Abrir o menú principal

O receptor de tipo Toll 9 é unha proteína que nos humanos está codificada polo xene TLR9 do cromosoma 3.[1] O TLR9 foi tamén denominado CD289 (cluster de diferenciación 289). É un dos membros da familia do receptor de tipo Toll (TLR). O TLR9 é un importante receptor expresdo en células do sistema inmunitario, como células dendríticas, macrófagos, células asasinas naturais e outras células presentadoras de antíxenos.[1] O TLR9 únese preferencialmente ao ADN presente en bacterias e virus, e desencadea fervenzas de sinalización que orixinan unha resposta de citocinas proinflamatoria.[2][3] O cancro, as infeccións e os danos nos tecidos poden modular a expresión e activación do TLR9.[3][4][5][6][7] O TLR9 é tamén un factor importante en enfermidades autoinmunes e estase a facer unha activa investigación sobre agonistas e antagonistas sintéticos do TLR9 que axudan a regular a inflamación autoinmune.[6][8]

Receptor de tipo Toll 9
Estruturas dispoñibles
PDBBuscar ortólogos: PDBe, RCSB
Identificadores
SímbolosTLR9 (HGNC: 15633) CD289, receptor de tipo Toll 9
Identificadores
externos
LocusCr. 3 3p21.2
Ortólogos
Especies
Humano Rato
Entrez
54106 81897
Ensembl
Véxase HS Véxase MM
UniProt
Q9NR96 Q9EQU3
RefSeq
(ARNm)
NM_138688 NM_031178
RefSeq
(proteína) NCBI
NP_059138 NP_112455
Localización (UCSC)
Cr. 3:
52.22 – 52.23 Mb
Cr. 9:
106.22 – 106.23 Mb
PubMed (Busca)
54106


81897

FunciónEditar

A familia TLR xoga un papel fundamental no recoñecemento de patóxenos e a activación da inmunidade innata. Os TLRs presentan un alto grao de conservación en estrutura e función entre os TLRs de mamíferos e as proteínas Toll transmembrana de Drosophila. Os TLRs son proteínas transmembrana, expresadas na superficie celular e o compartimento endocítico, que recoñecen os padróns moleculares asociados a patóxenos (PAMPs) que se expresan en axentes infecciosos e inician a sinalización para inducir a produción das citocinas necesarias para a inmunidade innata e a subseguinte inmunidade adaptativa. Os diversos TLRs mostran diferentes padróns de expresión.[4]

Este xene exprésase preferencialmente en tecidos ricos en células inmunitarias, como os do bazo, ganglios linfáticos, medula ósea e leucocitos do sangue periférico. Os estudos feitos en ratos e humanos indican que este receptor media a resposta celular a dinucleótidos CpG non metilados do ADN bacteriano para organizar unha resposta inmunitaria innata.[4]

O TLR9 xeralmente é activado por secuencias CpG non metiladas en moléculas de ADN. Unha vez activado, o TLR9 trasládase desde o retículo endoplasmático ao aparato de Golgi e lisosomas, onde interacciona con MyD88, a proteína primaria nesta vía de sinalización.[2] O TLR9 clívase neste estadio para evitar a expresión completa da proteína na superficie celular, que podería orixinar autoinmunidade.[2] Os sitios CpG son relativamente raros (~1%) en xenomas de vertebrados en comparación cos xenomas bacterianos ou o ADN viral. O TLR9 exprésase en numerosas células do sistema inmunitario como os linfocitos B, monocitos, células NK, queratinocitos, melanocitos e céllas dendríticas plasmacitoides. O TLR9 exprésase intracelularmente, nos compartimentos endosómicos e funciona para alertar o sistema inmunitario de infeccións víricas e bacterianas ao unirse a ADN rico en motivos CpG. Os sinais do TLR9 orixinan a activación de células que inician reaccións proinflamatorias que teñen como resultado a produción de citocinas como o interferón de tipo I, IL-6, TNF, IFNα e IL-12.[2] Hai tamén evidencias recentes de que o TLR9 pode recoñecer nucleótidos distintos dos CpG non metilados presentes en xenomas víricos ou bacterianos.[2] O TLR9 recoñece híbridos ADN:ARN, pero non ADN monocatenario.

Papel en cancros non virais[2]Editar

A progresión da expresión de TLR9 durante o cancro varía moito co tipo de cancro.[2] O TLR9 pode incluso ser un interesante novo marcador para moitos tipos de cancro. O cancro de mama e o carcinoma de células renais diminúen ambos a expresión de TLR9. Neses casos os niveis máis altos correspóndense con resultados mellores para o paciente. Inversamente os estudos mostraron altos niveis de expresión de TLR9 no cancro de mama e de ovario e asóciase un mal prognóstico cunha maior expresión de TLR9 en cancro de próstata. O cancro pulmonar de células non pequenas e o glioma tamén regulan á alza a expresión de TLR9. Mentres que estes resultados son altamente variables, está máis claro que a expresión de TLR9 incrementa a capacidade para a invasión e proliferación.[2] Non está claro se o cancro induce a modificación da expresión de TLR9 ou a expresión de TLR9 acelera o comezo dun cancro, pero moitos dos mecanismos que regulan o desenvolvemento do cancro xogan un papel na expresión de TLR9. Os danos no ADN e a vía p53 inflúen na expresión de TLR9, e o ambiente hipóxico de células tumorais induce claramente a expresión de TLR9, e incrementa máis a capacidade de proliferación das células cancerosas. O estrés celular relaciónase tamén coa expresión de TLR9. É posible que o cancro e o TLR9 teñan unha relación mutua de alimentación positiva, na que a presenza dun deles leva á regulación á alza do outro. Moitos virus aproveitan esta relación ao induciren certos padróns de expresión de TLR9 para primeiro infectar a célula (regulan á baixa) e despois desencadear o comezo do cancro (regulan á alza).

Expresión en infeccións virais oncoxénicas[2]Editar

Virus do papiloma humano (HPV)Editar

O virus do papilloma pode orixinar se non é tratado lesións epiteliais e cancro de cérvix.[2] A infección por HPV inhibe a expresión de TLR9 en queratinocitos, eliminando a produción do IL-8. Porén, a inhibición de TLR9 por virus oncoxénicos é temporal, e os pacientes con infeccións de HPV de longa duración realmente mostran maiores niveis de expresión de TLR9 en células de cérvix uterino. De feito, o incremento da expresión é tan drástica que o TLR9 podería ser utilizado como biomarcador para o cancro cervical. As relacións entre as lesións epiteliais inducidas por HPV, a progresión do cancro e a expresión do TLR9 están aínda investigándose.

Virus da hepatite B (HBV)Editar

O virus da hepatite B regula á baixa a expresión de TLR9 en células dendríticas plamacitoides e células B, destruíndo a produción de IFNα e IL-6.[2] Porén, igual que co HPV, a medida que progresa, a expresión de TLR9 está regulada á alza. O HBV induce unha transformación oncoxénica, que orixina un ambiente celular hipóxico. Este ambiente causa a liberación de ADN mitocondrial, que ten rexións CpG que poden unirse ao TLR9. Isto induce a sobreexpresión do TLR9 en células tumorais, ao contrario de nos estadios iniciais inhibitorios da infección.

Virus de Epstein-Barr (EBV)Editar

O virus de Epstein-Barr, igual que outros virus oncoxénicos, reduce a expresión de TLR9 en células B, diminuíndo a produción de TNF e IL-6.[2] O EBV altera a expresión de TLR9 nos niveis de transcrición, tradución e proteína.

PoliomavirusEditar

Os virus da familia dos poliomavirus destrúen a expresión de TLR9 en queratinocitos, inhibindo a liberación de IL-6 e IL-8.[2] A expresión é regulada no promotor, onde proteínas antixénicas inhiben a transcrición. De xeito similar á infección por HPV e HBV, a expresión de TLR9 increméntase a medida que progresa a enfermidadde, probablemente debido á natureza hipóxica do ambiente do tumor sólido.

Importancia clínica da resposta inflamatoriaEditar

O TLR9 foi identificado como unha molécula importante no lupus eritematoso sistémico e no eritema nodoso leproso.[5][6] A perda do TLR9 exacerba a progresión do lupus eritematoso sistémico e causa un incremento na activación das células dendríticas.[6] O TLR9 tamén controla a liberación de IgA e IFN-α no lupus eritematoso sistémico, e a perda deste receptor orixina maiores niveis de ambas as moléculas. No lupus eritematoso sistémico o TLR9 e o TLR7 teñen efectos opostos, xa que o TLR9 regula a resposta inflamatoria, mentres que o TLR7 promove a resposta inflamatoria. O TLR9 ten o efecto oposto no eritema nodoso leproso,[5] e expéresase a altos niveis en monocitos de pacientes desta doenza, na que está ligado positivamente coa secreción de citocinas proinflamatorias como TNF, IL-6 e IL-1β. Os agonistas e antagonistas do TLR9 poden ser útiles no tratamento de diversas condicións inflamatorias e a investigación nese eido é moi activa. As enfermidades tiroides autoinmunes tamén se correlacionan cun incremento na expresión de TLR9 en células mononucleares do sangue periférico (PBMCs).[8] Os pacientes de enfermidades tiroides autoinmunes tamén teñen altos niveis da proteína nuclear HMGB1 e da proteína RAGE, que xuntas actúan como ligando para o TLR9. A HMB1 libérase de células danadas ou lisadas. O complexo HMGB1-ADN únese despois á RAGE e activa o TLR9. O TLR9 pode funcionar a través da MyD88, unha molécula adaptadora que incrementa a expresión de NF-kB. Porén, as enfermidades tiroides autoinmunes tamén incrementan a sensibilidade das vías independentes de MyD88.[8] Estas vías finalmente levan á produción de citocinas proinflamatorias en PMBCs en pacientes de enfermidades tiroides autoinmunes. As enfermidades autoinmunes poden tamén desencadearse pola acción de células activadas que sofren apoptose e son fagocitadas por células presentadores de antixenos.[3] A activación de células causa unha desmetilación, a cal expón rexións CpG do ADN hóspede, posibilitando que se active unha resposta inflamatoria a través do TLR9.[3] Aínda que é posible que o TLR9 tamén recoñeza o ADN non metilado, o TLR9 indubidablemente ten un papel na autoinmunidade inducida por fagocitose.

Papel na saúde cardíacaEditar

As respostas inflamatorias mediadas polas vías do TLR9 poden ser activadas por secuencias CpG non metiladas que existen no ADN mitocondrial humano.[9][10] Xeralmente, as mitocondrias danadas son dixeridas por autofaxia nos cardiomiocitos, e o ADN mitocondrial é dixerido polo enzima DNase II. Porén, as mitocondrias que escapan á dixestión por medio da vía do lisosoma/autofaxia poden activar a inflamación inducida por TLR9 por medio da vía NF-kB. A expresión do TLR9 en corazóns con sobrecarga de presión leva un incremento da inflamación debido ás mitocondrias danadas e a activación do sitio de unión do CpG no TLR9.

Hai probas de que o TLR9 pode desempeñar un papel na saúde cardíaca en individuos que xa sufriron un infarto de miocardio.[7] En ensaios feitos en ratos, os ratos deficientes en TLR9 tiñan unha menor proliferación de miofibroblastos, o que significa que a recuperación do músculo cardíaco está conectada co expresión de TLR9. Ademais, as secuencias CpG de clase B inducen a proliferación e diferenciación de fibroblastos pola vía NF-kB, a mesma vía que inicia reaccións proinflamatorias nas respostas inmunes. O TLR9 mostra unha actividade específica de fibroblastos despois dun ataque ao corazón, inducindo neles a diferenciación en miofibroblastos e a rápida reparación do tecido do ventrículo esquerdo. A diferenza do que ocorre antes do infarto de miocardio, os cardiomiocitos nos corazóns en recuperaión non inducen unha resposta inflamatoria por medio da vía TLR9/NF-kB, senón que a vía causa unha proliferación e diferenciación de fibroblastos.

Como diana de inmunoterapiaEditar

Estanse probando novos tratamentos inmunomodulatorios nos que se administran oligonucleótidos de ADN artificiais que conteñen motivos CpG. Os ADN CpG teñen aplicacións no tratamento de alerxias como a asma,[11] inmunoestimulación contra o cancro,[12] inmunoestimulación contra patóxenos e como adxuvante en vacinas.[13]

Agonistas do TLR9Editar

  • Lefitolimod (MGN1703) é un medicamento que empezou os seus ensaios clínicos para tratar (en combinación con ipilimumab) pacientes de tumores malignos sólidos avanzados.[14]
  • Están en marcha estudos que investigan o SD-101 (Dynavax) en combinación con Keytruda (pembrolizumab), unha terapia anti-PD-1 desenvolvida por Merck.[15]
  • Está realizándose un ensaio en fase 1/2 co tilsotolimod (IMO-2125, Idera, NASDAQ:IDRA) en combinación con Yervoy (ipilimumab), unha terapia anti-CTLA-4 desenvolvida por Bristol-Myers Squibb en pacientes de melanoma refractario ao anti-PD-1.[16] En EUA a FDA tamén lle deu a designación de fast track (probas aceleradas) ao tilsotolimod en combinación con ipilimumab para o tratamento do melanoma metastático refractario ao PD-1.[17] Un ensaio global en fase 3 na mesma poboción está actualmente en preparación (Illuminate 301, NCT03445533).

Interaccións con proteínasEditar

NotasEditar

  1. 1,0 1,1 Du X, Poltorak A, Wei Y, Beutler B (September 2000). "Three novel mammalian toll-like receptors: gene structure, expression, and evolution". European Cytokine Network 11 (3): 362–71. PMID 11022119. 
  2. 2,00 2,01 2,02 2,03 2,04 2,05 2,06 2,07 2,08 2,09 2,10 2,11 2,12 Martínez-Campos C, Burguete-García AI, Madrid-Marina V (March 2017). "Role of TLR9 in Oncogenic Virus-Produced Cancer". Viral Immunology 30 (2): 98–105. PMID 28151089. doi:10.1089/vim.2016.0103. 
  3. 3,0 3,1 3,2 3,3 Notley CA, Jordan CK, McGovern JL, Brown MA, Ehrenstein MR (February 2017). "DNA methylation governs the dynamic regulation of inflammation by apoptotic cells during efferocytosis". Scientific Reports 7: 42204. PMC 5294421. PMID 28169339. doi:10.1038/srep42204. 
  4. 4,0 4,1 4,2 "Entrez Gene: TLR9 toll-like receptor 9". 
  5. 5,0 5,1 5,2 Dias AA, Silva CO, Santos JP, Batista-Silva LR, Acosta CC, Fontes AN, Pinheiro RO, Lara FA, Machado AM, Nery JA, Sarno EN, Pereira GM, Pessolani MC (September 2016). "DNA Sensing via TLR-9 Constitutes a Major Innate Immunity Pathway Activated during Erythema Nodosum Leprosum". Journal of Immunology 197 (5): 1905–13. PMID 27474073. doi:10.4049/jimmunol.1600042. 
  6. 6,0 6,1 6,2 6,3 Christensen SR, Shupe J, Nickerson K, Kashgarian M, Flavell RA, Shlomchik MJ (September 2006). "Toll-like receptor 7 and TLR9 dictate autoantibody specificity and have opposing inflammatory and regulatory roles in a murine model of lupus". Immunity 25 (3): 417–28. PMID 16973389. doi:10.1016/j.immuni.2006.07.013. 
  7. 7,0 7,1 Omiya S, Omori Y, Taneike M, Protti A, Yamaguchi O, Akira S, Shah AM, Nishida K, Otsu K (December 2016). "Toll-like receptor 9 prevents cardiac rupture after myocardial infarction in mice independently of inflammation". American Journal of Physiology. Heart and Circulatory Physiology 311 (6): H1485–H1497. PMC 5206340. PMID 27769998. doi:10.1152/ajpheart.00481.2016. 
  8. 8,0 8,1 8,2 Peng S, Li C, Wang X, Liu X, Han C, Jin T, Liu S, Zhang X, Zhang H, He X, Xie X, Yu X, Wang C, Shan L, Fan C, Shan Z, Teng W (December 2016). "Increased Toll-Like Receptors Activity and TLR Ligands in Patients with Autoimmune Thyroid Diseases". Frontiers in Immunology 7: 578. PMC 5145898. PMID 28018345. doi:10.3389/fimmu.2016.00578. 
  9. Oka T, Hikoso S, Yamaguchi O, Taneike M, Takeda T, Tamai T, Oyabu J, Murakawa T, Nakayama H, Nishida K, Akira S, Yamamoto A, Komuro I, Otsu K (May 2012). "Mitochondrial DNA that escapes from autophagy causes inflammation and heart failure". Nature 485 (7397): 251–5. PMC 3378041. PMID 22535248. doi:10.1038/nature10992. 
  10. Nakayama H, Otsu K (November 2013). "Translation of hemodynamic stress to sterile inflammation in the heart". Trends in Endocrinology and Metabolism 24 (11): 546–53. PMID 23850260. doi:10.1016/j.tem.2013.06.004. 
  11. Kline JN (July 2007). "Eat dirt: CpG DNA and immunomodulation of asthma". Proceedings of the American Thoracic Society 4 (3): 283–8. PMC 2647631. PMID 17607014. doi:10.1513/pats.200701-019AW. 
  12. Thompson JA, Kuzel T, Bukowski R, Masciari F, Schmalbach T (July 2004). "Phase Ib trial of a targeted TLR9 CpG immunomodulator (CPG 7909) in advanced renal cell carcinoma (RCC)". Journal of Clinical Oncology, 2004 ASCO Annual Meeting Proceedings (Post-Meeting Edition) 22 (14S). Arquivado dende o orixinal o 08 de marzo de 2012. Consultado o 29 de marzo de 2019. 
  13. Klinman DM (2006). "Adjuvant activity of CpG oligodeoxynucleotides". International Reviews of Immunology 25 (3-4): 135–54. PMID 16818369. doi:10.1080/08830180600743057. 
  14. MOLOGEN AG: First patient recruited in combination study with lefitolimod and Yervoy. July 2016
  15. "Dynavax Presents Updated Data for SD-101 in Combination with KEYTRUDA(R) (pembrolizumab) Highlighting an ORR in 7 out of 7 Patients Naive to an Anti-PD-1 or Anti-PD-L1 Therapy (NASDAQ:DVAX)". investors.dynavax.com (en inglés). Arquivado dende o orixinal o 26 de febreiro de 2018. Consultado o 2017-06-06. 
  16. Intratumoral IMO-2125 in combination with ipilimumab demonstrating an ORR of 44% in melanoma patients refractory to anti-PD1 therapy vs 10-13% response rate with ipilimumab monotherapy
  17. U.S. FDA Grants Fast Track Designation for Idera Pharmaceuticals’ tilsotolimod in Combination with Ipilimumab for Treatment of PD-1 Refractory Metastatic Melanoma
  18. Chuang TH, Ulevitch RJ (May 2004). "Triad3A, an E3 ubiquitin-protein ligase regulating Toll-like receptors". Nature Immunology 5 (5): 495–502. PMID 15107846. doi:10.1038/ni1066. 
  19. Veleeparambil M, Poddar D, Abdulkhalek S, Kessler PM, Yamashita M, Chattopadhyay S, Sen GC (April 2018). "Constitutively Bound EGFR-Mediated Tyrosine Phosphorylation of TLR9 Is Required for Its Ability To Signal". Journal of Immunology 200 (8): 2809–2818. PMC 5893352. PMID 29531172. doi:10.4049/jimmunol.1700691. 

Véxase taménEditar

Ligazóns externasEditar

Este artigo incorpora texto da United States National Library of Medicine en dominio público.