LPS-dependent NFAT activation in dendritic cells is regulated by IP4-mediated calcium entry through plasma membrane IP3R3
Year: 2018
Type: dissertation
Abstract: Le cellule mieloidi del sistema immunitario innato sono in grado di riconoscere microbi o prodotti microbici attraverso recettori per i profili molecolari (PRRs, pattern recognition receptors). Tra questi, i recettori Toll-like (TLRs, Toll-like receptors) sono quelli più estensivamente caratterizzati. Il TLR4, insieme alle proteine CD14 e MD-2, forma il complesso multi-recettoriale che riconosce il Lipopolisaccaride (LPS), principale componente della membrana esterna dei batteri Gram-negativi. Il CD14 concentra il segnale dell’LPS e media la rilocalizzazione di TLR4 e MD-2 all’interno dell’endosoma. In seguito ad un’esposizione acuta ad LPS, il CD14, indipendentemente dal TLR4, attiva la via di trasduzione del segnale di NFAT attraverso chinasi della famiglia src e l’attivazione della PLCγ2 che portano ad un rapido ingresso di Ca2+ e all’attivazione della proteina calcineurina. Questa funzione del CD14 è cellula-specifica, essendo attiva nelle cellule dendritiche (DCs, dendritic cells) e non nei macrofagi. In questo lavoro abbiamo studiato il meccanismo di mobilizzazione del Ca2+ nelle DCs e abbiamo proposto una spiegazione per la mancata attivazione della via di trasduzione del segnale di CD14/NFAT nei macrofagi in risposta all’LPS. È stato dimostrato che, sia in DCs murine che in una sottopopolazione di DCs umane CD14+ recentemente descritta, il recettore di tipo 3 dell’IP3 (IP3R3) è espresso non soltanto in compartimenti intracellulari, quali il reticolo endoplasmatico (ER, endoplasmic reticulum) ma anche a livello della membrana plasmatica (PM, plasma membrane) e, in modo interessante, colocalizza con il CD14 nelle zattere lipidiche (lipid rafts). È stato riscontrato che, la mobilizzazione del Ca2+ nelle DCs stimolate con l’LPS è dovuto ad un flusso diretto di Ca2+ dallo spazio extracellulare che dipende dall’IP3R3 e richiede l’IP4, piuttosto che l’IP3, come secondo messaggero. Infatti, il silenziamento dell’IP3R3 o l’inibizione dell’ITPKB, la chinasi che converte l’IP3 in IP4, abolisce l’entrata di Ca2+ e l’attivazione di NFAT. In accordo con tali dati in vitro, l’inibizione dell’ITPKB in vivo, previene l’attivazione di NFAT, riducendo pertanto la permeabilità vascolare, che dipende dall’attivazione di NFAT nelle DCs. Diversamente dalle DCs, sebbene l’IP3R3 sia espresso a livello della PM dei macrofagi, presenta un minor livello di colocalizzazione con il CD14. Inoltre, in seguito ad una stimolazione con l’LPS, l’internalizzazione del CD14 avviene più rapidamente nei macrofagi rispetto a quanto avviene nelle DCs. Questi dati possono in parte spiegare il motivo della mancata attivazione della via di trasduzione del segnale di CD14/NFAT nei macrofagi in risposta all’LPS. Complessivamente, questi dati indicano che il meccanismo di mobilizzazione del Ca2+ innescato dal CD14 richiede l’attivazione dell’ITPKB e la produzione dell’IP4 come secondo messaggero, il quale, in seguito, apre l’IP3R3 a livello della PM, inducendo un flusso monofasico di Ca2+ che porta all’attivazione della cascata di trasduzione del segnale di NFAT. Infine, questi dati suggeriscono che l’ITPKB potrebbe essere presa in considerazione come nuovo bersaglio molecolare per terapie anti-infiammatorie volte a inibire funzioni specifiche delle DCs.
Author: CORLIANÒ, VALERIA
Language: Italian
Subfield: Immunology
Field: Immunology and Microbiology
Domain: Life Sciences
Open Access status: green
OpenAlex ID: W7030003151