Balıklarda Viral Enfeksiyonlara Karşı İmmun Sistemin

Atatürk Üniversitesi Vet. Bil. Derg.
2016; 11(3): 355-363
Derleme/Review
DOI:10.17094/ataunivbd.282995
Balıklarda Viral Enfeksiyonlara Karşı İmmun Sistemin İşleyişi
Yüksel DURMAZ1, Harun ALBAYRAK2
1. Veteriner Kontrol Enstitüsü, Balık Hastalıkları Laboratuvarı, Samsun, TÜRKİYE.
2. Ondokuz Mayıs Üniversitesi, Veteriner Fakültesi, Viroloji Anabilim Dalı, Samsun, TÜRKİYE.
Geliş Tarihi/Received
14.09.2015
Kabul Tarihi/Accepted
12.08.2016
Yayın Tarihi/Published
31.12.2016
Öz: Balıklarda lenfoid doku ve organlar, primer ve sekonder olmak üzere iki bölüme ayrılır. Primer lenfoid doku ve organları
timus, böbrek, dalak, sekonder olanları ise karaciğer, deri ve bağırsaklar oluşturur. Balıklarda kemik iliği ve lenf düğümleri
bulunmamakla birlikte immun sistem ile immun organ ve hücrelerinin çoğu memeliler ile aynı yapı ve işleve sahiptir.
Balıklarda da immun sistemin doğal ve kazanılmış olmak üzere iki farklı yanıtı vardır. Doğal bağışıklık, enfeksiyondan sonra
hızlı bir şekilde uyarılır, immünolojik belleğin yokluğu ile karakterizedir. Antijene spesifik uyarı olmayıp, genler ile kodlanmış
moleküller tarafından modüle edilir. Kazanılmış bağışıklık mükemmel bir spesifiteye ve hafızaya sahiptir; anahtar humoral
parametre ise B lenfositlerin reseptörleri tarafından eksprese edilen antikorlardır. Patojenler doğal savunma mekanizmasını
aştıklarında kazanılmış bağışıklık sistemi aktivasyona başlar ve spesifik lenfositler çoğalarak uzun dönem hafıza hücreleri ve
plazma hücrelerine farklılaşırlar. Organizma bu patojenlere bir sonraki maruz kalmalarda hızlı ve etkili immun yanıt
gösterecektir. Balıkların viral patojenlere karşı savunmasında hem doğal hem de kazanılmış bağışıklık sistemi birbirleri ile
etkileşim içinde çalışmaktadırlar. Bu derlemede balıkların lenfoid organ ve dokuları, immun sistem hücre ve medyatör
molekülleri ile viral enfeksiyonlarda immun sistemin işleyişi hakkında bilgi verilmiştir.
Anahtar Kelimeler: Balık, İmmun sistemin işleyişi, Viral enfeksiyon.
Regulation of The Immune System of Fish to Viral Infections
Abstract: In fish, lymphoid tissues and organs are divided into two groups as primary and secondary. The primary lymphoid
tissues and organs consist of thymus, kidney, spleen while secondary ones consist of liver, skin and intestines. Although
bone marrow and lymph nodes do not exist in fish, most of immunological organs and cells along with immune system have
the same structure and function as the mammals. In fish, there are also two different responses of immune system as
natural and acquired. Natural immunity is stimulated expeditiously following the infection, it is characterized with absence
of immunologic memory. It is not antigen specific stimulus but is modulated by the molecules encoded with genes.
Acquired immunity has an excellent specifity and memory; the key humoral parameter is the antibodies expressed by the
receptors of B lymphocytes. When the pathogens pass over the natural defence mechanism, the acquired immune system
begins activation and specific lymphocytes proliferate and differentiate into long term memory cells and plasma cells. The
organism would exhibit a rapid and effective immune response upon subsequent exposures to these pathogens. In the
defence of fish against viral pathogens, both natural and acquired immune system work interactively. In this review, the
information about the lymphoid organs and tissues of fish, their immune system cells and mediators and functioning of
immune system in case of viral infections are reported.
Keywords: Fish, Regulation of the Immune System, Viral infection.
 Yüksel
DURMAZ
Veteriner Kontrol Enstitüsü, Balık Hastalıkları Laboratuvarı, Samsun, TÜRKİYE.
e-posta: [email protected]
Balıklarda Viral Enfeksi...
Durmaz ve Albayrak
GİRİŞ
B
BALIKLARDA İMMUN SİSTEMİN YAPISI
alık çiftliklerinde önemli ekonomik kayıplara
neden olan hastalıkların çoğunluğu viral
Lenfoid Organlar ve Dokular
etiyolojiye sahiptir. Viral enfeksiyonlarda tedavi
olasılıkları sınırlı olup, yeni ortaya çıkan hastalıklar
Balıklarda lenfoid organlar ve dokular primer
için oldukça yüksek bir risk mevcuttur. Kültürü
ve sekonder olmak üzere iki kategoriye ayrılırlar.
yapılan balık türlerinden somon (som balığı) üretimi
Primer lenfoid organları timus, böbrek, dalak,
ağırlıklı olarak Norveç, Şili, İngiltere ve Kanada’da;
sekonder lenfoid organları ise karaciğer, deri
gökkuşağı alabalığı Şili, İran, Türkiye, Norveç, ABD,
bağırsaklar ve mukoza ile ilişkilendirilmiş lenfoid
Danimarka ve Fransa’da; Pasifik salmon üretimi
dokular oluşturur. Primer lenfoid doku ve organlar,
Şili’de yapılmaktadır. Yüzgeçli balıkların önemli viral
lenfositler
hastalıklarının etiyolojik etkenlerinden çift iplikçikli
bulunduğu,
RNA virusları; infeksiyöz pankreatik nekrozis virus
geldikleri bölgelerdir (5). Memelilerde kan hücreleri
(IPNV,
pissine
kemik iliğinde üretilirken, balıklarda kemik iliği ve
reovirus (PRV) yeni ismi ile atlantik salmon
lenf düğümleri bulunmaz (6,7). Timus, operkulumun
reovirusdur
dorsalinde, yutağın epitel dokusu altına yerleşmiş iki
Negatif
Aquabirnavirus,
(ASRV,
polariteli
Birnaviridae),
Aquareovirus,
tek
ve
lenfositlerin
progenitör hücrelerin
immunkompetan
hale
lobdan oluşan bir organdır (Şekil 1). Makrofajların
infeksiyöz hematopoetik nekrozis virus (IHNV,
toplanma yeri olarak bilinir. Timus T hücrelerinin
Novirabdovirus, Rhabdoviridae), viral hemorajik
üretilmesinden sorumludur (7,8). Balık böbreği
septisemi
Novirabdovirus,
anterior ve posterior olmak üzere iki kısımdan
Rhabdoviridae), pozitif polariteli tek iplikçikli RNA
oluşur. Vücut boşluğunun üst kısmına yerleşmiş,
virusları;
kanın yapılması, antijenlerin tutulması, antikor
salmonid
Togaviridae),
RNA
kök
virusları;
virus
iplikçikli
Reoviridae).
için
(VHSV,
alfavirus
negatif
(SAV,
tek
üretimi, kortikosteroidler ve diğer hormonların
iplikçikli RNA virusları; infeksiyöz salmon anemi virus
salınımı yönünden görevli bir organdır. Böbrek
(ISAV, Isavirus, Orthomyxoviridae) ve DNA virusu;
küçük yapıda endokrin bezleri de içermektedir. Bu
epizotik
(EHNV,
bezler, solungaçlardan kalsiyum absorbsiyonunu
Ranavirus, Iridoviridae) (1). Sazanların bahar viremi
durduran teleokalsin hormonu salgılarlar. Böbreğin
virusu (SVCV), IHNV ve VHSV Dünya Hayvan Sağlığı
anterior kısmının renal bir fonksiyonu yoktur.
Örgütü (OIE) tarafından balıklarda ihbari mecburi
Balıklarda bu bölüm lenf düğümünün analoğu olup
olarak bildirilen 3 viral enfeksiyondur (2).
hemopoiezis için özelleşmiştir. Posterior böbrek
hematopoetik
polariteli
Alfavirus,
segmentli
nekrozis
virus
Balıkların viral patojenlere karşı savunmasında
hem renal hem de hemopoetik görevi üstlenmiştir.
hem doğal hem de edinsel bağışıklık sistemi
Dalak midenin gerisinde ince bağırsak duvarına
birbirleri ile etkileşim içinde çalışmaktadır. Doğal
tutunmakta olan bir organdır. Balıklarda dalak,
immun sistem, viruslara karşı ilk savunma hattı olup,
eritrositlerin
edinsel bağışıklık sisteminin aktivasyonuna kadar
reaktivasyonunda,
Viral patojenlerin immun kaçış mekanizmaları gibi
metotları
kullanarak
korumada
her
zaman
antijen
sunumunda,
adaptif
immun yanıtın başlatılmasında ve kan hücrelerinin
replikasyon
oluşumunda görevlidir (5,7,9). Karaciğerin balık
sağlayabilmeleri nedeni ile doğal immun, sistem
balıkları
makrofajların
antijenleri fagosite etmelerinde, immun sistemin
geçen sürede viral replikasyonu sınırlandırmaktadır.
bazı
parçalanmasında,
vücuduna dışarıdan giren yabancı molekülleri
yeterli
yakalama görevi vardır. Deri ve mukus tabakası,
olamamaktadır. Edinsel bağışıklık sistemi etkilidir
balığın sahip olduğu birincil korunma kalkanıdır.
fakat bağışıklık gelişmesi uzun zaman almaktadır (2-
Mukus solungaçlar ve derideki goblet hücreleri
4).
356
Balıklarda Viral Enfeksi...
Durmaz ve Albayrak
tarafından sürekli salgılanarak balık vücudu üzerine
sitokinler,
patojen
kolonizasyonunu
faktörlerin üretilmesinden sorumludurlar (2,7,10).
engellemektedir. Mukus, proteinler, glikoproteinler,
Sitokinler ve kemokinler immun sistemin çözülebilir
proteoglikanlar, immunoglobulinler, komplement,
habercileri olup inflamatuvar özelliktedirler. İmmun
lizozim, lektin ve antibakteriyel peptitler gibi
yanıtın
savunma faktörlerini içerir. Gastrointestinal kanal,
düzenlenmesini, immun hücrelerin enfeksiyon ile
sahip olduğu düşük pH, tripsin, ve pepsin gibi
yaralanma bölgelerine göçü ve yapışmasını, immun
sindirim enzimleri ve safra etkisi ile invazyonlar için
aktivasyonun yenilenmesini sağlarlar (7). Balık
bariyer oluşturur Bazı balıklarda bağırsakla ilişkili
antikorları
lenfoid doku (GALT) benzeri folliküller mevcuttur.
partiküllerinin yüzeyine yapışarak onları nötralize
Balıklarda
kısmı
ederler. Bu antikorlar B lenfositler tarafından
bölgedir.
üretilirler, spesifik immun sistem aktivasyonunun
etkenlerin
bağırsağın
posterior
makromoleküllerin
emildiği
Makromoleküllerin
emilimi
ana
ve
kemokinler
ve
başlatılması
diğer
ve
çözünebilir
amplifikasyonun
(immunglobulinler,
Ig)
virus
antijenlerin
başlatılması,
lenfositlerin
çoğalması
ve
aktive
sindirilmeden dolaşım sistemine ve hemopoetik
olmalarında
görevlidirler.
Serum,
doku
sıvısı,
organlara transferi balıklar için immunolojik önem
sindirim kanalı ve mukus içinde bulunurlar (6). IgD,
taşımaktadır (8-11).
IgM ve IgT gibi immunglobulinlerin kemikli balıklarda
varlığı bildirilmiştir. IgM ve IgD izotipi solungaç
yüzeylerini koruyucu özelliğe sahiptir (13,14).
Komplement
sistemi
viruslara
karşı
doğal
immuniteye katkıda bulunur, humoral savunma ile
yangısal reaksiyonlarda görevlidir, muhtemelen
balıkların farklı organlarının gelişiminde de rol
almaktadır (3,8,11). Antiviral peptitler (katelisidin,
defensin, heptisidin, pissidin), lektinler, inhibitörler,
interferon
(IFN),
myxovirus
(Mx)
proteinleri,
ribozomal proteinler, transferrin, seruloplazmin,
Şekil 1. Kemikli Balıkların İmmun sistem organları
(12).
Figure 1. Immune system organs in teleost fish (12).
metallotiyonin ve histon türevleri hayvanlar ile
bitkilerin doğal savunma mekanizmasında yer alırlar.
Bu
maddeler
humoral
ve
hücresel
doğal
parametrelerin üretimi ve ekspresyonunu çoğaltır
İmmun Sistem Hücreleri ve Medyatör Moleküller
veya regüle ederler ve bazı antikor türleri için gen
Doğal sitotoksik hücreler (NK), sitotoksik T
kodlarının aktivasyonunu sağlarlar (7,9). Balıklarda
hücreleri (Tc) ile sitotoksik lenfositlerinin (CTL)
major
gelişimi tamamlanana kadar konağın enfeksiyon
molekülleri
etkenlerinden ve tümör hücrelerinden korunmasını
işlenmesi ve sunulmasında görev alarak edinsel
sağlarlar. Enfekte hücreleri yıkımlarlar, antiviral
immun yanıt oluşumuna katkı sağlarlar (14).
yanıtın diğer parçasını harekete geçirmek için
histokompatibility
yabancı
kompleks
peptitler
ile
(MHC)
antijenlerin
DOĞAL İMMUN YANIT
anahtar sitokinlerin üretilmesini uyarırlar (2,3).
Balıkların immun yanıtında makrofajlar, nötrofiller,
Doğal bağışıklık, enfeksiyondan sonra hızlı bir
mast hücreleri, eozinofiller, dentritik hücreler ve
şekilde uyarılır ve immunolojik belleğin yokluğu ile
lenfositler
karakterizedir. Antijene spesifik uyarı olmayıp,
gibi lökositler
makrofajlara
ilişkin
görevlidir.
melanin,
Balıklarda
lipofuksin
ve
genler ile kodlanmış moleküller tarafından modüle
hemosiderin pigmentleri vardır. Makrofajlar ve
edilir.
nötrofiller fagositoz yaparlar. Lökositler, antikorların
mekanizmasının hızlı uyarılması viral replikasyonun
üretilmesinden, antijenlerin sunulmasından, patojen
önlenmesi
partiküllerin
mekanizması hem humoral hem de hücresel immun
indirgenmesinden,
nitrik
oksit,
357
Vertebralılarda
için
kritiktir.
doğal
Doğal
savunma
immun
yanıt
Balıklarda Viral Enfeksi...
Durmaz ve Albayrak
yanıtları kapsamaktadır. Bu immun yanıtlar enfekte
asemptomatik taşıyıcı oldukları saptanmıştır. Bu
hayvanlardaki virusları direkt ve seçkin bir şekilde
vakada VP5 geninin kaçırma ve yayılma stratejisi,
elimine eder (2).
virusun makrofajların içinde kalmasını sağlamıştır
Balıklarda viruslara karşı savunmanın ilk hattı,
(20,21). Pro-inflamator faktörü IL8’in uyarılması
deri, solungaç ve bağırsak gibi dokular ile dış çevre
antiviral yanıt olarak görülmektedir. Alabalıklarda
arayüzünde
dendritik hücrelerin varlığı elektron mikroskopu ile
gerçekleşir
(8).
Yüzgeç
tabanları
virusların başlıca giriş bölgeleridir (15). Solungaçlar
morfolojik
yapılarının
incelenmesi
sonucunda
ve deriden salgılanan mukus salgısı bir tür savunma
belirlenmiştir. Başlıca antijen sunumu ile ilişkili olan
bariyeri oluşturur. Mukus salgısının biyokimyasal
dendritik hücreler güçlü tip I IFN uyarıcılarıdır ve
kompozisyonunda lizozim, proteaz, katepsin B,
viruslara karşı doğal immun sistemin aktif hücresel
alkaline fosfataz gibi moleküllerin bulunduğu tespit
bileşenleridirler (22). NK hücreleri bir sitotoksik
edilmiştir (2,11).
hücre grubudur. Enfekte hücreleri granzim merkezli
Viral enfeksiyonlarda immun yanıtın etkinliği
ozmotik lizis ve apoptozis aracılığıyla yıkımlama
için inflamasyon kritik ve etkili bir reaksiyondur. Bu
fonksiyonları vardır (2). Bu hücreler antiviral yanıtın
reaksiyonlar spesifik sitokinlerin sistemik yolla
diğer parçasını harekete geçirmek için anahtar
serbest bırakılması ile aktive olmaktadır. Örneğin;
sitokinlerin üretilmesini uyarırlar (3).
interleukin (IL)1β, tümör nekroz faktör(TNF)-α,
Balıkların plazmasında birkaç tür protein vardır.
kemokinler ve IL8 aracılığı ile nötrofiller, makrofajlar
Bu proteinlerin konsantrasyonu IPN ve IHN gibi viral
kemotaksik yol ile inflamasyon bölgesine göç
enfeksiyonlardan
ederler.
sisteminin aktive olmasına neden olur. Gökkuşağı
Sitokinlerin
balıklarından
çoğunluğu
identifiye
edilmiştir
salmonid
(16).
VHS
aşısı
β1,
ve
komplement
genleri
ön
böbrekte
uyarılmaktadır. Yine gökkuşağı alabalıklarının VHS
enfeksiyonlarında komplement geninde net bir
enfeksiyonundan 3 gün sonra IL1- β1, TNF-α1 ve
düşüş gözlemlenmiş, aktif komplement faktörleri C7
TNF-α2
uyarıldığı
ve Df’nin baskısı yoluyla viral komplementin kaçışı
saptanmıştır. Alfavirus ve rabdoviruslara karşı
gözlemlenmiştir (23,24). Komplement proteinleri
salmonidlerde inflamasyonun güçlü erken savunma
varlığında salmonid balıkların antikorları IHNV ve
mekanizması olduğu görülmüştür (17). Atlantik
VHSV de dahil olmak üzere zarflı virusları nötralize
salmonlarının SAV3 enfeksiyonlarında IL8/CXCL8-L1
etme yeteneğine sahiptir (8).
güçlü
ekspresyonu,
dalak
β3
ile
ekspresyonunu
geninin
IL1-
komplement
uyarabilmektedir. Gökkuşağı alabalıklarında IHNV
gen
β2
artarak
alabalıklarında IPNV (VP2) proteini kodlayan DNA
enfeksiyonları, erken pro-inflamator sitokinleri IL1IL1-
sonra
bir
ve
şekilde
kalp
dokusunda
Potansiyel olarak her çekirdekli hücre virus
infiltrasyon ile inflamasyon hücrelerinin artışına
varlığını reseptörler aracılığı ile çift iplikçikli RNA
neden olmuştur. (18).
molekülü,
özelleşmiş
intraselüler
reseptörler,
Makrofajlar virus ve bakterilere karşı etkili olan
retinoik asit indüklenebilir protein I (RIG-I) ve
pro-inflamator (IL1β ve TNF-α), yardımcı T1 hücre
melanoma farklılaşma ilişkili gen 5 (MDA5) varlığı ile
(Th1) sitokinleri, interferonlar ve diğer çözünebilir
RNA viruslarının replikasyonunu araştırarak yapar
faktörleri sonradan kazanılan immun sistemin
(2).
aktivasyonu için üretirler (19). Salmonların SAV
moleküllerini tanımakta olup bu genin IHNV
enfeksiyonlarında lökosit fagositik aktivitesinde artış
enfeksiyonlarından sonra gökkuşağı alabalıklarının
ve rekombinant virus ile enfeksiyonlarında ise
dokularında lökositozu uyardığı saptanmıştır (25).
Toll-Like
reseptörleri
(TLR)-3
dsRNA
böbrek makrofajlarının solunum aktivitesi ile azot
İnterferon üretimi viral enfeksiyonlara karşı
oksit üretiminde artış olduğu saptanmıştır. Bazı IPNV
düşük molekül ağırlığında Ph-rezistans sitokinler
vakalarında makrofajlar enfekte edilebilmekte, fakat
tarafından uyarılır (3). Antiviral özelliklere 50’nin
virusu elimine etmek mümkün olamamaktadır. Post
üzerinde IFN uyaran genin ve interferonların katkısı
smolt atlantik salmonların makrofajlarından IPN
olduğu düşünülmektedir. IFN aktivitesi IPNV ve SAV
virusu
enfeksiyonlarına
tekrar izole edilmiş ve bu
balıkların
358
karşı
balık
hücrelerini
Balıklarda Viral Enfeksi...
Durmaz ve Albayrak
korumaktadır. Tip II IFN fonksiyonu viruslara karşı
yolları kullanarak kaçabilmektedirler. Bu kaçış
edinsel hücresel bağışıklık ile ilgilidir (26). IFN
mekanizması konağın viral enfeksiyona verdiği yanıt
molekülü kodlayan ilk genin balık türlerinden
ile aynı zamanda olmaktadır. Protein sentezinin
izolasyonu
Akabinde
durdurulması, enfekte hücrelerin bir bölümünde
atlantik salmonlarda ilk kez 2 IFN geni olan Sasa IFN-
antiviral yanıtı engelleyebilir veya virus için bir kaçış
α1 ve Sasa IFN-α2 izole edilmiş, IFNa1-3, b1-4 ve c1-
mekanizması olabilir. Salmon hücrelerinde viral
5 olarak gruplandırılan 11 genin keşfi yapılmıştır.
enfeksiyonları
Gökkuşağı alabalıklarından 4 adet IFN geninin
IPNV’nin raportör gen seviyesi düşürülerek IFN
izolasyonu yapılarak 2 alt grupta, rtIFN1 ve rtIFN2
sinyallerinin
(grup 1) ile rtIFN3 ve rtIFN4 (grup2) olarak
bildirilmiştir. Viral partiküllerin hazır hale getirilip
gruplandırılmışlardır. Gökkuşağı alabalıklarında IFN,
hücreden serbest bırakılmasına kadar geçen sürede
ön
2003
böbrek,
yılında
ve
inhibe
IFN’nin
edildiğine
baskılandığı
dair
ve
raporlar
tarafından
apoptozisin inhibisyonu yolu ile enfekte hücrelerin
canlı kalması bir kaçış stratejisi olarak viruslar
genler ve bunların fibroblastik hücre hatlarının
tarafından kullanılmaktadır. IPNV VP5 proteinin
başlıca katkılarının, IHNV, VHSV ve IPNV ye karşı
yapay yollarla hücreler içerisinde aşırı derecede
direnç oluşturulması olduğu saptanmıştır (26).
eksprese
proteinleri
bağışıklıkta
karaciğer
takiben
uyarılmaktadır (2,8). Balıklarda IFN, IFN uyaran
Mx
dalak
yapılmıştır.
viruslara
önemli
karşı
hücresel
apoptotik
özellik
gösterdiği belirlenmiştir (2,31).
Antimikrobiyal peptidler her iki humoral ve
enfeksiyonları takiben interferonlar ile uyarılarak
hücresel parametrelerin üretimi ve ekspresyonunu
hücrelerin sitoplazma veya çekirdeğinde birikirler
çoğaltır veya regüle ederler fakat burada immun
(27). VHSV enfeksiyonları ile uyarılan endoplazmik
bellek olmadığından aynı patojen ile ikinci kez
retikulum ilişkili virus inhibisyon proteinini (VIG-1)
karşılaşmada kazanılmış immun yanıtta görüldüğü
kodlayan gen ilk kez gökkuşağı alabalıklarında izole
gibi
edilmiş ve viperin olarak isimlendirilmiştir. Protein
mukusunda bulunan antimikrobiyal peptidler viral
kinaz R (PKR), virus uyarıcı üçlü motif içeren TRIM
replikasyonu
proteini ve ubiquitin like proteini (ISG15) kodlayan
(CATH-1, -2), defensin (DB-1, -2, -3), heptisidin
gen, salmonid türü balıklardan identifiye edilmiş ve
(heptisidin LEAP-1, -2) ve pissidin hızlı antibakteriyel
antiviral savunmada görevli oldukları bildirilmiştir.
ve antiviral aktiviteleri olan peptitler olup, bazı
TRIM
antikor türleri için gen kodlarının aktivasyonunu
bazı
üstlenirler.
anti
Viral
ailesinin
rol
edilmesinin
üyeleri
IFN’ler
yoluyla
güçlü
bir
yanıt
inhibe
olmayacaktır
etmektedirler.
Katelisidin
sağlarlar.
partiküllerinin
indirekt
kültürlerinde viral mimik poly I:C, katelisidin ve b-
regülasyonu gibi çok yönlü antiviral etkileri bulunan
defensin genlerinin ekspresyonunu uyarmaktadır
bir grup molekül topluluğu olarak bilinirler (2,8,28).
(2,8).
IFN’nin
alabalığı
Balık
uyarılmakta ve kapsit içerisinde transkripsiyon, virus
toplanması,
Gökkuşağı
(4).
primer
lökosit
Apoptozis ya da programlı hücre ölümleri
Tuz, sıcaklık, oksijen seviyesi gibi çevresel
viruslara karşı bir savunma mekanizmasıdır. Enfekte
faktörler viruslar ve stres ile etkileşerek balıkların
hücrelerin erken yıkımlanması ile patojenin konak
bağışıklık sistemini indirekt olarak etkilemektedirler
içerisinde yayılması sınırlandırılır (8,29). Apoptozis
(32). Viruslar replikasyonda, dar sıcaklık aralıklarını
inaktif kaspazların aktive edilmesiyle uyarılmaktadır.
kolay tolere edebilmekte ve replikasyon ile immun
Kaspazlar
internükleozomal
yanıtın kinetiği arasındaki denge viral hastalıkların
aralıklarını kırarak apoptozisi gerçekleştirirler. IPNV
ortaya çıkışını belirlemektedir (33). Salmonlarda
ile
alabalıklarında
antiviral peptid poly I:C’ ye karşı IFN yanıtı düşük
apoptozisin, virus replikasyonunun gerçekleştiği
sıcaklıklarda daha uzun sürelidir. VHSV ye karşı Mx
karaciğer, iskelet ve kalp kası ile solungaçların
protein
sekonder lamellerde etkin olduğu görülmüştür (30).
geciktirilmektedir.
doğal
Bazı
hücre
enfekte
viruslar
DNA’sının
gökkuşağı
immun
sistemden
protein
balıklarda
translasyonu, IFN ve apoptozis için kullanılan özel
indüksiyonu
düşük
Oksijen
enfeksiyondan
sıcaklıklarda
konsantrasyonu
sonraki
viral
yükü
etkilemektedir. Gökkuşağı alabalıklarının “herbisit
359
Balıklarda Viral Enfeksi...
Durmaz ve Albayrak
pendimetalin” gibi kirlilik oluşturan maddelere
maruz
kalması
sonucunda
VHSV’den
Hücresel İmmünite
dolayı
İntraselüler enfeksiyonların eliminasyonunda
mortalite oranlarında yükselme gözlemlenmiştir.
virüs ile enfekte hücrelerin hücresel immunite
Stres, immunite, virülens ve immun yanıtın viral
yoluyla imhası en önemli strateji olarak kabul
patojenlere göre değişimi arasında bir etkileşim
edilmektedir (37). Balıklarda CD4 ve CD8 T hücre
bulunmaktadır (34,35).
yanıtları hücresel immunitede görev üstlenirler.
EDİNSEL İMMUN YANIT
Edinsel
immun
CD8+ T hücreleri virus ile enfekte hücrelerin sitolitik
sistem
mükemmel
öldürme işlemlerini yerine getirir. CD4+ T hücre
bir
alttipleri ise immun sistemin diğer hücrelerine MHC
spesifiteye ve hafızaya sahiptir (6). Eğer bir patojen
II moleküllerinden eksprese edilen antijenlerin
doğal savunma mekanizmasını aşarsa bundan
sonraki
dönemde
edinsel
bağışıklık
tanınmasında yardımcı olurlar (14). T-lenfositler
sistemi
sadece mikrobik antijenleri tanımalarına karşın, B
aktivasyona başlar ve bağışıklığın antijene spesifik
lenfositlerin ürettiği antikorlar protein, karbonhidrat
lenfositleri klonal genişleme gösterirler. Organizma
ve lipit içeren yabancı pek çok değişik molekül tipini
bir sonraki patojene maruz kalmalarda hızlı ve etkili
de tanırlar. T hücreleri antijen ile indirekt ilişki
immun yanıt gösterir. İki tip edinsel immünite vardır.
kurarak onları yıkımlarlar. CD8 + katil T hücreleri
Bunlar humoral ve hücresel immünitedir (7,11).
kanser hücrelerini kontrol ederler. CD4 + Yardımcı T
Humoral İmmünite
hücreleri B hücrelerine antikor üretiminde yardımcı
olurlar ve CD4+CD25 + düzenleyici T hücreleri
Humoral immunitenin aktif görevli hücreleri B
otoimmun yanıtları önlerler (7,9,37). Farklı CD4
lenfositlerdir. Bu hücreler memelilerde kemik
yardımcı T hücrelerinin alt tipleri tarafından
iliğinde, kanatlılarda bursa fabrisiyusta ve balıklarda
salgılanan sitokinler salmonlarda tanımlanmıştır
böbreklerde üretilirler (4-6). B lenfositler ürettikleri
(14). GATA-3 sitokinleri humoral immun yanıtın
antikorlar aracılığıyla cevap oluşturlar ve hücre dışı
oluşturulmasında ve sürdürülmesinde görevli olup,
mikrobik antijenleri tanırlar. Bu antikorlar dolaşıma
ve
mukoza
sıvılarına
salgılanarak
bu
kanda,
sitokinlerin
ekspresyonu
Th1
sitokin
kromatinlerinin Th2 sitokin salgılayan hücrelere
gastrointestinal kanalda ve solunum yolları gibi
dönüşmesine
mukoza içeren organların lümenlerinde bulunabilen
neden
olur.
GATA-3
kinetiği
aşılamalarda oluşan antikor yanıtı üzerine de etki
patojenleri veya bunların toksinlerini etkisiz hale
etmektedir.
getirirler (3,4). B hücreleri plazma ve bellek
IPNV
ye
karşı
aşılanan
atlantik
salmonlarda aşılamadan önce tespit edilen antikor
hücrelerini oluştururlar. Plazma hücreleri hem
seviyeleri ve GATA-3 ekspresyonu arasında pozitif
antikorları üretirler hem de antijen sunumunda
bir korelasyon bulunmuştur (36). Enfekte balıklarda
görev alırlar. Gökkuşağı alabalıklarında IgM ve
GATA-3 artışı ile virus yokluğu veya düşük virus
IgD’nin solungaç yüzeylerini koruyucu bir role sahip
titresi arasında negatif bir korelasyon bulunmuştur.
olduğu bildirilmiştir. Balıkların serumunda en çok
Bu genin yukarı regüle edilmesi balıklarda IPNV
bulunan Ig izotipi IgM’dir. Bu Ig türleri sistemik
enfeksiyonlarına karşı koruma sağlamaktadır (14).
enfeksiyonlara
bağışıklık
Balıklarda B hücreleri ve baskılayıcı T- hücreleri 4
kazandırmada önemli rol oynarlar. IgM serum
haftalık olduklarında fonksiyonel hale gelirlerken
haricinde
yüzeylerinde,
yardımcı T hücreleri ve bellek hücreleri ise 8 haftalık
bağırsaklarda ve solungaç epitellerinde de tespit
olduktan sonra fonksiyonel hale geçerler (38). Virusa
edilmiştir. IgT izotipi bağırsaklar, deri ve mukozal
spesfik
korunma ile ilişkili olup mukus ve mukozal
balıklarında ve IPNV ile enfekte CFS hücre hatlarında
yüzeylerdeki titresi, serumda tespit edilenden 100
gösterilmiştir. Balıklarda CD8+ T hücreleri ile ilişkili
kat daha yüksektir (14,36).
birçok
karşı
derinin
koruyucu
mukozal
360
hücresel
gen
merkezli
klonlanarak
sitotoksisite
tanımlanmıştır.
sazan
Akut
Balıklarda Viral Enfeksi...
Durmaz ve Albayrak
enfeksiyon süresince granzim-A ekspresyonu ile viral
göstermekle birlikte türe spesifik farklılıkları da
yükün artışı arasında yüksek oranda korelasyon
içermektedir. Balıklarda kemik iliği ve lenf düğümleri
bulunmuştur (36). Salmonlarda IPNV enfeksiyonları,
bulunmaz. Böbreğinin ön kısmı omurgalılardaki lenf
CD8+gen ekpresyonunu ve naif CD8 T hücrelerinin
düğümlerinin
efektör CTLs dönüşümünü uyarmaktadır (14).
böbreğinden,
işlevini
görmektedir.
solungaçlardan
Balık
kalsiyum
absorbsiyonunu durduran teleokalsin hormonu
MUKOZAL İMMUN YANITLAR
salgılanır. Solungaçlar ve deriden salgılanan mukus
Balıkların mukozal yüzeyleri olan deri, bağırsak,
salgısı ile bağırsaklardaki GALT folliküllerinin viral
solungaçlar ve üro-genital sistem yapısı ilk savunma
immunitede görevleri vardır. Balıklarda bağırsağın
hattıdır.
arka
Su
ortamında
mukozalar
sürekli
kısmı
makro
patojenlerle etkileşim halindedirler (14). Yaygın
sindirilmeden
olarak
immunolojik
kullanılan
intraperitoneal
balık
aşılama
enjeksiyon
yöntemleri;
(i.p.),
moleküllerin
organlara
öneme
emilimi
transferi
sahiptir.
ve
yönünden
NK
hücreleri,
sitokinler, interferonlar, antiviral peptitler, Mx, VIG-
intramuskular
enjeksiyon (i.m.), immersiyon (banyo/sprey) ve oral
1,
aşılama yöntemidir. Balıklarda İ.p. ve i.m. aşı
proteinler,
uygulamaları ile sadece internal immun yanıtlar
metallotiyonin ve histon türevleri balık hücrelerini
oluşurken, immersiyon yöntemi ile aşılar deri,
korurlar ve antiviral savunma mekanizmasında
solungaç ve bağırsaklardan emildikten (içildikten)
görev alırlar. Bazı balık virusları makrofajları enfekte
sonra lokal yanıtları da uyarmaktadırlar. İmmersiyon
edilebilmekte ve konağın viral enfeksiyona verdiği
aşılaması
yanıt ile eş zamanlı olarak immun sistemden
ile
oluşan
hiperozmotik
streslerin
PKR,
TRIM,
ISG15
lektinler,
proteinleri,
inhibitörler,
transferrin,
çoğunlukla mukozal yüzeylerde yüksek seviyede
kaçabilmektedirler.
yanıtlar oluşturduğu rapor edilmektedir. Balıklarda
sentezinin
durdurulması,
oral
taşınarak
apoptozisin
inhibisyonu
segment)
mekanizması olabilmektedir. Çeşitli balık türlerinde
ulaştırılır ve yeterli miktarda antijen bu segmente
IgM, IgD ve IgT/Z izotiplerinin varlığı saptanmıştır.
ulaştırılırsa hem lokal hem de sistemik antikor yanıtı
IgM ve IgD solungaç yüzeyleri, IgT izotipi bağırsaklar,
uyarılır (11,39). IgM, IgT/Z ve IgD’nin çok çeşitli balık
deri ve mukozal korunma ile ilişkilidir. Balık IgT/Z’si
türlerinde
ile
yolla
uygulanan
bağırsakların
son
antijenler
segmentine
varlığı
(2.ci
bildirilmiştir.
IgT
mukozal
memeli
Konak
ribozomal
IgA’sı
IFN’nin
virus
baskılanması,
için
fonksiyonel
bir
kaçış
benzerlikler
immuniteden sorumlu başlıca immunglobulin tipidir.
İntestinal IgM ve IgT’ler B hücrelerinden köken
antikorların
almaktadırlar. Balık IgT/Z’si ile memeli IgA’sı birçok
belirlenmiştir. Tuz, sıcaklık, oksijen seviyesi Ph ve
fonksiyonel benzerlikler içermektedir (11). Bazı balık
bulanıklık gibi çevresel faktörler viral immunite
türlerinde
maternal
ve
üzerine indirekt etki ederek mortalite oranlarında
yavrulara
geçtiği
Maternal
yükselmelere neden olmaktadır. Suyun oksijen
antikorların
birincil
yumurta
belirlenmiştir.
görevi
yumurtaları
balık
protein
içermektedir.
antikorların
Bazı
hücrede
yumurta
türlerinde
ve
maternal
yavrulara
geçtiği
konsantrasyonu balıklarda enfeksiyondan sonraki
belirli
patojenler için vertikal bulaşmaya karşı korumaktır.
viral
Maternal
balıkların
immunitenin aydınlatılması konusunda moleküler
yumurtadan çıktıktan sonraki ilk gelişme evrelerinde
tekniklerin keşfi ile büyük ilerlemeler kaydedilmiş
fagositozis
ancak henüz tam olarak aydınlatılamamıştır.
IgM’ler
veya
muhtemelen
komplement
sisteminin
aktivasyonuna da yardımcı olmaktadırlar (8,13).
1.
mekanizmaları
korunma
yüksek
vertebralılara
benzerlik
viral
Crane M., Hyatt A., 2011. Viruses of fish: An
2025-2046.
yanıt ve mukozal immun yanıt mekanizmaları
antiviral
Balıklarda
overview of significant pathogens. Viruses, 3,
Balıklarda doğal immun yanıt, edinsel immun
Balıkların
etkilemektedir.
KAYNAKLAR
SONUÇ
mevcuttur.
yükü
2.
Collet B., 2014. Innate immune responses of
salmonid fish to viral infection. Developmental
361
Balıklarda Viral Enfeksi...
3.
4.
Durmaz ve Albayrak
and Comparative Immunology, 43, 160-173.
Giovannini
Adedeji BO., Onianwa O., Okerentugba PO.,
Bioluminescence imaging of live infected
Okonko IO., 2012. Immune response of fish to
salmonids reveals that the fin bases are the
viral infection. Nature and Science, 10, 70-76.
major portal of entry for novirhabdovirus.
Magnadóttir B., 2010. Immunological control of
Journal of Virology, 80, 3655-3659.
fish diseases. Marine Biotechnology, 12, 3615.
6.
7.
9.
Bremont
M.,
2006.
16. Mikalsen AB., Haugland O., Rode M., Solbakk
379.
IT., Evensen O., 2012. Atlantic salmon reovirus
Bozkurt M., Eren Ü., 2009. Balıklarda lenfoid
infection causes a CD8 T cell myocarditis in
organlar. Veteriner Hekimler Derneği Dergisi,
atlantic salmon (Salmo salar L.). PLoS One, 7, 1-
80, 13-18.
11.
Kav K., Erganiş O., 2008. Balıklarda bağışıklık
17. Van Der Aa LM., Chadzinska M., Tijhaar E.,
sistemi. Atatürk Üniversitesi Veteriner Bilimleri
Boudinot P., Verburg Van Kemenade BML.,
Dergisi, 24, 97-106.
2010. CXCL8 chemokines in teleost fish: two
Kum C., Sekkin S., 2011. The immune system
lineages with distinct expression profiles during
drugs in fish: immune function, immunoassay,
early phases of inflammation. PLoS One, 5, 1-
drugs. In “Recent Advances in Fish Farms ”, Ed.,
13.
F Aral, 1st ed., 169-216, InTech Europe,Rijeka,
8.
M.,
18. Reyes Cerpa S., Reyes Lopez FE., Toro Ascuy D.,
Croatia.
Ibanez J., Maisey K., Sandino AM., Imarai M.,
Uribe C., Folch H., Enriquez R., Moranı G., 2011.
2012. IPNV modulation of pro and anti
Innate and adaptive immunity in teleost fish: a
inflammatory cytokine expression in Atlantic
review. Veterinarni Medicina, 56, 486-503.
salmon might help the establishment of
Altınterim B., 2011. Balık İmmünolojisi, bitkisel
infection and persistence. Fish and Shellfish
ve
kimyasal
immünostimulantlar.
Iğdır
Immunology, 32, 291-300.
Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 1,
19. Liu
69-76.
Yang
H.,
2013.
Modulation
of
macrophage activation and programming in
10. Ocak F., 2006. Balıklarda Lenfoid organlar ve
immunity. Journal of Cellular Physiology, 228,
immun sistemin özellikleri. Erciyes Üniversitesi
502-512.
Vetereiner Fakültesi Dergisi, 3, 61-66.
20. Tafalla C., Sanchez E., Lorenzen N., Dewitte-Orr
11. Rombout JHWM., Yang G., Kiron V., 2014.
Adaptive
G.,
immune
responses
at
SJ., Bols NC., 2008. Effects of viral hemorrhagic
mucosal
septicaemia virus (VHSV) on the rainbow trout
surfaces of teleost fish. Fish and Shellfish
(Oncorhynchus mykiss) monocyte cell line RTS-
Immunology, 40, 634-643.
11. Molecular Immunology, 45, 1439-1448.
12. Johnson S., 2014. Living in Water. In “Texas
21. Hong JR., Gong HY., Wu J., 2002. IPNV VP5 a
Aquatic Science”, Ed., RA Rosen, 1st ed., 162-
novel anti apoptosis gene of the Bcl 2 family
208, Texas A & M University Press, Corpus
regulates Mcl 1 and viral protein expression.
Christi.
Virology, 295, 217-229.
13. Zhang YA., Salinas I., Oriol-Sunyer J., 2011.
22. Bassity
E.,
Clark
TG.,
2012.
Functional
Recent findings on the structure and function
identification of dendritic cells in the teleost
of teleost IgT. Fish and Shellfish Immunology,
model rainbow trout (Oncorhynchus mykiss).
31, 627-634.
PLoS One, 7, 1-14.
14. Munang’andu MH., Mutoloki S., Evensen Q.,
23. Jorgensen HB., Sorensen P., Cooper GA.,
2014. Acquired immunity and vaccination
Lorenzen E., Lorenzen N., Hansen MH., Koop
against infectious pancreatic necrosis virus of
BF., Henryon M., 2011. General and family
salmon.
specific gene expression responses to viral
Developmental
and
Comparative
Immunology, 43, 184-196.
15. Harmache
A.,
Leberre
hemorrhagic septicaemia virus infection in
M.,
Droineau
S.,
rainbow
362
trout
(Oncorhynchus
mykiss).
Balıklarda Viral Enfeksi...
Durmaz ve Albayrak
Molecular Immunology, 48, 1046-1058.
32. Robertsen B., 2011. Can we get the upper hand
24. Reid A., Young KM., Lumsden JS., 2011.
Rainbow
trout
(Oncorhynchus
on viral diseases in aquaculture of Atlantic
mykiss)
salmon. Aquaculture Research, 42, 125-131.
ladderlectin, but not intelectin, binds viral
33. Collet B., Urquhart K., Noguera P., Larsen K.,
hemorrhagic septicemia virus IVb. Diseases of
Lester K., Smail., Bruno DA., 2013. Method to
Aquatic Organisms, 95, 137-143.
measure an indicator of viraemia in Atlantic
25. Iliev DB., Skjæveland I., Jørgensen JB., 2013.
salmon using a reporter cell line. Journal of
CpG oligonucleotides bind TLR9 and RRM
Virological Methods, 191, 113-117.
containing proteins in Atlantic salmon (Salmo
34. Danion M., Lefloch S., Castric J., Lamour F.,
salar). BMC Immunology, 14, 1-12.
Cabon J., Quentel C., 2012. Effect of chronic
26. Sun B., Skjæveland I., Svingerud T., Zou J.,
exposure to pendimethalin on the susceptibility
Jørgensen J., Robertsen B., 2011. Antiviral
of rainbow trout, Oncorhynchus mykiss L. to
activity of salmonid gamma interferon against
viral
infectious
Ecotoxicology and Environmental Safety, 79,
pancreatic
necrosis
virus
and
salmonid alphavirus and its dependency on
hemorrhagic
septicaemia
virus.
28-34.
type I interferon. Jornal of Virology, 85, 9188-
35. Gadan K., Marjara IS., Sundh H., Sundell K.,
9198.
Evensen Q., 2012. Slow release cortisol
27. Tafalla C., Chico V., Perez L., Coll JM., Estepa A.,
implants result in impaired innate immune
2007. In vitro and in vivo differential expression
responses and higher infection prevalence
of rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) Mx
following
isoforms in response to viral haemorrhagic
infectious pancreatic necrosis virus in Atlantic
septicaemia virus G gene, poly I: C and VHSV.
salmon (Salmo salar) parr. Fish and Shellfish
Fish and Shellfish Immunology, 23, 210-221.
experimental
challenge
with
Immunology, 32, 637-644.
28. Seo JY., Yaneva R., Cresswell P., 2011. Viperin:
36. Munang’andu HM., Fredriksen BN., Mutoloki S.,
a multifunctional, interferoninducible protein
Dalmo RA., Evensen O., 2013. The kinetics of
that regulates virus replication. Cell Host
CD4+ and CD8+ T-cell gene expression correlate
Microbe, 10, 534-539.
with protection in atlantic salmon (Salmo salar
29. Sepulcre MO., Munoz I., Roca FJ., Lopez Munoz
L.) vaccinated against infectious pancreatic
A., Mulero V., 2010. Molecular strategies used
necrosis. Vaccine, 31, 1956-1963.
by fish pathogens to interfere with host
37. Nakanishi T., Toda H., Shibasaki Y., Somamoto.
programmed cell death. Developmental and
T., 2011. Cytotoxic T cells in teleost fish.
Comparative Immunology, 34, 603-610.
Developmental and Comparative Immunology,
30. Toplu N., Albayrak H., Aydoğan A., Ekipmen ET.,
35, 1317-1323.
Metin N., 2010. Gökkuşağı alabalıklarında
(Oncorhynchus
mykiss
Walbaum,
enfeksiyöz
pankreatik
patogenezisinde
apoptozisin
38. Zapata A., Diez B., Cejalvo T., Guiterrrez de
1792)
Frias C., Cortes A., 2006. Ontogeny of the
nekrozun
immune system of fish. Fish and Shellfish
rolü.
Ankara
Immunology, 20, 126-136.
Üniversitesi Veteriner Fakültesi Dergisi, 57,
39. Kim SH., Jang YS., 2014. Antigen targeting to M
191-196.
31. Paulmann
Heitmann
cells for enhancing the efficacy of mucosal
D.,
L.,
Magulski
Flehmig
T.,
B.,
Schwarz
R.,
vaccines.
Vallbracht
A.,
Medicine, 46, 1-8.
Dotzauer A., 2008. Hepatitis A virus protein 2B
suppresses
beta
interferon
(IFN)
gene
transcription by interfering with IFN regulatory
factor 3 activation. Journal of General Virology,
89, 1593-1604.
363
Experimental
and
Molecular