Esfingolípidos señalizadores
Compuesto químico
La esfingosina-1-fosfato ( S1P ) es un esfingolípido de señalización , también conocido como lisoesfingolípido. También se lo conoce como mediador lipídico bioactivo. Los esfingolípidos en general forman una clase de lípidos caracterizados por un aminoalcohol alifático particular, que es la esfingosina .
Producción
La S1P se forma a partir de la ceramida, [1] que está compuesta de una esfingosina y un ácido graso. La ceramidasa, una enzima presente principalmente en la membrana plasmática, convertirá la ceramida en esfingosina. [1] Luego, la esfingosina es fosforilada por las isoenzimas de la esfingosina quinasa (SK). [2] Hay dos isoenzimas mamíferas identificadas, SK1 y SK2 . [3] [4] [5] [6] Estas dos enzimas tienen una distribución tisular diferente. SK1 se expresa en gran medida en el bazo, el pulmón y los leucocitos, [3] mientras que SK2 se expresa en gran medida en el hígado y el riñón. [3] SK2 se encuentra principalmente en las mitocondrias, el núcleo y el retículo endoplasmático, mientras que SK1 se encuentra principalmente en el citoplasma y la membrana celular. [7] [8] [9]
Metabolismo y degradación
La S1P puede ser desfosforilada a esfingosina por las esfingosina fosfatasas y puede ser degradada irreversiblemente por una enzima, la esfingosina fosfato liasa.
Función
La S1P es un mediador lipídico transportado por la sangre, en particular en asociación con lipoproteínas como la lipoproteína de alta densidad (HDL). [10] Es menos abundante en los fluidos tisulares. Esto se conoce como gradiente de S1P, que parece tener importancia biológica en el tráfico de células inmunitarias.
Originalmente se pensaba que era un segundo mensajero intracelular, pero en 1998 se descubrió que era un ligando extracelular del receptor acoplado a proteína G S1PR1 . Ahora se sabe que los receptores de esfingosina-1-fosfato (receptores S1P) son miembros de la familia de receptores de lisofosfolípidos . Hasta la fecha se han descrito cinco. La mayoría de los efectos biológicos del S1P están mediados por la señalización a través de los receptores de la superficie celular.
Aunque la S1P es importante en todo el cuerpo humano, es un importante regulador de los sistemas vascular e inmunológico, orquestando cómo las células inmunes migran dentro de la pared arterial. [11] Además, podría ser relevante en la piel . En el sistema vascular, la S1P regula la angiogénesis, la estabilidad vascular y la permeabilidad. En el sistema inmunológico, ahora se reconoce como un importante regulador del tráfico de células T y B. La interacción de la S1P con su receptor S1PR1 es necesaria para la salida de células inmunes de los órganos linfoides (como el timo y los ganglios linfáticos) hacia los vasos linfáticos. Se ha demostrado que la inhibición de los receptores de la S1P es fundamental para la inmunomodulación. También se ha demostrado que la S1P suprime directamente la respuesta inmune mediada por TLR de las células T. [12]
Un equipo de investigación, dirigido por un científico del Weill Cornell Medical College, ha descubierto que los glóbulos rojos desempeñan una segunda función vital: la angiogénesis . Dado su papel en la creación de nuevos vasos sanguíneos, los científicos reconocen que la S1P es vital para la salud humana y un factor en algunas enfermedades, como el cáncer . Y aunque se sabe que la S1P se transmite por la sangre, nadie se había dado cuenta hasta este estudio de que la S1P es suministrada por los glóbulos rojos para controlar el crecimiento de los vasos sanguíneos.
Importancia clínica
Los niveles de S1P (en un rango de 5 a 40 μmol/L) se regulan al alza de 5 a 10 veces en la ascitis de pacientes con cáncer de ovario. La S1P en esta concentración fisiológica estimula la migración e invasión de células epiteliales de cáncer de ovario, pero inhibe la migración de células epiteliales de superficie ovárica normales. [13] La mayoría (más del 90%) de los cánceres de ovario surgen del epitelio del ovario. Por lo tanto, la S1P extracelular podría tener un papel importante en la progresión del cáncer al promover la migración de células epiteliales de cáncer de ovario.
La ozonización de la sangre humana está asociada con mayores concentraciones de S1P en el plasma. [14]
Además, la S1P modula la proliferación de células cutáneas, en particular de los queratinocitos [15], mientras que los fibroblastos no se ven afectados de esta manera, aparte del crecimiento y la diferenciación celular. Si bien la S1P suprime la proliferación epidérmica como lo hacen los glucocorticoides , se diferencia de ellos en que no reduce la proliferación de fibroblastos dérmicos. De hecho, la S1P incluso activa la producción de proteínas de la matriz extracelular derivadas de fibroblastos .
Como droga
Se ha demostrado que la administración de S1P protege a los ovocitos de los agentes quimioterapéuticos in vitro , [16] [17] [18] así como in vivo de las terapias quimioterapéuticas y de radiación. [16] [19] [20] [21] que de otra manera inducen la apoptosis de las células. S1P ha protegido a los xenoinjertos de tejido ovárico en modelos de ratón SCID de la atresia inducida por radiación . [21] En modelos animales estos ovocitos protegidos se han utilizado para producir crías vivas sanas. [19] [22] Las radioterapias y quimioterapias pueden causar apoptosis de los folículos ováricos , causando insuficiencia ovárica prematura , [23] y por eso S1P es de gran interés en la preservación de la fertilidad. [24] Sin embargo, su mecanismo de inhibición de la vía apoptótica de la esfingomielina también puede interferir con la acción de apoptosis de los fármacos de quimioterapia. [25]
Debido a su acción hiperproliferativa contra las células epidérmicas, la S1P se ha considerado un ingrediente farmacéutico activo para enfermedades hiperproliferativas de la piel, en particular, la psoriasis vulgar y el acné vulgar. [ cita requerida ]
Aunque la S1P es activa en concentraciones muy bajas, la biodisponibilidad del compuesto en la piel humana es un problema. Por lo tanto, se ha considerado inevitable una formulación tópica basada en portadores de fármacos específicos. [ cita requerida ]
Como objetivo farmacológico
Lpath Inc ha producido y optimizado un anticuerpo monoclonal anti-S1P (Sphingomab). Sphingomab puede absorber S1P del líquido extracelular, lo que reduce la concentración efectiva de S1P. [ cita requerida ]
El sonepcizumab es un anticuerpo monoclonal anti-S1P experimental que se ha sometido a un ensayo clínico de fase II para el carcinoma de células renales . [26] El sonepcizumab (LT1009) como ASONEP (para inyección intravenosa) se ha estudiado para tumores sólidos. [27] Como iSONEP, una formulación para inyección intravítrea, se ha estudiado para la degeneración macular relacionada con la edad . [28]
Receptor(es) S1P como objetivo farmacológico
Hay 5 tipos de receptor de esfingosina-1-fosfato .
Moduladores del receptor S1P
El fármaco fingolimod (FTY720), que agoniza el receptor S1P, [29] impide que los linfocitos autoinmunes se desplacen desde los órganos linfoides al sistema nervioso central. Se ha demostrado en ensayos clínicos de fase III que reduce las recaídas y mejora otros resultados en la esclerosis múltiple. [30] [31] Se ha demostrado que el S1P, así como el FTY720, tienen propiedades antiinflamatorias en concentraciones bajas y previenen las interacciones monocito:endotelial en la aorta, posiblemente a través del receptor S1P1. [32] [33] Se ha demostrado que el agonista del receptor S1P etrasimod induce la remisión en pacientes con colitis ulcerosa . [34]
ONO-4641 (un fármaco de Ono Pharmaceutical Co., Ltd.) es un agonista del receptor de esfingosina-1-fosfato (S1P) que mantiene los linfocitos en los ganglios linfáticos y, por lo tanto, inhibe la infiltración de linfocitos en las lesiones. Por lo tanto, se espera que el compuesto sea un fármaco para el tratamiento de enfermedades autoinmunes como la esclerosis múltiple, que se considera una enfermedad intratable. [ cita requerida ]
Ozanimod es un agonista de los receptores S1P1 y S1P5. [35] y se ha estudiado para diversas formas de esclerosis múltiple . [36]
Véase también
Notas
- ^ ab Mendelson K, Evans T, Hla T (1 de enero de 2014). "Señalización de esfingosina 1-fosfato". Desarrollo . 141 (1): 5–9. doi :10.1242/dev.094805. ISSN 0950-1991. PMC 3865745 . PMID 24346695.
- ^ Spiegel S, Milstien S (26 de enero de 2007). "Funciones de la familia multifacética de las esfingosinas quinasas y algunos parientes cercanos". The Journal of Biological Chemistry . 282 (4): 2125–2129. doi : 10.1074/jbc.R600028200 . ISSN 0021-9258. PMID 17135245.
- ^ abc Liu H, Sugiura M, Nava VE, Edsall LC, Kono K, Poulton S, Milstien S, Kohama T, Spiegel S (30 de junio de 2000). "Clonación molecular y caracterización funcional de una nueva isoforma de tipo 2 de la esfingosina quinasa de mamíferos". The Journal of Biological Chemistry . 275 (26): 19513–19520. doi : 10.1074/jbc.M002759200 . ISSN 0021-9258. PMID 10751414.
- ^ Maceyka M, Sankala H, Hait NC, Le Stunff H, Liu H, Toman R, Collier C, Zhang M, Satin LS, Merrill AH, Milstien S (4 de noviembre de 2005). "SphK1 y SphK2, isoenzimas de la esfingosina quinasa con funciones opuestas en el metabolismo de los esfingolípidos". The Journal of Biological Chemistry . 280 (44): 37118–37129. doi : 10.1074/jbc.M502207200 . ISSN 0021-9258. PMID 16118219.
- ^ Liu H, Chakravarty D, Maceyka M, Milstien S, Spiegel S (2002). "Esfingosina quinasas: una nueva familia de quinasas lipídicas". Progreso en la investigación de ácidos nucleicos y biología molecular . 71 : 493–511. doi :10.1016/s0079-6603(02)71049-0. ISBN 9780125400718. ISSN 0079-6603. PMID 12102559.
- ^ Escarcega RD, McCullough LD, Tsvetkov AS (2021). "El papel funcional de la esfingosina quinasa 2". Frontiers in Molecular Biosciences . 8 . doi : 10.3389/fmolb.2021.683767 . PMC 8160245 . PMID 34055895.
- ^ Strub GM, Paillard M, Liang J, Gomez L, Allegood JC, Hait NC, Maceyka M, Price MM, Chen Q, Simpson DC, Kordula T (febrero de 2011). "La esfingosina-1-fosfato producida por la esfingosina quinasa 2 en las mitocondrias interactúa con la prohibitina 2 para regular el ensamblaje y la respiración del complejo IV". Revista FASEB . 25 (2): 600–612. doi : 10.1096/fj.10-167502 . ISSN 1530-6860. PMC 3023391 . PMID 20959514.
- ^ Adams DR, Pyne S, Pyne NJ (mayo de 2016). "Esfingosina quinasas: perspectivas emergentes sobre estructura y función" (PDF) . Tendencias en ciencias bioquímicas . 41 (5): 395–409. doi :10.1016/j.tibs.2016.02.007. ISSN 0968-0004. PMID 27021309.
- ^ Fukuda Y, Kihara A, Igarashi Y (12 de septiembre de 2003). "Distribución de la actividad de la esfingosina quinasa en tejidos de ratón: contribución de SPHK1". Comunicaciones de investigación bioquímica y biofísica . 309 (1): 155–160. doi :10.1016/s0006-291x(03)01551-1. ISSN 0006-291X. PMID 12943676.
- ^ Sattler K, Levkau B (mayo de 2009). "La esfingosina-1-fosfato como mediador de los efectos de las lipoproteínas de alta densidad en la protección cardiovascular". Investigación cardiovascular . 82 (2): 201–11. doi : 10.1093/cvr/cvp070 . PMID 19233866.
- ^ Polenz CK, Scipione CA, Hyduk SJ, Althagafi MG, Ibrahim HM, Cybulsky MI (abril de 2024). "Plasma S1P orquesta la migración transendotelial inversa de células mieloides de la íntima aórtica en ratones". Arteriosclerosis, trombosis y biología vascular . 44 (4): 883–897. doi :10.1161/ATVBAHA.123.320227. ISSN 1079-5642.
- ^ Sharma, N, et al. (2013). "La esfingosina-1-fosfato suprime la secreción de CXCL8 inducida por TLR de las células T humanas". J Leukoc Biol . 93 (4): 521–528. doi : 10.1189/jlb.0712328 . PMID 23345392.
- ^ Wang, D, et al. (2008). "S1P regula de forma diferencial la migración del cáncer de ovario humano y de las células epiteliales de la superficie del ovario humano". Mol Cancer Ther . 7 (7): 1993–2002. doi :10.1158/1535-7163.MCT-08-0088. PMC 2649755 . PMID 18645009.
- ^ Boczkowska-Radziwon B, Chabowska AM, Blachnio-Zabielska A, Lukaszuk B, Lipska A, Chabowski A, Radziwon P (abril de 2015). "La ozonización de la sangre humana aumenta la esfingosina-1-fosfato en el plasma". Revista de fisiología y farmacología . 66 (2): 267–72. PMID 25903957.
- ^ Manggau M, Kim DS, Ruwisch L, et al. (noviembre de 2001). "La 1-alfa,25-dihidroxivitamina D3 protege a los queratinocitos humanos de la apoptosis mediante la formación de esfingosina-1-fosfato". The Journal of Investigative Dermatology . 117 (5): 1241–9. doi : 10.1046/j.0022-202x.2001.01496.x . PMID 11710939.
- ^ ab Morita Y, Perez GI, Paris F, et al. (octubre de 2000). "La apoptosis de los ovocitos se suprime mediante la interrupción del gen de la esfingomielinasa ácida o mediante la terapia con esfingosina-1-fosfato". Nature Medicine . 6 (10): 1109–14. doi :10.1038/80442. PMID 11017141. S2CID 33216920.
- ^ Jurisicova A, Lee HJ, D'Estaing SG, Tilly J, Perez GI (septiembre de 2006). "Requerimientos moleculares para la muerte mediada por doxorrubicina en ovocitos murinos". Muerte celular y diferenciación . 13 (9): 1466–74. doi : 10.1038/sj.cdd.4401819 . PMID 16439991.
- ^ Perez GI, Knudson, C. Michael, Leykin, Lucy, Korsmeyer, Stanley J., Tilly, Jonathan L. (1 de noviembre de 1997). "Las vías de señalización asociadas a la apoptosis son necesarias para la destrucción de células germinales femeninas mediada por quimioterapia". Nature Medicine . 3 (11): 1228–1232. doi :10.1038/nm1197-1228. PMID 9359697. S2CID 32735595.
- ^ ab Paris F, Perez GI, Fuks Z, et al. (septiembre de 2002). "La esfingosina 1-fosfato preserva la fertilidad en ratones hembra irradiados sin propagar daño genómico en la descendencia". Nature Medicine . 8 (9): 901–2. doi :10.1038/nm0902-901. PMID 12205432. S2CID 2647395.
- ^ Kaya H, Desdicioglu R, Sezik M, et al. (marzo de 2008). "¿Tiene la esfingosina-1-fosfato un efecto protector sobre el daño ovárico inducido por ciclofosfamida e irradiación en el modelo de rata?". Fertility and Sterility . 89 (3): 732–5. doi :10.1016/j.fertnstert.2007.03.065. PMID 17517398.
- ^ ab Zelinski MB, Murphy MK, Lawson MS, et al. (marzo de 2011). "La administración in vivo de FTY720 previene la insuficiencia ovárica inducida por radiación y la infertilidad en primates no humanos hembras adultas". Fertilidad y esterilidad . 95 (4): 1440–5.e1–7. doi :10.1016/j.fertnstert.2011.01.012. PMC 3063448 . PMID 21316047.
- ^ Hancke K, Strauch O, Kissel C, Göbel H, Schäfer W, Denschlag D (enero de 2007). "La esfingosina 1-fosfato protege los ovarios del daño inducido por la quimioterapia in vivo". Fertilidad y Esterilidad . 87 (1): 172–7. doi : 10.1016/j.fertnstert.2006.06.020 . PMID 17081530.
- ^ Byrne J, Fears TR, Gail MH, et al. (marzo de 1992). "Menopausia temprana en sobrevivientes de cáncer a largo plazo durante la adolescencia". Revista estadounidense de obstetricia y ginecología . 166 (3): 788–93. doi :10.1016/0002-9378(92)91335-8. PMID 1550144.
- ^ Blumenfeld Z (1 de septiembre de 2012). "Preservación de la función ovárica y la fertilidad a pesar de la quimioterapia gonadotóxica". Expert Review of Endocrinology & Metabolism . 7 (5): 567–576. doi :10.1586/eem.12.40. PMID 30780892. S2CID 59105653.
- ^ Roness H, Kalich-Philosoph L, Meirow D (2014). "Prevención del daño ovárico inducido por quimioterapia: posibles funciones de los agentes atenuantes hormonales y no hormonales". Human Reproduction Update . 20 (5): 759–774. doi : 10.1093/humupd/dmu019 . ISSN 1355-4786. PMID 24833728.
- ^ "Sonepcizumab no logró el objetivo de supervivencia libre de progresión, pero tuvo una supervivencia global prometedora en el carcinoma renal metastásico". Archivado desde el original el 6 de enero de 2019. Consultado el 22 de noviembre de 2016 .
- ^ Estudio de seguridad de ASONEP (Sonepcizumab/LT1009) para el tratamiento de tumores sólidos avanzados (ASONEP)
- ^ Estudio de seguridad de iSONEP (Sonepcizumab/LT1009) para el tratamiento de la degeneración macular neovascular relacionada con la edad
- ^ Baumrucker, T, et al. (2007). "FTY720, un mimético de esfingolípidos inmunomodulador: traducción de un nuevo mecanismo en beneficio clínico en la esclerosis múltiple". Expert Opin Investig Drugs . 16 (3): 283–289. doi :10.1517/13543784.16.3.283. PMID 17302523. S2CID 23289454.
- ^ Kappos L, Radue EW, O'Connor P, et al. (febrero de 2010). "Un ensayo controlado con placebo de fingolimod oral en esclerosis múltiple recurrente". The New England Journal of Medicine . 362 (5): 387–401. doi :10.1056/NEJMoa0909494. hdl : 11858/00-001M-0000-0012-1FF5-A . PMID 20089952.
- ^ Cohen JA, Barkhof F, Comi G, et al. (febrero de 2010). "Fingolimod oral o interferón intramuscular para la esclerosis múltiple recurrente". The New England Journal of Medicine . 362 (5): 402–15. doi : 10.1056/NEJMoa0907839 . hdl :2078.1/124998. PMID 20089954.
- ^ Bolick DT, Srinivasan S, Kim KW, et al. (mayo de 2005). "La esfingosina-1-fosfato previene la adhesión de monocitos al endotelio aórtico mediada por el factor de necrosis tumoral-α en ratones". Arteriosclerosis, trombosis y biología vascular . 25 (5): 976–81. doi : 10.1161/01.ATV.0000162171.30089.f6 . PMID 15761190.
- ^ Whetzel AM, Bolick DT, Srinivasan S, et al. (septiembre de 2006). "El fosfato de esfingosina-1 previene las interacciones entre monocitos y endotelio en ratones NOD diabéticos tipo 1 a través de la activación del receptor S1P1". Circulation Research . 99 (7): 731–9. doi : 10.1161/01.RES.0000244088.33375.52 . PMID 16960101.
- ^ Sandborn WJ, Vermeire S, Peyrin-Biroulet L, Dubinsky MC, Panes J, Yarur A, Ritter T, Baert F, Schreiber S, Sloan S, Cataldi F, Shan K, Rabbat CJ, Chiorean M, Wolf DC, Sands BE, D'Haens G, Danese S, Goetsch M, Feagan BG (abril de 2023). "Etrasimod como terapia de inducción y mantenimiento para la colitis ulcerosa (ELEVATE): dos estudios de fase 3 aleatorizados, doble ciego y controlados con placebo". The Lancet . 401 (10383): 1159–1171. doi : 10.1016/S0140-6736(23)00061-2 . PMID 36871574.
- ^ Scott FL, Clemons B, Brooks J, Brahmachary E, Powell R, Dedman H, Desale HG, Timony GA, Martinborough E (1 de junio de 2016). "Ozanimod (RPC1063) es un potente agonista del receptor 1 (S1P1) y del receptor 5 (S1P5) de la esfingosina-1-fosfato con actividad modificadora de enfermedades autoinmunes". British Journal of Pharmacology . 173 (11): 1778–1792. doi :10.1111/bph.13476. ISSN 1476-5381. PMC 4867749 . PMID 26990079.
- ^ Nuevas fronteras en moduladores S1P. Marzo de 2017
Referencias
- Lee MJ, Van Brocklyn JR, Thangada S, et al. (marzo de 1998). "Esfingosina-1-fosfato como ligando para el receptor acoplado a proteína G EDG-1". Science . 279 (5356): 1552–5. Bibcode :1998Sci...279.1552L. doi :10.1126/science.279.5356.1552. PMID 9488656.
- Bollag WB (abril de 2003). "Efectos paradójicos de la esfingosina-1-fosfato". The Journal of Investigative Dermatology . 120 (4): xiii–xiv. doi : 10.1046/j.1523-1747.2003.12116.x . PMID 12648243.
- Vogler R, Sauer B, Kim DS, Schäfer-Korting M, Kleuser B (abril de 2003). "Esfingosina-1-fosfato y sus efectos potencialmente paradójicos en parámetros críticos de la cicatrización de heridas cutáneas". The Journal of Investigative Dermatology . 120 (4): 693–700. doi : 10.1046/j.1523-1747.2003.12096.x . PMID 12648236.
- El fármaco contra la esclerosis múltiple ONO-4641 ralentiza las legiones cerebrales en un 92%
Lectura adicional
- Xie B, Shen J, Dong A, Rashid A, Stoller G, Campochiaro PA (2009). "El bloqueo de la esfingosina-1-fosfato reduce la afluencia de macrófagos y la neovascularización retiniana y coroidea". Journal of Cellular Physiology . 218 (1): 192–198. doi :10.1002/jcp.21588. PMC 2905312 . PMID 18781584.