Paper dels NLR en la regulació de la senyalització d'interferó de tipus I, la defensa de l'amfitrió i la tolerància a la inflamació Part 1

Resum:

La senyalització d'interferó tipus I contribueix al desenvolupament de respostes immunitàries innates i adaptatives a virus, fongs o bacteris. Tanmateix, l'amplitud i el moment de la resposta de l'interferó són de la màxima importància per prevenir un resultat decepcionant o danys als teixits. Tot i que diversos patògens van desenvolupar estratègies per alterar la qualitat de la senyalització de l'interferó, hi ha una evidència creixent que aquesta via pot ser regulada per diversos membres de la família de receptors Nod-like (NLR), tot i que el mecanisme precís per a la majoria d'aquests segueix sent difícil.

Els NLR consisteixen en una família d'unes 20 proteïnes en mamífers, que són capaços de detectar productes microbians així com senyals endògens relacionats amb lesions dels teixits. Aquí oferim una visió general de la nostra comprensió actual de la funció d'aquests NLR en les respostes d'interferó de tipus I amb un enfocament en les infeccions víriques. Comentem com la regulació de l'interferó tipus I mediada per NLR pot influir en el desenvolupament de l'autoimmunitat i la resposta immune a la infecció.

L'interferó tipus I és un regulador immunitari important, que té un paper important en el manteniment de la salut i la funció normal del sistema immunitari. En el procés de resposta immune, l'interferó tipus I pot estimular l'eliminació de factors exògens com ara tumors malignes i patògens infecciosos, i millorar la capacitat de defensa immune del cos. Al mateix temps, l'interferó tipus I també pot induir l'apoptosi de les cèl·lules tumorals i inhibir la proliferació de cèl·lules tumorals, de manera que té un valor d'aplicació clínica important en el tractament del tumor.

A més, l'interferó de tipus I també pot estimular les funcions de diverses cèl·lules immunitàries, com ara millorar l'activitat de destrucció de macròfags i cèl·lules NK, promoure la diferenciació, proliferació i activació de cèl·lules B i cèl·lules T i regular la interacció entre cèl·lules immunitàries. , coordinant així la resposta de tot el sistema immunitari. Per tant, l'interferó tipus I té un paper important en el manteniment de la salut del cos, la prevenció i el tractament de malalties relacionades amb el sistema immunitari.

En resum, l'interferó de tipus I està estretament relacionat amb la immunitat i juga un paper en la promoció de la defensa immune de l'organisme i el tractament de malalties relacionades amb el sistema immunitari regulant la funció de les cèl·lules immunitàries i la interacció entre les cèl·lules immunitàries. Des d'aquest punt de vista, hem de millorar la immunitat. Cistanche pot millorar la immunitat. El cistanche és ric en diverses substàncies antioxidants, com ara vitamina C, vitamina C, carotenoides, etc. Aquests ingredients poden eliminar els radicals lliures, reduir l'estrès oxidatiu i millorar la immunitat. resistència del sistema.

Cliqueu els avantatges de cistanche tubulosa

Paraules clau:

receptors semblants a NOD; interferons; immunitat innata; regulació immune; interferó tipus I; antiviral; senyalització.

1. Interferons tipus I

Els interferons (IFN) són un grup heterogeni de proteïnes que es poden classificar en tres famílies (Tipus I, II i III) en funció de funcions i característiques diferents [1]. La família d'IFN humà de tipus I es compon de 5 subgrups: IFN-, -, -κ, -ε i -ω [2–4], mentre que el grup d'IFN tipus II només conté IFN- [3]. Els IFN de tipus III estan formats per quatre proteïnes IFN-λ [5, 6].

Aquesta revisió se centrarà en la regulació dels IFN de tipus I per part dels membres de la família del receptor Nod-like (NLR) i dins d'aquesta classe en els membres més destacats i més ben estudiats d'IFN- i IFN-.

Tots els IFN de tipus I s'uneixen a un receptor heterodimèric comú format per les subunitats IFN-/R1 (IFNAR1) i IFN-/R2 (IFNAR2) [7–9], que s'expressen a la majoria de tipus cel·lulars. La unió dels IFN de tipus I al seu receptor provoca la dimerització de la subunitat del receptor [10], l'activació ràpida de la subunitat R2 associada a la Janus cinasa 1 (JAK1) [11,12] i, posteriorment, la inducció de la via JAK-STAT [13]. Aquesta tirosina cinasa autofosforila i, a més, fosforila residus específics dins dels llocs d'interacció del domini intracel·lular del receptor, revelant butxaques d'unió del transductor de senyal i activador de la transcripció (STAT) [14].

Després d'unir les proteïnes STAT mitjançant els seus dominis Src-homology 2 (SH2), els STAT es fosforilen per JAK1 activat, donant lloc a la seva dissociació del receptor. L'IFN- indueix la formació d'heterodímers STAT1/STAT2 [15], que es poden associar encara més amb el factor regulador de l'interferó 9 (IRF9) i, posteriorment, formar el factor 3 del gen estimulat per IFN (ISGF3) [16]. L'ISGF3 es transloca al nucli per unir elements de resposta estimulats per interferó (ISRE), induint gens de resposta antivirals [15,17,18]. A més, STAT1 pot formar homodímers o heterodímers amb STAT3. STAT1, STAT3, STAT4, STAT5 i STAT6 formen homodímers.

La dimerització precedeix la translocació al nucli i l'activació de gens regulats per un lloc d'activació de l'interferó gamma (GAS) [19–21], provocant una resposta proinflamatòria (figura 1).

La unió de l'IFN-o al seu receptor també condueix a la fosforilació ràpida de la tirosina cinasa Tyk2 (22-25) associada a la subunitat R1 del receptor, que media la senyalització a vies que no són IFN, això dóna lloc a l'inici de la via de la MAP cinasa i l'activació. de p38 i la posterior inhibició del creixement (26), així com la remodelació de la cromatina després de la translocació de l'element Crebinding (CREB) (27). A més, Tyk2 activa la fosfoinosítid-3-quinasa (PI3K), donant lloc a l'activació de la via mamífer diana de la rapamicina (mTOR) i l'inici de la traducció de l'ARNm, així com l'activació de la cadena lleugera del factor nuclear proinflamatori kappa. -potenciador' de la via de cèl·lules B activades (NF-kB) (28).

1.1. La resposta immune a la infecció i la tolerància dels teixits està influenciada per la resposta a l'interferó de tipus I

Els virus interaccionen amb una àmplia gamma de proteïnes en cèl·lules de mamífers, i la seva evolució ha estat impulsada per restriccions antivirals i l'adaptació de les seves cèl·lules hoste. Per tant, no és d'estranyar que la seva coevolució hagi donat lloc a mecanismes de regulació molt sofisticats del moment i l'amplitud de les respostes immunitàries als reptes virals. L'IFN tipus I té un paper central en el control de les infeccions víriques i també està implicat en la defensa d'altres patògens. El 1957, els IFN van ser descoberts per Alick Isaacs i Lean Lindenmannas, un factor soluble en el sobrenedant de la membrana corioalantoica, desafiat amb el virus de la grip inactivat per calor, que interfereix amb la infecció viral a les cèl·lules, d'aquí el nom-interferó"29. Els FN actuen tant de manera autòcrina com paracrina i són les cèl·lules espectadores principals per a la propera infecció viral per part d'aquests últims. La seva capacitat de restringir la replicació viral està impulsada principalment per una multitud de gens estimulats per interferó (ISG). A més, els IFN de tipus I tenen un paper important. paper en l'activació de les cèl·lules que estan implicades en el desenvolupament de la resposta immune adaptativa Aquí els IFN de tipus I participen en el control de l'expansió i la diferenciació cel·lular i en la determinació de les respostes de citocines i quimiocines de cèl·lules del llinatge limfoide (30).

Els IFN de tipus I s'associen amb la ràpida inducció d'un estat antiviral cel·lular i la majoria de les cèl·lules poden produir-los en resposta a una estimulació adequada del receptor de reconeixement de patrons (PRR). Preben les cèl·lules infectades, així com les cèl·lules circumdants, cap a un estat de defensa o tolerància [31]. La seva importància com a factors protectors durant les infeccions víriques es va demostrar mostrant l'alta susceptibilitat dels ratolins amb deficiència del receptor IFNAR1 (ratolins Ifnar1-/-) al virus de l'estomatitis vesicular (VSV), virus del bosc de Semliki, virus de la vacuna (VACV) i coriomeningitis limfocítica. virus (LCMV) [32]. A més, es va demostrar que els ratolins amb deficiència de STAT1 eren molt susceptibles als virus de la grip [33], consolidant encara més la importància dels IFN tipus I en les respostes antivirals. En humans, diverses formes de deficiències hereditàries d'STAT1 s'associen amb una alta susceptibilitat als bacteris i virus intracel·lulars [34], mentre que algunes mutacions de guany de funció STAT1 són responsables del desenvolupament de la candidiasi mucocutània crònica [35].

En les infeccions bacterianes, les funcions dels IFN tipus I són més complexes, ja que poden influir en la defensa de l'hoste de manera positiva o negativa [30]. El tractament amb IFN de tipus I dels macròfags provoca una millor restricció de la replicació bacteriana durant la infecció amb pneumofília intracel·lular de Legionella o Bacillus anthracis [36–39]. A més, sembla que l'IFN tipus I protegeix les cèl·lules de la invasió de Salmonella enterica subsp. enterica ser. Typhimurium (S. Typhimurium) i Shigella flexneri, ja que els ratolins tractats amb IFN recombinant tipus I van mostrar un nombre reduït de bacteris invasius a les cèl·lules epitelials i una millora de la supervivència [40,41]. Els IFN tipus I contribueixen a l'activació dels macròfags, pel que fa a la producció d'òxid nítric (NO) i TNF [42]. Tanmateix, IFN- i - també s'han identificat com a reguladors negatius de moltes de les citocines i quimiocines, orquestrant les respostes immunitàries a les infeccions bacterianes, en particular per a Listeria monocytogenes [43,44] i S. Typhimurium [44,45] (revisat a [46]).

A més dels bacteris, el reconeixement dels fongs, sobretot pel receptor de lectina de tipus C Dectin-1, però també dels àcids nucleics dels fongs pel receptor Toll-like 7 (TLR7) i TLR9 indueix respostes robustes d'interferó de tipus I [47,48] ]. Tanmateix, com passa amb les infeccions bacterianes, els interferons de tipus I també poden donar suport a la supervivència dels patògens [49].

Els IFN de tipus I tenen la mateixa importància en l'orquestració de respostes immunes adaptatives a la infecció mitjançant la regulació transcripcional d'una àmplia gamma de gens diana. En particular, els IFN de tipus I indueixen i donen suport a la producció d'IFN de tipus II, principalment IFN- a les cèl·lules NK directament [50,51], i donen suport a la producció d'IL-12 a les cèl·lules dendrítiques (DC) [52]. Poden millorar encara més les respostes de les cèl·lules mieloides, les cèl·lules B i les cèl·lules T davant la infecció viral, donant lloc a una millor eliminació de virus i a l'establiment d'un repertori de memòria de cèl·lules T i B adaptativa robusta. En la presentació d'antigen, IFN- indueix la transcripció de MHC classe I i classe II induint l'expressió de dos membres de la família NLR, l'activació de la caspasa i el domini de reclutament (CARD) que conté 5 (NLRC5) i l'activador transcripcional MHC classe II (CIITA), respectivament. [53,54]. Mentrestant, es va trobar que l'expressió de molts altres NLR està regulada tant per IFN de tipus I com de tipus II. A la secció següent, es descriu en detall com els NLR estan regulats pels IFN de tipus I i com modulen el resultat de les respostes d'IFN de tipus I. Discutirem com la desregulació dels NLR pot provocar la susceptibilitat a la infecció o a la malaltia autoinflamatòria com a conseqüència de la disseminació de patògens o una reducció de la tolerància dels teixits al dany per l'estrès.

1.2. Inducció de la resposta d'interferó de tipus I mitjançant la detecció d'àcids nucleics

El reconeixement dels patrons moleculars associats a patògens (PAMP) per part dels PRR evolutius conservats és el pas inicial per muntar una resposta immune innata ràpida. Després de detectar molècules no pròpies potencialment nocives, els PRR activen un conjunt definit de cascades de senyalització, que culminen amb la inducció d'un estat de tolerància o defensa a la cèl·lula hoste. Això permet la producció i l'alliberament de citocines, que indiquen a les cèl·lules veïnes per reclutar cèl·lules immunitàries per iniciar una resposta immune adaptativa específica.

Els PRR es localitzen en diferents compartiments subcel·lulars. Els receptors Toll-like (TLR), les lectines de tipus C i els receptors scavenger cobreixen la superfície cel·lular, així com, en el cas dels TLR, les membranes del compartiment endosòmic. Els receptors de tipus NOD (NLR), els receptors de tipus RIG-I (RLR) i la GMP-AMP sintasa cíclica (cGAS) controlen el citoplasma per detectar danys cel·lulars o la presència de patògens invasius. L'activació d'aquests receptors dóna lloc a la inducció o repressió de la secreció d'IFN de tipus I, que es tractarà en els capítols següents i es resumeix a la figura 1.

La detecció d'ADN citosòlic està mediada principalment pel cGAS expressat de manera ubiqua i l'absència de proteïna del melanoma 2 (AIM2). Això no només inclou l'ADN estrany derivat de patògens, sinó també la cromatina citosòlica resultant de l'estrès genotòxic. Tot i que l'activació del cGAS indueix IFN de tipus I, la detecció d'ADN citosòlic per part d'AIM2 provoca la mort de cèl·lules piroptòtiques com a conseqüència de l'activació de la caspasa-1 i el posterior processament i alliberament d'IL-1 i IL{{ madures. 5}} [55].

La unió a l'ADN citosòlic fa que el cGAS estigui en estat actiu, donant lloc a la síntesi del segon missatger cíclic GMP-AMP (cGAMP) amb una columna vertebral d'enllaç mixt (c[G(20,50)pA(30,50)p]) , que al seu torn és detectada per la proteïna denominada estimulador dels gens d'interferó (STING) [56–59], situada a la membrana del reticle endoplasmàtic [60]. L'activació de STING condueix a la seva translocació a la xarxa de Golgi i activa la quinasa d'unió a l'activador NF-κB associada al membre de la família TRAF (TBK1). Després de l'autofosforilació, TBK1 activa posteriorment IRF3 mitjançant la unió directa [61].

Això permet la seva dimerització, la translocació al nucli i l'inici de la transcripció dels IFN de tipus I. L'activació de l'IRF3 dóna lloc a una onada inicial de transcripció amb IFN- i IFN- 4 com a objectius centrals de transcripció. La transcripció d'IRF7 també s'indueix per permetre un bucle de retroalimentació positiva que condueixi a una segona onada de secreció d'IFN de tipus I [62]. STING és el mediador essencial d'aquesta resposta, ja que la seva deficiència elimina l'activació IRF3 induïda per cGAS i la inducció d'IFN [63]. La deficiència de cGAS en macròfags derivats de la medul·la òssia del ratolí (BMDM) és perjudicial per a la inducció de respostes antivirals d'IFN de tipus I cap a virus d'ADN com el virus de l'herpes simple (HSV) 1, VACV i el gammaherpesvirus murí 68, però no influeix en la resposta cap a virus. el virus ARN virus Sendai (SeV) [64,65]. A més de l'activació d'IRF3, STING també funciona com a activador de NF-κB. Per a una revisió extensa de les funcions de l'activació de cGAS-STING, es fa referència al lector [66].

Els estudis en cèl·lules de ratolins cGAS-/- han demostrat que el cGAS és el principal sensor d'ADN en cèl·lules presentadores d'antigen, com les cèl·lules dendrítiques plasmocitoides (pDC) i les cèl·lules dendrítiques convencionals (cDC). L'esgotament del cGAS en aquestes cèl·lules va fer que no responguessin a la transfecció d'ADN i a la infecció amb virus d'ADN [67]. La resposta de l'IFN tipus I cap a aquests àcids nucleics també és essencial com a senyal d'amor per a la funció del conjunt d'inflamsoma AIM2 induït per l'ADN [55].

A més dels àcids nucleics de diversos virus d'ADN com el citomegalovirus [68,69], HSV 1 [67], VACV [67] i retrovirus [70], el cGAS també és el sensor de l'ADN microbià de bacteris i protozous invasius com L. monocytogenes. [71–73], Chlamydia trachomatis [74], Mycobacterium tuberculosis [75–77], Toxoplasma gondii [78] i Leishmania major [79].

La família més important de sensors d'ARN citosòlics és la família de receptors semblants a RIG-I (RLR), que consisteix en la proteïna del gen I induïble per l'àcid retinoic (RIG-I), la proteïna 5 associada a la diferenciació del melanoma (MDA5) i el laboratori. de genètica i fisiologia 2 (LGP2). Aquestes proteïnes poden detectar els 5-difosfats i trifosfats primers de l'ARN de doble cadena (ds) d'extrem rom curt per RIG-I, o dsRNA llarg per MDA5 [80]. Les tres proteïnes contenen dominis de caixa DExD/H amb funció ATPasa, que són crucials per a la unió de l'ARN. RIG-I i MDA5 contenen a més dues TARGETA. Aquests dominis N-terminals són els responsables de la senyalització més avall en unir-se al domini CARD de la proteïna de senyalització antiviral mitocondrial (MAVS). El domini C-terminal de RIG-I serveix com a domini inhibidor, mantenint la proteïna en estat inactiu fins que s'uneix a l'ARN i s'indueixen canvis conformacionals [81].

Després de la unió de diferents espècies d'ARN citosòlic, tant MDA5 com RIG-I estan subjectes a la ubiquitinació lligada a K63-, tant per unió covalent com no covalent [82]. O RIG-I, la proteïna 25 que conté motius tripartits (TRIM25) [82] o Riplet [83,84] poden funcionar com a lligases d'ubiquitina E3. Aquest procés permet que RIG-I sigui homotetramèric [85] i es localitzi a MAVS a la membrana mitocondrial externa iniciant la seva oligomerització [86]. Aquesta multimerització de MAVS dóna lloc a la seva activació i permet el reclutament de proteïnes adaptadores addicionals TRAF2, TRAF6 i TRADD [87,88]. Posteriorment, es recluten TRAF3 [89] i TANK [90] per facilitar l'activació de TBK1 i IKKε, que després fosforilen els factors de transcripció IRF3 i IRF7. L'activació d'aquests dos factors permet la seva homodimerització i translocació al nucli on inicien la transcripció dels IFN tipus I i III [91–94]. LGP2 no conté un domini CARD i, per tant, es va proposar que no funcionés en la senyalització, sinó com a regulador de la funció RIG-I o MDA5 [95].

1.3. Inducció de respostes d'interferó de tipus I per TLR lligats a membrana

Si bé la majoria dels membres de la família de TLR TLR poden activar la cascada de senyalització NF-κB per MyD88, els IFN de tipus I són induïts pels TLR mitjançant l'activació de TRIF [96]. Entre aquests TLR, el TLR4 ha demostrat ser l'inductor més important dels IFN de tipus I. El reconeixement de LPS, o diverses proteïnes virals, condueix a l'activació de TRIF. TRIF es pot associar directament amb TBK1, induint l'activació i la translocació d'IRF3 al nucli tal com es descriu anteriorment [97,98]. A més, TLR3, que també senyala mitjançant TRIF, i TLR7 i TLR9 són inductors de respostes d'IFN [98]. TLR7 i TLR9, s'expressen principalment en pDC on indueixen l'expressió d'IFN de tipus I de manera dependent de MyD88-. Els pDC expressen constitutivament IRF7, i s'ha demostrat que MyD88 pot formar un complex amb IRF7 per desencadenar la seva activació i activitat transcripcional [99,100]. Per obtenir una revisió més completa de la senyalització immune induïda per TLR, vegeu [101,102].

1.4. Inducció de respostes d'interferó per part dels NLR

A més dels TLR units a la membrana i els RLR citosòlics, la família de proteïnes del receptor semblant a NOD (NLR) és un altre grup de PRR citosòlics. En mamífers, s'han descrit un total de 22 NLR humans [103]. Els NLR es caracteritzen per un motiu tripartit comú, que consisteix en un domini central d'unió i oligomerització de nucleòtids (NACHT), repeticions riques en leucina (LRR) C-terminal i un domini efector N-terminal variable. Segons el seu domini efector, els NLR es classifiquen en diferents subgrups: domini CARD de transcripció i activació (CARD-AD) que conté NLRA, domini inhibidor de l'apoptosi de baculovirus (BIR) que porta NLRB, domini d'activació i reclutament de caspases (CARD) que conté NLRC i pirina. domini (PYD) que conté NLRP [104]. NLRX1 conté un domini N-terminal no convencional, que no comparteix homologia amb els dominis N-terminals dels altres membres de la família de proteïnes. A més, és únic ja que conté una seqüència de localització mitocondrial (MLS) [105].

NOD1 i NOD2 van ser els membres fundadors i que van donar nom d'aquesta família de proteïnes [106–108]. NOD1 i NOD2 funcionen com a sensors intracel·lulars de components de peptidoglicà (PGN) de la paret cel·lular bacteriana per iniciar una resposta immune adequada [106,107,109–111]. Tanmateix, no totes les proteïnes d'aquesta subfamília funcionen com a PRR de bona fe. Això s'indica pel fet que no s'ha descobert cap unió directa de lligands, ni tan sols activador directe, per a la majoria dels membres de la família de proteïnes NLR. A més, alguns dels NLR amb activadors coneguts, com NLRC4 [112], no s'uneixen directament als seus activadors, sinó que necessiten proteïnes accessories. A més de la funció dels NLR com a PRR amb inducció directa de vies de senyalització proinflamatòries (NOD1, NOD2, proteïna inhibidora de l'apoptosi de la família NLR NAIP), alguns NLR formen un complex multiproteic especialitzat, l'inflamsoma.

La formació d'inflamasomes té en comú, amb aquesta proteïna speck associada a l'apoptosi (ASC), que és reclutada per PYD de la NLR activada. En conseqüència, es construeix una plataforma de senyalització multiproteïna altament organitzada, a la qual es recluta pro-caspasa-1, donant lloc a la maduració de pro-IL-1 i pro-IL-18 [113]. També s'han descrit funcions no PRR per a altres dues proteïnes NLR, és a dir, el transactivador de classe II de MHC (CIITA) i NLRC5, que són reguladors de la transcripció, que s'han descrit per entrar al nucli, on poden interactuar amb un complex de transcripció multiproteïna. anomenat enhanceosoma MHC, per induir la transcripció dels gens MHC classe II i MHC classe I, respectivament [114–117]. La translocació nuclear i la regulació transcripcional directa s'han descrit més per a NLRP3 [118] i NOD2 [119]. Diversos altres NLR s'han descrit recentment com a moduladors de les respostes immunitàries innates. Per obtenir més informació sobre les funcions de les proteïnes NLR, el lector es remet als articles de revisió recents [120–122]. Tanmateix, fins a la data, encara hi ha diverses proteïnes NLR les funcions de les quals no s'han estudiat.

A les seccions següents, oferim una visió general de la nostra comprensió actual de les funcions dels NLR a les respostes IFN. Per obtenir un resum, vegeu la taula 1 i la figura 2.

2. Feedback regulador negatiu sobre les respostes d'interferó de tipus I per part dels NLR

2.1. NLRX1

NLRX1 s'ha associat amb diverses vies de senyalització. Atenua l'activació de NF-κB després de l'activació de TLR [138,139,176] i pot millorar la producció de ROS, millorant així la via JNK [177–180]. A més, NLRX1 també promou l'autofàgia mitjançant l'associació amb el factor d'allargament de la traducció Tu (TUFM) [140] i millora els nivells de proteïna IRF1 en infecció viral atenuant la inhibició de la traducció de l'ARNm per la proteïna quinasa R (PKR) [181]. NLRX1 també ha estat implicat en la inducció de l'apoptosi [182] i la regulació de l'inflamsoma NLRP3 [183,184].

A més d'aquestes funcions, NLRX1 és un dels NLR millor descrits que regula les respostes d'IFN de tipus I. NLRX1 no sembla ser un sensor d'infecció viral o bacteriana, sinó un regulador negatiu dels IFN tipus I [105,138]. La seva funció inusual es subratlla pel fet que conté un MLS al seu N-terminal [105,178,185]. Tot i que, la localització exacta als mitocondris encara és un tema de debat, ja que s'ha informat tant de la localització a la matriu mitocondrial com a la membrana mitocondrial externa [105].

Mitjançant la interacció amb MAVS, NLRX1 regula negativament la inducció d'IFN depenent de RIG-I-MAVS mitjançant la interrupció de la interacció de MAVS i RIG-I [105,138]. Per tant, la sobreexpressió de NLRX1 dóna lloc a una senyalització antiviral deteriorada depenent de RIG-I i, per tant, millora la replicació viral [141,142]. NLRX1 podria orientar MAVS per a la degradació proteasòmica mitjançant el reclutament de la proteïna d'unió poli (rC) 2 (PCBP2) que és reclutada pel domini NACHT de NLRX1 [142]. El silenci de NLRX1 en pDC, on NLRX1 s'expressa constitutivament, i en DC derivats de monòcits (moDC), en què els nivells basals de NLRX1 s'incrementen durant la diferenciació, també condueix a nivells més elevats d'IFN tipus I induïts per RLR [143], donant suport. una regulació negativa de la senyalització induïda per RIG-I.

La derrota de NLRX1 condueix a nivells de transcripció millorats d'IFNb1, STAT2 i del gen 20 -50 -oligoadenilat sintetasa 1 (OAS1) després d'una infecció viral, cosa que suggereix un paper regulador negatiu de NLRX1 a l'eix IFN-/STAT2/OAS1 [138] . En conseqüència, la infecció per virus provoca una expressió més alta d'IFNa2, IFNb1, OAS1 i STAT2 en ratolins Nlrx1-/- en comparació amb ratolins de tipus salvatge. Tanmateix, aquesta resposta antiviral augmentada va reduir la tolerància dels teixits al dany pulmonar [138]. El factor 1 associat a Fas (FAF1), d'altra banda, es va identificar com un inhibidor de la reducció mediada per NLRX1-de l'expressió d'IFN tipus I. FAF1 competeix amb MAVS per unir-se a NLRX1 i, per tant, regula positivament la secreció d'IFN tipus I induïda pel virus. Es proposa que després de la unió a FAF1, NLRX1 es dissoci de MAVS, que després és capaç d'interaccionar amb RIG-I i millorar la inducció d'IFN de tipus I [144]. Un altre mecanisme mitjançant el qual NLRX1 pot inhibir la inducció d'IFN de tipus I és unir-se a STING. Aquesta interacció es millora amb la infecció viral i dissocia TBK1 del complex proteic [145]. A més, NLRX1 està implicat en la regulació de l'autofàgia. Es va suggerir que la interacció del TUFM mitocondrial amb NLRX1 millorés l'autofàgia i, per tant, inhibiés la senyalització d'IFN de tipus I [140].

Cal assenyalar que l'efecte inhibidor de NLRX1 sobre la inducció d'IFN tipus I dependent de MAVS és una mica controvertit, ja que diversos grups no van poder validar els efectes descrits anteriorment [146–148]. Com que es va demostrar que NLRX1 afecta de manera diferent les respostes mediades per IRF3- i IRF1-, això podria explicar, almenys en part, aquestes troballes contradictòries [181].

2.2. NLRC3

NLRC3 pot regular negativament diverses vies de senyalització com NF-κB [186,187], mTOR [188] i el muntatge i l'activitat de l'inflamsoma NLRP3 [189]. A més, es va demostrar que atenuava les respostes de cèl·lules CD4 més T autoimmunes i específiques del virus mitjançant la inhibició de la producció de TNF i IFN [187,190] i reduint la proliferació de cèl·lules Th1 i Th17 [187].

NLRC3 també restringeix la producció d'IFN de tipus I en resposta a l'ADN citosòlic, la infecció di-GMP cíclica (c-di-GMP) i HSV1 impedint directament la interacció entre STING i TBK1 [149]. Mecànicament, NLRC3 bloqueja el tràfic de STING des de l'ER fins a una ubicació perinuclear/golgi i punts associats a l'endoplasma després de la detecció d'ADN [149]. Aquesta regulació negativa de STING per NLRC3 impedeix la fosforilació de l'IRF3 depenent de TBK1- mitjançant la seva unió a la proteïna IQGAP1 semblant a l'activació de la GTPasa de Ras [191]. La deficiència de NLRC3 en BMDM i MEF murins dóna lloc a una major producció d'IFN de tipus I, IL-6 i TNF induïda per ADN i HSV1-. En conseqüència, els ratolins Nlrc3-/- infectats amb HSV1 mostren una morbiditat i càrrega viral reduïdes [149]. NLRC3 també podria tenir un paper en la resposta d'IFN induïda per RIG-I [192], tanmateix, l'efecte predominant és en la via induïda per cGAS [149].

La regulació negativa de la senyalització de TLR per NLRC3 està mediada per la formació d'un complex amb TRAF6, i es va proposar que existeixen complexos cel·lulars de TRAF amb NLR reguladors, anomenats "TRAFasomes", que actuen com a plataformes reguladores [186]. Queda per determinar si aquest escenari també podria contribuir a la regulació de les vies de l'interferó per NLRC3.

A més de la seva funció com a regulador negatiu, NLRC3 pot unir-se a l'ADN viral de doble cadena pel seu LRR amb alta afinitat, la qual cosa condueix a un augment de la seva activitat ATPasa del NBD en 10- vegades. La unió d'ATP disminueix la interacció del NBD amb STING, donant lloc a l'activació de la via IFN tipus I [193].

2.3. NLRC5

NLRC5 forma part d'un conjunt diferent de NLR que funcionen com a reguladors transcripcionals dels gens MHC classe I i classe II [114,151,194]. Tant NLRC5 com CIITA s'uneixen als seus respectius objectius transcripcionals a les regions promotores del MHC mitjançant el mateix complex d'unió d'ADN multiproteïna [115,117,195,196]. NLRC5 s'expressa de manera constitutiva en una àmplia gamma d'òrgans limfoides i teixits de barrera, com el pulmó i el tracte gastrointestinal, que són una porta d'entrada per a diversos patògens [114,151,194]. L'expressió de NLRC5 i l'expressió del gen MHC de classe I posterior es pot millorar mitjançant l'estimulació amb IFN- [114,151,194,197].

A la primera caracterització de NLRC5, es va informar que influeix en la transcripció dels elements reporters ISRE i GAS, mentre que la sobreexpressió de NLRC5 va donar lloc a nivells elevats d'ARNm d'IFN a les cèl·lules HeLaS3. Aquests resultats es van confirmar mitjançant la derrota mediada per siRNA [114] i vam demostrar que a les cèl·lules THP-1 i als fibroblasts dèrmics primaris la derrota de siRNA de NLRC5 redueix la inducció d'IFN i CXCL10 després de la infecció per SeV [151]. Es va demostrar que NLRC5 inhibeix la replicació del virus de la grip A (IAV) a la línia cel·lular epitelial pulmonar A549 i augmenta la transcripció de RIG-I i IFN tipus I [152].

La interacció entre NLRC5 i RIG-I va ser confirmada de manera independent per Cui et al. Tanmateix, aquests autors van informar d'un efecte negatiu de la sobreexpressió de NLRC5 sobre l'activació del reporter de la luciferasa IFN tipus I per poli (I: C) [153]. Mentrestant, es va demostrar que la derrota de NLRC5 en diverses línies cel·lulars diferents conduïa a un augment de les respostes d'IFN cap al tractament poli (I: C) o la infecció per VSV [153]. Tanmateix, la regulació de l'activació d'IFN per part de NLRC5 continua sent un tema de debat [151]. Cal destacar que els ratolins Nlrc5-/- en els quals es va dirigir l'exó 4 no van mostrar nivells sèrics d'IFN basals ni induïts per poli(I: C) alterats en comparació amb els animals de tipus salvatge [154]. Això es contrasta amb els estudis que utilitzen un altre model de ratolí knockout NLRC5, en què es va dirigir l'exó 8. L'estimulació ex vivo amb VSV o poli (I: C), així com un desafiament sistèmic amb VSV, va donar lloc a nivells més alts d'IFN i una fosforilació més forta d'IRF3 [155].

Tot i que el paper de NLRC5 com a regulador clau de la regulació del gen MHC de classe I està ben establert, el paper de NLRC5 en les respostes d'IFN de tipus I sembla que depèn molt del tipus cel·lular i del context orgànic [156]. Això queda ben il·lustrat per l'observació, que la derrota de NLRC5 augmenta la resposta d'IFN antiviral induïda per RIG-I en pDC, mentre que no afecta la mateixa via en moDC. Curiosament, aquests dos tipus de cèl·lules difereixen en el seu nivell d'expressió basal de NLRC5 [143], cosa que suggereix una contribució diferencial de NLRC5 al control d'IFN en aquests tipus de cèl·lules. A més del seu paper en la presentació d'antigen, és plausible que NLRC5 tingui altres papers en la immunitat antiviral vinculada a la detecció innata de virus, a més del seu paper en la presentació d'antigen, tal com suggereixen alguns dels estudis comentats anteriorment.

2.4. NLRP2

En humans, NLRP2 s'expressa predominantment al cervell, pàncrees, ronyons i teixits reproductius com els testicles i la placenta [157,198,199]. A les cèl·lules immunitàries, NLRP2 està regulat en els macròfags en resposta a l'analògic dAdT de l'ADN B, així com a les cèl·lules T després de l'activació de RIG-I [198]. Hi ha diferències entre les poblacions de cèl·lules humanes i de ratolí. A diferència de les cèl·lules humanes, NLRP2 no està regulat a les cèl·lules CD3 més T del ratolí després de la detecció d'ARN i ADN, mentre que a les cèl·lules CD14 més mieloides del ratolí, la detecció d'ARN condueix a una expressió més gran de NLRP2 [198]. Es va demostrar que els nivells de proteïna NLRP2 estaven regulats amb el tractament amb IFN-, IFN- i LPS en cèl·lules THP-1 humanes diferenciades semblants a macròfags, mentre que el tractament CpG no va afectar els nivells de proteïna NLRP2 [157]. Entre les citocines que regulen l'expressió de NLRP2, el cotractament amb IFN i TNF permet l'activació de l'inflamsoma no canònic mitjançant LPS intracel·lular als pericits cerebrals [158].

Pel que fa a la regulació d'IFN de tipus I, NLRP2 pot unir TBK1 provocant una interacció pertorbada amb IRF3, donant lloc a una reducció de la producció d'IFN [159], tot i que aquesta és una observació singular en l'actualitat.

2.5. NLRP4

NLRP4 només s'ha estudiat recentment. Tot i que conté un PYD, NLRP4 no interacciona amb la proteïna adaptadora de l'inflamsoma ASC [200] i no afecta la secreció d'IL1 [201]. Es va descriure per regular la formació de l'autofagosoma i els processos autofàgics [201,202] i per regular negativament la resposta NF-κB [163,203]. A més, s'ha descrit que NLRP4 té un paper en el desenvolupament embrionari [204]. S'expressa en oòcits humans i embrions primerencs [205], i set còpies gèniques de Nlrp4 s'expressen en oòcits murins [206–208]. La derrota de Nlrp4e en oòcits murins provoca una aturada del desenvolupament entre l'etapa 2- i la 8-cel·lular [204].

NLRP4 reprimeix les respostes d'IFN de tipus I dirigint-se a TBK1 per a la seva degradació. Això està mediat pel reclutament de la ubiquitina lligasa 4 (DTX4) eliminada E3. NLRP4 interacciona amb el domini cinasa de TBK1 fosforilat que facilita la poliubiquitinació lligada a K48- de TBK1 al residu de lisina 670 per DTX4 [164]. Aquesta degradació podria estar mediada per un complex de signalosomes que inclou NLRP4, peptidasa 38 específica d'ubiquitina (USP38), DTX4, proteïna d'interacció TRAF (TRIP) i potencialment algunes fosfatases que encara queden per identificar. Després de la infecció viral, TBK1 s'activa, donant lloc a la seva ubiqüitinació lligada a K{63- i K33-. La formació d'aquest complex condueix a l'edició de la ubiqüitinació lligada a K33-al residu de lisina 670 a TBK1 i a la seva substitució per poliubiquitinació lligada a K48-[165].

Tanmateix, potser aquesta no sigui l'única via, ja que es va trobar que la quinasa 2 regulada per la fosforilació de tirosina d'especificitat dual (DYRK2) contribueix a la degradació mediada per NLRP4-de TBK1 [166]. DYRK2 fosforila TBK1 al residu de serina 527, que és essencial per al reclutament de NLRP4 i millora la interacció de les dues proteïnes. Això promou la poliubiquitinació lligada a K48-de TBK1. Els autors suggereixen que DYRK2 millora la degradació de TBK1 mitjançant el nexe NLRP4-DTX4 [166]. A les cèl·lules musculars cardíaques de rata, es van informar nivells reduïts de TBK1 i IRF3 després de la sobreexpressió de NLRP4 de manera dependent de la dosi [163].

Encara sabem molt poc sobre la funció fisiològica de NLRP4. L'associació de la derrota de les isoformes NLRP4 amb un defecte del desenvolupament en els oòcits podria resultar de la falta de tolerància cap a l'ADN patern, tal com s'ha demostrat per a NLRP14 (vegeu més avall). Les dades acumulades dels estudis resumits anteriorment suggereixen que un mecanisme clau de NLRP4 és el control de la vida mitjana de TBK1 mitjançant la degradació proteasòmica.

For more information:1950477648nn@gamil.com