Τι είναι οι χημειοκίνες;

Το χημειοκίνες Είναι μια ομάδα μικρών μορίων (περίπου 8-14 kDa) που ρυθμίζουν την κυτταρική κυκλοφορία διαφόρων τύπων λευκοκυττάρων διαμέσου αλληλεπιδράσεων με μία υποομάδα των επτά υποδοχέων, G-πρωτεΐνη συζευγμένη διαμεμβρανική.

Είναι δευτερεύουσες προφλεγμονωδών μεσολαβητών που επάγονται από πρωτογενείς προφλεγμονώδεις μεσολαβητές όπως ιντερλευκίνη-1 (IL-1) ή παράγοντα νέκρωσης όγκου (TNF) (Graves DT, 1995).

Οι χημειοκίνες σχηματίζουν μια υποοικογένεια μορίων σηματοδότησης κυττάρων ή κυτοκινών. Αυτές οι μικρές πρωτεΐνες εκκρίνονται από τα κύτταρα για να επάγουν χημειοταξία σε κοντινά κύτταρα.

Η χημειοταξία αναφέρεται όταν τα κύτταρα κατευθύνουν την κίνησή τους σύμφωνα με την παρουσία χημικών στο περιβάλλον τους.

Για παράδειγμα, η παρουσία ενός μικροβίου ή ενός ξένου σώματος προκαλεί την απελευθέρωση χημικών ουσιών που στη συνέχεια κατευθύνουν τα κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος να μεταναστεύσουν στη θέση της λοίμωξης.

Τα ουδετερόφιλα προκαλούνται να εγκαταλείψουν τα αιμοφόρα αγγεία και να μεταναστεύσουν στη θέση μόλυνσης όπου υπάρχει το εισβάλλον σώμα.

Στη συνέχεια προσλαμβάνονται μονοκύτταρα και ανώριμα δενδριτικά κύτταρα. Οι χημειοκίνες είναι, συνεπώς, χημειοτακτικές κυτοκίνες.

Σημασία των χημειοκινών

Η φυσιολογική σημασία αυτής της οικογένειας μεσολαβητών προέρχεται από την ειδικότητά της. Σε αντίθεση με τα κλασικά χημειοελκωτικά λευκοκυττάρων, τα οποία έχουν χαμηλή εξειδίκευση, μέλη της οικογένειας χημειοκινών προκαλούν την πρόσληψη σαφώς καθορισμένων υποομάδων λευκοκυττάρων.

Επομένως, η έκφραση χημειοκινών μπορεί να εξηγήσει την παρουσία διαφορετικών τύπων λευκοκυττάρων που παρατηρούνται σε αρκετές φυσιολογικές ή παθολογικές καταστάσεις.

Ο ρόλος των χημειοκινών ορισμένων θεωρούνται προ-φλεγμονώδεις, με πρωτεΐνες που προσλαμβάνονται σε μια θέση μόλυνσης κατά τη διάρκεια μίας ανοσολογικής απόκρισης, ενώ πιστεύεται ότι άλλες χημειοκίνες έχουν ένα ομοιοστατική ρόλο, ελέγχοντας κυτταρική μετανάστευση ως μέρος της κανονικής ανάπτυξης και της συντήρησης του υφάσματος (Mandal, 2014).

Οι χημειοκίνες και οι υποδοχείς τους είναι ιδιαίτερα σημαντικές στον έλεγχο της ιογενούς μόλυνσης και της αντιγραφής.

Επίσης, ξεχωρίζουν στην παρεμπόδιση του ιικού πολλαπλασιασμού, αυξάνοντας την κυτταροτοξική δραστηριότητα των μολυσμένων κυττάρων ή προσλαμβάνοντας ενεργοποιημένα λευκοκύτταρα σε εστίες μόλυνσης για να βοηθήσουν στην αποβολή του ιού.

Οι χημειοκίνες καταστέλλουν HIV-1 και υποδοχείς χημειοκινών εξυπηρετούν, μαζί με CD4, όπως απαιτείται corifeptores για την είσοδο του HIV-1, η οποία είναι ένα σημαντικό ιατρικό ανακάλυψη.

Πολλοί ιοί κωδικοποιούν ένα ιικό χημειοκίνες ομόλογο ή πρωτεΐνες δέσμευσης χημειοκίνης, που ονομάζεται viroquina και νίτονβοβρίοτ αντίστοιχα (2016 Prospec-Tany Technogene Ltd, 2016).

Δομή των χημειοκινών

Το μέγεθος των χημειοκινών είναι σχετικά μικρό (8-14kDa). Παράγονται σε πολύ μεγάλες ποσότητες για να καθορίσουν βαθμίδες συγκέντρωσης για να μεταναστεύσουν τα κύτταρα που ανταποκρίνονται.

Οι χημειοκίνες περιέχουν αρκετές (συνήθως τέσσερις) κυστεΐνες σε διατηρημένες θέσεις.

Αυτές οι κυστεΐνες παρέχουν μια τριτοταγή δομή για τη χημειοκίνη μέσω δισουλφιδικών δεσμών. Η απόσταση μεταξύ των δύο πρώτων κυστεϊνών καθορίζει τον τύπο της χημειοκίνης.

Χωρίζονται σε τέσσερις κατηγορίες, C, CC, CXC και CX3C, με βάση την τοποθεσία των υπολειμμάτων κλειδιών κυστεΐνης που εμπλέκεται σε σύνδεση δισουλφιδίου και είτε αντιπαρατίθενται (CC) ή διαχωρισμένα από ένα ή τριών αμινοξέων (CXC και CX3C, αντίστοιχα).

Σχεδόν όλες οι χημειοκίνες εκκρίνονται κυττάρων μετά τη σύνθεση, με δύο εξαιρέσεις, CX3CL1 (φρακταλκίνη) και CXCL16 (SR-PSOX), η οποία μπορεί να παραμένουν προσκολλημένα στην επιφάνεια του κυττάρου μέσω μιας διαμεμβρανικής βλεννίνης τύπο κοτσάνι.

Οι χημειοκίνες μπορούν να ταξινομηθούν ευρέως ως φλεγμονώδεις ή ομοιοστατική, ανάλογα με το αν έχουν ένα ρόλο στην φυσιολογική κυτταρική κυκλοφορία ή συντίθενται κατόπιν αιτήματος σε απόκριση ενός φλεγμονώδους ερεθίσματος (Schwiebert, 2005).

Οι χημειοκίνες έχουν μια συστηματική ονοματολογία που βασίζεται στην κλάση και μια αριθμητική ονομασία, για παράδειγμα CCL3, CXCL10.

Αυτό απλοποιεί σε μεγάλο βαθμό το προηγούμενο σύστημα με το οποίο οι χημειοκίνες ονομάζονται κατά κύριο λόγο από τη λειτουργία και επομένως θα μπορούσαν να έχουν πολλά διαφορετικά ονόματα.

Για παράδειγμα, CCL2 αρχικά ορίστηκε ως μονοκυττάρου χημειοελκτικό 1 (MCP-1), μικρές επαγώγιμη κυτοκίνης Α2 (SCYA2) και μονοκυτταρικός χημειοτακτικός και ενεργοποιητικός (MCAF) (Gemma E. White, 2013).

Υποδοχείς χημειοκίνης

Η δράση μιας χημειοκίνης προκαλείται όταν αλληλεπιδρά με έναν υποδοχέα χημειοκίνης ο οποίος είναι μέλος της οικογένειας υποδοχέων συζευγμένων με πρωτεΐνη Ο.

Αυτοί είναι διαμεμβρανικοί υποδοχείς που είναι συζευγμένοι με την ενδοκυτταρική Ο πρωτεΐνη, η οποία διεγείρει τις οδούς μεταγωγής σήματος εντός του κυττάρου όταν ενεργοποιείται.

Οι υποδοχείς διαθέτουν επτά διαμεμβρανικές περιοχές όπως υποδεικνύεται στο σχήμα 2. Οι αμινοτερματικοί άξονες (ΝΗ₂) και οι εξωκυτταρικοί βρόχοι συμβάλλουν στην εξειδίκευση του συνδέτη.

G που συνδέονται στο άκρο καρβοξυλίου (COOH) του υποδοχέα επιτρέπουν τη σηματοδότηση προς τα κάτω.

Οι περισσότεροι υποδοχείς χημειοκινών είναι ικανά σύνδεσης προς πολλαπλούς συνδετήρες χημειοκίνης της υψηλής συγγένειας, αλλά οι συνδέτες ενός δεδομένου υποδοχέα είναι σχεδόν πάντα περιορίζονται στην ίδια υποκατηγορία δομική.

Οι περισσότερες χημειοκίνες δεσμεύονται σε περισσότερους από έναν υποτύπους υποδοχέα. Υποδοχείς για φλεγμονώδεις χημειοκίνες είναι συνήθως πολύ promiscuous σε σχέση με πρόσδεμα ειδικότητα και μπορεί να στερούνται ένα επιλεκτικό ενδογενούς συνδετήρα (υποδοχείς χημειοκινών, S.F.).

Φλεγμονή και ομοιόσταση

Στην περίπτωση λοίμωξης, τραυματισμού ή βλάβης ιστών, οι φλεγμονώδεις χημειοκίνες συνήθως απελευθερώνονται για την επίλυση του προβλήματος.

Πολλές φλεγμονώδεις χημειοκίνες προσελκύουν μια ευρεία ποικιλία κυττάρων, τόσο στους έμφυτους όσο και στους προσαρμοστικούς βραχίονες της ανοσίας.

Όταν ανιχνευθεί η φλεγμονώδης χημειοκίνη, τα κύτταρα θα εξαχθούν από το αιμοφόρο αγγείο και θα ακολουθήσουν την κλίση στην πηγή.

Μόλις στο σημείο της βλάβης, τα ανοσιακά κύτταρα μπορούν να αντιδράσουν απελευθερώνοντας επιπλέον κυτοκίνες και χημειοκίνες, φέρνοντας περισσότερα κύτταρα στην πτυχή. Οι χημειοκίνες συμμετέχουν επίσης στην ενορχήστρωση της επούλωσης πληγών.

Οι ομοιοστατικές χημειοκίνες εκφράζονται συστατικά σε ορισμένα όργανα ή ιστούς. Ειδικοί υποδοχείς χημειοκινών απαιτούνται συχνά για να αποκτήσουν είσοδο (ή έξοδο) από ορισμένα όργανα και ιστούς όπως ο θύμος αδένας και ο μυελός των οστών..

Αυτές οι χημειοκίνες έχουν επίσης μια πιο ποικίλη ποικιλία λειτουργιών σε σύγκριση με τις φλεγμονώδεις χημειοκίνες. Αυτές οι λειτουργίες περιλαμβάνουν την οργανογένεση, τη μετανάστευση βλαστικών κυττάρων και την ανάπτυξη κυττάρων.

Λόγω της λειτουργίας τους που κατευθύνουν τα κύτταρα σε συγκεκριμένα όργανα, οι ομοιοστατικές χημειοκίνες μπορεί επίσης να εμπλέκονται σε καρκίνο και μετάσταση (BioLegend, Inc., S.F.).

Αναφορές

1. 2016 Prospec-Tany Technogene Ltd. (2016). Χημειοκίνες. Ανάκτηση από το prospecbio.com.
2. Albert Zlotnik, Ο. Υ. (2000). Χημειοκίνες: Ένα νέο σύστημα ταξινόμησης και ο ρόλος τους στην ανοσία. Inmiunity Τόμος 12, Τεύχος 2 , 121-127. sciencedirect.com.com.
3. BioLegend, Inc. (S.F.). Χημειοκίνες και υποδοχείς χημειοκινών. Ανάκτηση από biolegend: biolegend.com.
4. Υποδοχείς χημειοκίνης. (S.F.). Ανακτήθηκε από guidetopharmacology: guidetopharmacology.org.
5. Gemma Ε. White, Α. (2013). CC υποδοχείς χημειοκίνης και χρόνιες φλεγμονές-θεραπευτικές ευκαιρίες και φαρμακολογικές προκλήσεις. Pharmacological Reviews, 65 (1), 47-89. pharmrev.aspetjournals.org.
6. Graves ϋΤ, J. Υ. (1995). Χημειοκίνες, μια οικογένεια χημειοτακτικών κυτοκινών. Crit Rev Oral ΒίοΙ Med., 6 (2)., 109-118. ncbi.nlm.nih.gov.
7. Mandal, Α. (2014, Οκτώβριος 8). Τι είναι οι χημειοκίνες? Ανακτήθηκε από το news-medical.net.
8. Schwiebert, L. Μ. (2005). Χημειοκίνες, υποδοχείς χημειοκινών και νοσήματα. Birminghan Alabama: Πανεπιστημιακός Τύπος Elsevier.