněk, tkáňové reparaci a remodelaci, reparaci epiteliální bariéry, aktivaci fibroblastů a produkci extracelulární matrix, mezibuněčné interakci atd.

Eozinofily reagují na vše, co se v organismu děje, jsou ovlivňovány aktivovanými buňkami, a rovněž samy ovlivňují celou řadu dějů. Aktivovat je mohou různé stimuly (včetně cytokinů, molekul zánětu, volných protilátek). Jsou-li aktivovány, jejich životnost se prodlužuje, dokáží samy zvyšovat svou aktivitu a produkci cytokinů, a dokonce samy autokrinně uvolňují IL-5. Aktivované eozinofily produkují růstové faktory, cytokiny, proteiny a mediátory zánětu, přispívají k rozvoji tkání, homeostáze, regulaci imunitních funkcí, tkáňové reparaci, ale při plné aktivaci nakonec až k zánětu, poškození tkání a usmrcování mikrobů. Na druhé straně jsou schopny ovlivňovat aktivitu Th2 i Th1-lymfocytů, NK buněk a dokáží reagovat na změny v endotelu, epitelu, fibroblastu a nervovém systému. Pokud jde o imunitu, eozinofil působí na překryvu imunity vrozené (rychlá reakce) a adaptivní (pomalá reakce). V imunopatologii je schopen reagovat na cokoli, co se v organismu odehrává, a záleží na charakteru a tíži zánětu, jak se projeví.

Eozinofily mají též další účinky. Obsahují histaminázu a arylsulfatázu, jsou proto schopny v rámci alergické reakce rozkládat histamin, leukotrieny a bradykinin, také jsou schopny fagocytózy komplexů antigen-protilátka při chronickém zánětu, exprimují MHC II. třídy, mají toll-like receptory, cytoplazmatické pattern recognition receptory a zúčastňují se regulace imunity (IL-10 a TGF-beta – protizánětlivé působení). Eozinofily také regulují a posilují zánětlivou reakci, což je pozitivní v případě obranného zánětu.

Dnes se eozinofily řadí mezi tzv. atypické buňky prezentující antigen. Lze říci, že žírná buňka a eozinofil jsou dvě klíčové efektorové buňky alergického zánětu, jež působí ve vzájemné interakci – navzájem uvolňují mediátory, doplňují se a potencují.

Na tom, že v kostní dřeni dochází k diferenciaci a proliferaci eozinofilů, má zásluhu především hlavní diferenciační a proliferační cytokin – IL-5, a to v součinnosti s transkripčními faktory (PU-1, GATA-1 a C/EBP). Kromě diferenciace a proliferace eozinofilů hraje IL-5 zásadní roli i při jejich migraci z krve do tkání a aktivaci v místech alergického zánětu. V porovnání s bazofily exprimují lidské eozinofily na svém povrchu přibližně třikrát více receptorů pro IL-5 (IL-5Rα).

Multifunkční klasifikace astmatu a možnosti jeho fenotypické léčby

Současně s tím, jak stále lépe chápeme fyziologickou funkci eozinofilů, učíme se též lépe ovlivňovat jejich patologickou roli při počínajícím zánětu nebo v rozvoji zánětu chronického. Ke klasické léčbě kortikoidy a antileukotrieny tak přistupuje i moderní fenotypově specifická biologická léčba pro různé fenotypy astmatu (eozinofilní alergické; eozinofilní nonalergické; noneozinofilní nonalergické).

Vedle v současnosti používané biologické léčby astmatu (omalizumab či anti-IL-5 přípravky) je ve vývoji kaskáda nových molekul, které budou působit na úrovni transkripčních faktorů, tzn. přepisu informací a zastavení tvorby prozánětlivých cytokinů, až po specifické protilátky, jež budou blokovat jednotlivé receptory a ovlivňovat určitý fenotyp astmatu.

Redakčně zpracováno podle sdělení, které na odborném sympoziu „Biologická léčba napříč obory“ v Praze přednesl:
prof. MUDr. František Kopřiva, Ph.D.
Dětská klinika LF UP a FN Olomouc