Quimiocinas

Quimiocinas são pequenas proteínas de sinal que desencadeiam a quimiotaxia (migração) das células. Normalmente, essas células são células do sistema imunológico. Assim, as quimiocinas são responsáveis ​​pelo funcionamento eficaz do sistema imunológico.

O que são quimiocinas?

As quimiocinas são pequenas proteínas que pertencem à família das citocinas. Eles fazem com que as células migrem. Principalmente, essas são células imunológicas que devem chegar rapidamente ao local apropriado de uma lesão ou infecção.

As quimiocinas são produzidas pelas células, que deveriam atrair. Na superfície dessas células estão os receptores que permitem que as quimiocinas se encaixem. As moléculas de sinalização são divididas em quimiocinas inflamatórias e homeostáticas. Na maioria dos casos, as quimiocinas são inflamatórias. Eles atraem células imunológicas para o seu destino, que imediatamente desencadeiam processos inflamatórios ali para se defenderem contra infecções. As quimiocinas inflamatórias são sempre produzidas no local da lesão ou infecção pelas células imunológicas ali presentes, a fim de atrair mais células de defesa.

As quimiocinas homeostáticas são produzidas constantemente, mesmo quando não há infecção. Eles são usados ​​para monitorar o tecido saudável. As quimiocinas têm um efeito quimiotáxico nas células imunológicas, como monócitos, macrófagos, queratinócitos, fibroblastos, plaquetas, células endoteliais, células T, células estomacais, neutrófilos e células dendríticas. Eles também são produzidos por essas células como substâncias sinalizadoras, a fim de atrair células semelhantes, se necessário.

Anatomia e estrutura

As quimiocinas são pequenas cadeias de proteínas com 75 a 125 aminoácidos cada. Na extremidade terminal da cadeia existem um ou dois resíduos de cisteína. A cisteína é um aminoácido contendo enxofre que pode formar pontes dissulfeto na molécula. Os resíduos de cisteína agora formam pontes de sulfeto na cadeia da proteína.

Embora a sequência de aminoácidos seja variável dentro das proteínas da família das quimiocinas, a estrutura terciária permanece a mesma para todas as quimiocinas. O corpo principal é formado por uma folha antiparalela de três filamentos com uma estrutura beta. A cadeia termina no terminal carboxi com uma hélice alfa. Existem agora os resíduos de cisteína. Existem quatro estruturas nas quais esses resíduos terminais de cisteína podem ser arranjados. Cada estrutura simboliza uma família de quimiocinas. Assim, dois resíduos de cisteína podem seguir um ao outro. A família de quimiocinas correspondente é chamada de família CC. Se outro aminoácido é trocado entre os resíduos de cisteína, é a família CXC. A família CX3C contém dois resíduos de cisteína separados por três aminoácidos.

Finalmente, existe uma família com um resíduo de cisteína conhecido como família C. Todos os resíduos de cisteína formam uma ponte de sulfeto dentro da cadeia. As famílias individuais de quimiocinas têm funções diferentes. A estrutura exata das quimiocinas ainda não é totalmente compreendida. As quimiocinas não precisam necessariamente de fluido de tecido ou sangue para desempenhar sua função. Eles também podem transmitir seus sinais por meio de estruturas sólidas por meio de gradientes de concentração. Com a carga positiva de seus muitos aminoácidos básicos, eles se ligam a uma molécula de açúcar carregada negativamente (glicosaminoglucano) na superfície das células. Ainda não está claro por que eles perdem sua função quando não podem mais se ligar ao glicosaminoglucano.

Função e tarefas

A principal função das quimiocinas é atrair certas células do sistema imunológico para os locais do corpo que estão atualmente sujeitos a um nível mais alto de defesa contra intrusos infecciosos. Isso torna a resposta imunológica mais eficaz. Na maioria dos casos, eles também garantem o desenvolvimento de reações inflamatórias consideráveis ​​para prevenir a infecção. Eles são gerados no local da lesão ou infecção pelas células imunológicas já presentes.

As células agora atraídas se movem em direção à concentração mais alta de quimiocinas. Os receptores de quimiocinas correspondentes estão localizados em sua superfície. As quimiocinas se ligam a esses receptores e, assim, desencadeiam uma migração das células em direção à concentração mais alta de quimiocinas. No entanto, cada família de quimiocinas se liga a seus próprios receptores.A família CC garante a migração de monócitos, linfócitos, bem como basófilos e eosinófilos. A família CXC é responsável pela angiogênese (crescimento dos vasos sanguíneos). A família CX3C desempenha um papel nos processos inflamatórios do sistema nervoso. Finalmente, as quimiocinas C ativam as células T CD8 e as células NK (células natural killer).

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Doenças

Se a interação de quimiocinas e receptores de quimiocinas for interrompida, o sistema imunológico não funcionará corretamente. Freqüentemente, devido a uma mutação no receptor correspondente, ele não é mais um ajuste perfeito para o acoplamento de quimiocinas. Isso significa que as células imunológicas não podem mais ser atraídas em situações críticas.

Essa disfunção então se manifesta como uma deficiência imunológica. A chamada síndrome WHIM, uma deficiência imunológica especial, pode ser atribuída a um defeito no receptor de quimiocina. Esta doença se manifesta em infecções recorrentes virais e bacterianas. Os pacientes apresentam uma suscetibilidade particular ao papilomavírus humano, cuja infecção se expressa como verrugas. A medula óssea está cheia de células precursoras T, mas estas não migram para os locais de infecção. Também são possíveis deficiências imunológicas seletivas contra certos patógenos. Por exemplo, se um receptor para uma quimiocina da família CC sofre mutação, há uma suscetibilidade especial ao vírus do Nilo Ocidental. Em caso de mutação, o mesmo receptor também garante imunidade hereditária ao vírus HI.

Certas mutações na área dos receptores de quimiocinas também podem ser parcialmente responsáveis ​​por doenças autoimunes ou alergias. A superprodução de certas quimiocinas também pode causar doenças. Verificou-se que o desenvolvimento de psoríase (psoríase) está relacionado a uma superprodução da quimiocina CXC IL-8. A artrite reumatóide também ocorre junto com uma superprodução de IL-8. As alterações ateroscleróticas são frequentemente o resultado de processos inflamatórios excessivos, que às vezes são causados ​​pelo aumento da atividade das quimiocinas.