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Perforina-1

Perforina-1 La perforina (PRF), codificada por el gen PRF1, es una proteína tóxica formadora de poros que se encuentra en los gránulos secretores de los linfocitos T citotóxicos (CTL) y las células asesinas naturales (NK). En conjunto, estas células se conocen como linfocitos citotóxicos (CL). [5]

Descubrimiento

La perforina se descubrió inicialmente en 1983 y posteriormente se clonó a partir de una biblioteca de expresión en 1988 mediante la reactividad cruzada de anticuerpos anticomplemento C9. Una comparación de secuencias mostró una semejanza notable entre las dos proteínas en una región central específica, denominada dominio del "complejo de ataque de membrana/perforina" (MACPF). [6]

Estructura y función

La purificación de la perforina es un desafío debido a su tendencia a perder actividad y estabilidad en solución, y solo recientemente se ha producido con éxito una forma recombinante. [7]

La perforina es una proteína citolítica formadora de poros que se encuentra en los gránulos de los linfocitos T citotóxicos (CTL) y las células asesinas naturales (células NK) . Tras la desgranulación , las moléculas de perforina se translocan a la célula diana con la ayuda de la calreticulina , que funciona como una proteína chaperona para evitar que la perforina se degrade. Luego, la perforina se une a la membrana plasmática de la célula diana a través de los fosfolípidos de membrana, mientras que la fosfatidilcolina se une a los iones de calcio para aumentar la afinidad de la perforina por la membrana. [8] La perforina se oligomeriza de una manera dependiente de Ca2+ para formar poros en la célula diana. El poro formado permite la difusión pasiva de una familia de proteasas proapoptóticas, conocidas como granzimas , en la célula diana. [9] La parte lítica de inserción de membrana de la perforina es el dominio MACPF . [10] Esta región comparte homología con las citolisinas dependientes del colesterol de las bacterias Gram-positivas. [11]

El concepto inicial de un modelo de poro de la membrana plasmática fue cuestionado cuando la investigación reveló que la granzima B podría experimentar endocitosis independientemente de la perforina. Además, los experimentos demostraron que la apoptosis podría inducirse añadiendo perforina a células lavadas que ya habían endocitado granzima B, incluso en ausencia de perforina durante el proceso de endocitosis. A la luz de estos hallazgos, Froelich y sus colegas sugirieron que la acción de la perforina podría no ocurrir en la membrana plasmática como se pensaba anteriormente, sino más bien en la membrana endosómica. [12] Propusieron que la perforina probablemente facilita la liberación de granzimas de los endosomas formando poros en la membrana endosómica. [7]

La perforina tiene similitudes estructurales y funcionales con el componente 9 del complemento (C9). Al igual que C9, esta proteína crea túbulos transmembrana y es capaz de lisar de forma no específica una variedad de células diana. Esta proteína es una de las principales proteínas citolíticas de los gránulos citolíticos y se sabe que es una molécula efectora clave para la citólisis mediada por células T y células asesinas naturales. [13] Se cree que la perforina actúa creando agujeros en la membrana plasmática que desencadenan una afluencia de calcio e inician mecanismos de reparación de la membrana. Estos mecanismos de reparación llevan la perforina y las granzimas a los endosomas tempranos. [14]

Importancia clínica

AgudoPresentaciones de la perforinopatía — FHL

A principios del siglo XXI, se reconoció que la pérdida total de la actividad de la perforina conduce a un trastorno inmunorregulador autosómico recesivo grave y mortal en los bebés, conocido como linfohistiocitosis hemofagocítica familiar (FHL), que suele aparecer antes de los 12 meses de edad. Esta afección solo se puede tratar de manera eficaz con un trasplante de médula ósea de un donante no emparentado. [5]

La patogenia implica una secuencia de eventos posteriores que resultan de la incapacidad de las células NK y los CTL de presentar perforina funcional, lo que les impide matar las células diana. Los bebés afectados por esta afección suelen mostrar síntomas de linfohistiocitosis hemofagocítica familiar (FHL) “clásica” y cumplen la mayoría o todos los criterios descritos en HLH-2004. El diagnóstico se confirma por la citotoxicidad reducida de las células NK, ya que las células NK sanas normalmente muestran una citotoxicidad constitutiva independiente del patógeno, y mediante la identificación de mutaciones en genes como PRF1, UNC13D, STX11 y STXBP2. [5]

Subagudopresentaciones de perforinopatía

Las perforinopatías subagudas comprenden una amplia gama de síntomas, todos ellos derivados de una reducción parcial ("subtotal") de la actividad de los linfocitos citotóxicos (CL) debido a mutaciones bialélicas en uno de los cuatro genes mencionados anteriormente. A diferencia de la forma aguda, el diagnóstico de las perforinopatías subagudas puede ser un desafío debido a sus manifestaciones clínicas típicamente más leves y esporádicas, un curso intermitente de la enfermedad, variabilidad en la edad de aparición y su frecuente respuesta positiva a tratamientos inmunosupresores o inmunoablativos no específicos. [5]

Crónicopresentaciones de perforinopatía

Las perforinopatías crónicas se consideran una serie de enfermedades relacionadas con el sistema inmunitario que resultan de mutaciones monoalélicas en genes relacionados con la linfohistiocitosis hemofagocítica familiar (FHL). Estas enfermedades suelen manifestarse de forma diferente a la FHL clásica y pueden incluir enfermedades como cánceres de sangre y síndrome de activación de macrófagos, en particular en pacientes con artritis reumatoide juvenil. La aparición de los síntomas suele producirse después de los 5 años. Además, algunas investigaciones sugieren una correlación entre las variaciones en el gen PRF1 y el resultado del trasplante alogénico de médula ósea. Sin embargo, estas asociaciones siguen siendo controvertidas, y los estudios que refutan la conexión superan a los que la apoyan. [5]

Interacciones

Se ha demostrado que la perforina interactúa con la calreticulina . [15]

Véase también

Referencias

  1. ^ abc GRCh38: Lanzamiento de Ensembl 89: ENSG00000180644 – Ensembl , mayo de 2017
  2. ^ abc GRCm38: Lanzamiento de Ensembl 89: ENSMUSG00000037202 – Ensembl , mayo de 2017
  3. ^ "Referencia de PubMed humana:". Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .
  4. ^ "Referencia de PubMed sobre ratón". Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .
  5. ^ abcde Voskoboinik, Ilia; Trapani, Joseph A. (2013). "Perforinopatía: un espectro de enfermedades inmunitarias humanas causadas por una administración o función defectuosas de la perforina". Frontiers in Immunology . 4 : 441. doi : 10.3389/fimmu.2013.00441 . ISSN  1664-3224. PMC 3860100 . PMID  24376445. 
  6. ^ Brennan, AJ; Chia, J; Trapani, JA; Voskoboinik, I (abril de 2010). "Deficiencia de perforina y susceptibilidad al cáncer". Muerte celular y diferenciación . 17 (4): 607–615. doi :10.1038/cdd.2009.212. ISSN  1350-9047. PMID  20075937.
  7. ^ ab Pipkin, Matthew E; Lieberman, Judy (1 de junio de 2007). "Dando el beso de la muerte: progreso en la comprensión de cómo funciona la perforina". Current Opinion in Immunology . Activación de linfocitos/Funciones efectoras de los linfocitos. 19 (3): 301–308. doi :10.1016/j.coi.2007.04.011. ISSN  0952-7915. PMC 11484871 . PMID  17433871. 
  8. ^ Osińska, Iwona et al. “Perforina: un factor importante en la respuesta inmunitaria”. Revista centroeuropea de inmunología, vol. 39,1 (2014): 109-15. doi:10.5114/ceji.2014.42135
  9. ^ Trapani JA (1996). "La apoptosis de células diana inducida por células T citotóxicas y células asesinas naturales implica una sinergia entre la proteína formadora de poros, perforina, y la serina proteasa, granzima B". Revista Australiana y Neozelandesa de Medicina . 25 (6): 793–9. doi :10.1111/j.1445-5994.1995.tb02883.x. PMID  8770355.
  10. ^ Tschopp J ; Masson D; Stanley KK (1986). "Similitud estructural/funcional entre proteínas implicadas en la citólisis mediada por complemento y linfocitos T citotóxicos". Nature . 322 (6082): 831–4. Bibcode :1986Natur.322..831T. doi :10.1038/322831a0. PMID  2427956. S2CID  4330219.
  11. ^ Rosado CJ, Buckle AM, Law RH, Butcher RE, Kan WT, Bird CH, Ung K, Browne KA, Baran K, Bashtannyk-Puhalovich TA, Faux NG, Wong W, Porter CJ, Pike RN, Ellisdon AM, Pearce MC, Bottomley SP, Emsley J, Smith AI, Rossjohn J, Hartland EL, Voskoboinik I, Trapani JA, Bird PI, Dunstone MA, Whisstock JC (2007). "Un pliegue común media la defensa de los vertebrados y el ataque bacteriano". Science . 317 (5844): 1548–51. Bibcode :2007Sci...317.1548R. doi : 10.1126/science.1144706 . PMID  17717151. S2CID  20372720.
  12. ^ Froelich, Christopher J.; Orth, Kim; Turbov, Jane; Seth, Prem; Gottlieb, Roberta; Babior, Bernard; Shah, Girish M.; Bleackley, R. Christopher; Dixit, Vishva M.; Hanna, William (noviembre de 1996). "Nuevo paradigma para la citotoxicidad mediada por gránulos de linfocitos". Journal of Biological Chemistry . 271 (46): 29073–29079. doi : 10.1074/jbc.271.46.29073 . ISSN  0021-9258. PMID  8910561.
  13. ^ "Gen Entrez: PRF1 perforina 1 (proteína formadora de poros)".
  14. ^ Thiery J, Keefe D, Boulant S, Boucrot E, Walch M, Martinvalet D, Goping IS, Bleackley RC, Kirchhausen T, Lieberman J (2011). "Los poros de perforina en la membrana endosómica desencadenan la liberación de la granzima B endocitada en el citosol de las células diana". Nat. Inmunol . 12 (8): 770–7. doi :10.1038/ni.2050. PMC 3140544. PMID 21685908  . 
  15. ^ Andrin C, Pinkoski MJ, Burns K, et al. (julio de 1998). "Interacción entre una proteína de unión a Ca2+, calreticulina, y perforina, un componente de los gránulos de células T citotóxicas". Bioquímica . 37 (29): 10386–94. doi :10.1021/bi980595z. PMID  9671507.

Lectura adicional

Enlaces externos

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