Los oligodesoxinucleótidos CpG (u ODN CpG ) son moléculas cortas de ADN sintético monocatenario que contienen un desoxinucleótido de trifosfato de citosina ("C") seguido de un desoxinucleótido de trifosfato de guanina ("G"). La "p" se refiere al enlace fosfodiéster entre nucleótidos consecutivos, aunque algunos ODN tienen una cadena principal de fosforotioato (PS) modificada en su lugar. Cuando estos motivos CpG no están metilados , actúan como inmunoestimulantes . [1] Los motivos CpG se consideran patrones moleculares asociados a patógenos ( PAMP ) debido a su abundancia en genomas microbianos pero su rareza en genomas de vertebrados. [2] El PAMP CpG es reconocido por el receptor de reconocimiento de patrones ( PRR ) Toll-Like Receptor 9 ( TLR9 ), que se expresa constitutivamente solo en células B y células dendríticas plasmocitoides (pDC) en humanos y otros primates superiores. [3]
Desde 1893, se ha reconocido que la toxina de Coley , una mezcla de lisado de células bacterianas, tiene propiedades inmunoestimulantes que podrían reducir la progresión de algunos carcinomas , [4] pero no fue hasta 1983 que Tokunaga et al. identificaron específicamente el ADN bacteriano como el componente subyacente del lisado que provocó la respuesta. [5] Luego, en 1995 Krieg et al. demostraron que el motivo CpG dentro del ADN bacteriano era responsable de los efectos inmunoestimulantes y desarrollaron ODN CpG sintéticos. [6] Desde entonces, los ODN CpG sintéticos han sido el foco de una intensa investigación debido a la respuesta proinflamatoria de tipo I que provocan y su uso exitoso como adyuvantes de vacunas . [ cita requerida ]
Los ODN CpG sintéticos se diferencian del ADN microbiano en que tienen una cadena principal parcialmente o completamente fosforotioada (PS) en lugar de la cadena principal fosfodiéster típica y una cola poli G en el extremo 3', 5' o ambos. La modificación de PS protege al ODN de ser degradado por nucleasas como la DNasa en el cuerpo y la cola poli G mejora la captación celular. [7] Las colas poli G forman tétradas intermoleculares que dan como resultado agregados de alto peso molecular. Estos agregados son responsables de la mayor actividad que imparte la secuencia poli G; no la secuencia en sí. [8] Se ha demostrado que numerosas secuencias estimulan TLR9 con variaciones en el número y la ubicación de los dímeros CpG, así como las secuencias de bases precisas que flanquean los dímeros CpG. Esto llevó a la creación de cinco clases o categorías no oficiales de ODN CpG basadas en su secuencia, estructuras secundarias y efecto sobre las células mononucleares de sangre periférica humana ( PBMC ). Las cinco clases son Clase A (Tipo D), Clase B (Tipo K), Clase C y Clase P. [9] Es importante señalar que durante el proceso de descubrimiento, las "Clases" no se definieron hasta mucho después, cuando se hizo evidente que los ODN con ciertas características generaban respuestas específicas. Debido a esto, la mayoría de los ODN a los que se hace referencia en la literatura utilizan números (es decir, ODN 2006, ODN 2007, ODN 2216, ODN D35, ODN K3, etc.). Los números son arbitrarios y provienen de pruebas de grandes cantidades de ODN con ligeras variaciones en los intentos de encontrar la secuencia óptima. Además, algunos artículos darán nombres diferentes a los ODN descritos anteriormente, lo que complicará aún más la convención de nomenclatura. [ cita requerida ]
Uno de los primeros ODN de clase A, el ODN 2216, fue descrito en 2001 por Krug et al. [10] Esta clase de ODN era claramente diferente del ODN de clase B descrito anteriormente (es decir, el ODN 2006) en que estimulaba la producción de grandes cantidades de interferones de tipo I , siendo el más importante el IFNα, e inducía la maduración de células dendríticas plasmocitoides. Los ODN de clase A también son fuertes activadores de las células NK a través de la señalización indirecta de citocinas .
Características estructurales que definen un ODN de clase A:
Los ODN de clase A contienen típicamente de 7 a 10 bases modificadas con PS en uno o ambos extremos que resisten la degradación por nucleasas y aumentan la longevidad del ODN. Las reglas anteriores definen estrictamente la clase, pero es posible que haya variabilidad en la secuencia dentro de estas "reglas". También debe tenerse en cuenta que los cambios en la secuencia afectarán la magnitud de la respuesta. Por ejemplo, la secuencia del palíndromo interno puede tener una longitud de 4 a 8 pares de bases y variar en el orden de las bases, sin embargo, se encontró que el patrón, 5'- Pu Pu CG Pu Py CG Py Py-3', era el más activo en comparación con varias otras secuencias. La cola poli G que se encuentra en cada extremo de la cadena de ADN puede variar en longitud e incluso en número (el tipo D solo tiene una secuencia poli G en el extremo 3'), pero su presencia es fundamental para la actividad de la molécula. [ cita requerida ]
Krieg et al. fue el primero en describir los ODN de clase B en 1995. [6] Los ODN de clase B (es decir, ODN 2007) son fuertes estimuladores de la maduración de monocitos y células B humanas. También estimulan la maduración de pDC, pero en menor medida que los ODN de clase A y cantidades muy pequeñas de IFNα. [ cita requerida ]
Características estructurales que definen los ODN de clase B:
Los ODN más fuertes de esta clase tienen tres secuencias de 6 mer. [11] Los ODN B se han estudiado ampliamente como agentes terapéuticos debido a su capacidad para inducir una fuerte respuesta inmune humoral, lo que los hace ideales como adyuvante de vacunas .