Seminario de Citoquinas

ROL DE LAS CITOCINAS EN EL METABOLISMO

CURSO: BIOQUÍMICA Y NUTRICIÓN

DOCENTE: DR. MIGUEL MEZA DÍAZ

ALUMNOS:

AÑO : SEGUNDO

LIMA – 2014

Contenido1. DEFINICIÓN DE CITOQUINAS................................................................................................3

2. CARACTERÍSTICAS DE LAS CITOQUINAS.......................................................................5

3. PROPIEDADES GENERALES...................................................................................................6

4. SINTESIS DE CITOQUINAS.....................................................................................................7

4.1. FASES.................................................................................................................................8

4.2. INDUCTORES DE LA SÍNTESIS DE INTERFERÓN..................................................................8

5. RECEPTORES DE CITOQUINAS..............................................................................................9

5.1. TRANSDUCCIÓN DE SEÑALES..........................................................................................10

6. MECANISMO DE REGULACIÓN DE CITOQUINAS.................................................................10

7. CLASIFICACIÓN FUNCIONAL DE LAS CITOQUINAS..............................................................11

7.1. CITOCINAS PRODUCIDAS EN LAS RESPUESTAS INMUNES INNATAS................................11

7.2. CITOCINAS PRODUCIDAS EN LAS RESPUESTAS INMUNES ADAPTATIVAS........................13

7.3. CITOCINAS IMPLICADAS EN LA DIFERENCIACIÓN HEMATOPOYÉTICO.............................14

7.4. CITOCINAS PROINFLAMATORIAS E INMUNOSUPRESORAS..............................................15

CITOCINAS Y SU APLICACIÓN A LA MEDICINA

8. LEPTINAS............................................................................................................................17

9. FACTOR DE NECROSIS TUMORAL.......................................................................................21

10. LAS INTERLEUCINAS........................................................................................................29

11. FACTOR NEUROTRÓFICO CILIAR.....................................................................................33

11.1. APLICACIONES TERAPÉUTICAS......................................................................................33

12. FACTOR TRANSFORMADOR DEL CRECIMIENTO-Β (TGF-Β).............................................34

13. RESISTINA Y SU POSIBLE ACCIÓN SOBRE LA INSULINA...................................................39

14. ANGIOPOYETINAS...........................................................................................................42

15. CITOQUINAS QUE RECLUTAN MACRÓFAGOS HACIA EL TEJIDO ADIPOSO......................48

16. BIBLIOGRAFÍA.................................................................................................................54

Página 2UNIVERSIDAD NACIONAL FEDERICO VILLAREAL

2014ROL DE LAS CITOCINAS EN EL METABOLISMO

1.DEFINICIÓN DE CITOQUINASLas citoquinas son un conjunto de proteínas de pequeño peso molecular sintetizadas por multitud de células especialmente las células del sistema inmune.

Las citoquinas son proteínas muchas de ellas pertenecientes a la llamada familia de hematopoyetinas con estructuras terciarias similares: poseen una configuración a base de un conjunto de 4 hélices, con poca estructura en lámina.Las células productoras de citoquinas más importantes son los linfocitos th y los macrófagos, que sus citoquinas son esenciales para que se produzca la respuesta inmune una vez que se activan las células T y b por el contacto con las células presentadoras de antígenos correspondientes.

Su función es inmunorreguladora siendo fundamentales en la comunicación y en las interacciones que establecen las células del sistema inmune entre sí y con otras células. Las citoquinas dirigen la respuesta inmune innata y la respuesta inmune específica e intervienen en la inflamación y en la hematopoyesis. Para ello activan a macrófagos, eosinófilos, células NK y neutrófilos, inducen la producción de especies reactivas de oxígeno y nitrógeno por parte de los macrófagos y participan en los procesos hematopoyéticos. Participan en procesos tan importantes como la inflamación, la regulación de la expresión del MHC (Major Histocompatibility Complex) de clase I y de clase II, las respuestas inmunosupresoras, la regulación del cambio de isotipo de inmunoglobulinas, la quimiotaxis y la función efectora, normalmente citotoxicidad.

Desde un punto de vista funcional existen cinco familias principales de citoquinas:

• La familia de las citoquinas inflamatorias.

• La familia de las citoquinas hematopoyéticas.

• La familia de las citoquinas producidas por linfocitos Th1.

• La familia de las citoquinas producidas por linfocitos Th2.

• La familia de las quimioquinas, con efecto quimiotáctico.

También se pueden agrupar por familias según su estructura tridimensional:

• Familia de estructura de tipo hematopoyetina.

• Familia de los interferones.

• Superfamilia de las inmunoglobulinas.



• Familia de estructura tipo TNF (Tumour Necrosis Factor: factor de necrosis tumoral).

DENOMINACIÓN

Muchas de las primeras citoquinas se descubrieron como señalizadoras entre leucocitos, por lo que se denominaron interleuquinas; otras eran secretadas por monocitos/macrófagos, por lo que se llamaron monoquinas. Sin embargo, muchas de esas sustancias son producidas por otros tipos celulares, por lo que se desaconseja el uso de esas denominaciones, para agruparlas a todas bajo el concepto de citoquinas. Las quimioquinas (o quimiocinas) son un tipo de citoquinas de pequeño tamaño, con papeles en la respuesta inflamatoria y la quimiotaxis de fagocitos.

2. CARACTERÍSTICAS DE LAS CITOQUINAS

Las citoquinas no se encuentran preelaboradas en compartimentos celulares sino que su síntesis se inicia luego de interacciones precisas e involucra la transcripción y síntesis de ARN mensajero (ARNm).

Una misma citoquina puede ser producida por múltiples tipos celulares, y a su vez cada una de ellas puede actuar sobre células diferentes (pleiotropismo).

Las citoquinas interactúan entre sí:

pueden inducirse las unas a las otras pueden modular el receptor de otra pueden tener efectos sinérgicos, aditivos o antagonistas

Existe, pues, una considerable superposición y redundancia de efectos entre las mismas.

Las citoquinas pueden ejercer su acción:

en el nivel local (acción autocrina), activando receptores presentes en las mismas células elaboradoras

en el nivel de receptores de células que se encuentran en la cercanía (efecto paracrino)

sobre células distantes (efecto endocrino), en el caso de que las concentraciones liberadas hacia el torrente circulatorio sean muy altas.

La respuesta celular a las citoquinas también es lenta (horas), pues requiere de la formación de ARNm y la posterior síntesis de proteínas.



La acción de las citoquinas se produce por unión a receptores específicos y de muy alta afinidad, razón por la que son requeridas muy pequeñas cantidades para gatillar el efecto biológico.

Los receptores se encuentran en la superficie celular y su expresión es regulada a través de señales específicas que pueden ser generadas por otra o aún la misma citoquina, lo que permite amplificar la señal positiva o generar un efecto de retroalimentación negativa.

La función de los receptores es la de reconocer especí-ficamente a una citoquina y convertir esa interacción en una señal intracelular adecuada.

Todos los receptores son glucoproteínas constituidas por tres regiones:

un dominio extracelular, el cual provee la región de reconocimiento para la citoquina y determina la especificidad

una región transmembrana expandida a lo largo de la bicapa lipídica de la membrana plasmática

dominio intracelular responsable de generar la señal de transducción

Asimismo existen receptores solubles que surgen del clivaje proteolítico de receptores de membrana o por empalmes alternativos de los ARNm, cuya principal función sería regular los efectos biológicos de las citoquinas.

3. PROPIEDADES GENERALESLas citoquinas son secretadas por varias células implicadas en la respuesta inmune como respuesta a un estímulo, y actúan sobre las células diana que expresan en su membrana receptores específicos para una citoquina dada. La unión de una citoquina a su receptor de membrana transmite una señal hacia el interior celular que conduce a cambios en la activación y expresión de genes. Además, en el suero se han detectado receptores solubles para las distintas citoquinas cuya acción es contribuir a la regulación de la actividad de las mismas.

a) Las citocinas se producen durante las fases efectoras de la inmunidad natural y específica y sirven para regular las respuestas inmunitarias.

b) La producción y secreción de citocinas es un hecho breve y autolimitado. En muchos casos ello se debe a que los correspondientes ARNm tienen una corta vida media, que a su vez depende de que las zonas 3’ no traducibles son ricas en A y U.

a) Muchas de las citocinas no tienen un origen único, sino que están sintetizadas por múltiples tipos celulares. Dentro del sistema inmune natural, los macrófagos son las



células más productoras de citocinas, mientras que en el sistema específico lo son las células TH.

b) Las citocinas son pleiotrópicas, es decir, que la misma citocina es capaz de actuar en múltiples tipos celulares.

c) Las actividades funcionales de la citocinas son redundantes, es decir, que distintas citocinas pueden producir el mismo efecto.

d) Algunas citocinas inducen la síntesis de otras citocinas, lo que conlleva a la producción de cascadas en la que la 2ª o 3ª citocina pueden mediar el pretendido efecto de la primera.

e) Las citocinas pueden influir sobre el efecto de otras citocinas: efecto antagonista (el IFN-g bloquea el cambio de clase promovido por IL-4) o sinérgico (la acción conjunta de IL-4 e IL-5 induce en células B el cambio de clase para que produzcan IgE).

f) Inician su acción tras fijarse a Rc específicos de la superficie celular: acción autocrina o paracrina. Los Rc para las citocinas tienen un afinidad elevada (Ka=10-10-10-12), y en consecuencia hacen falta cantidades muy pequeñas de citocinas para saturar los Rc.

g) La expresión de muchos de los Rc de las citocinas se regulan por señales específicas. De esta forma, la respuesta a las citocinas puede ser amplificada positiva y negativamente al variar el número de Rc.

h) La mayoría de las respuestas celulares a las citocinas son lentas ocurriendo en período de horas y requieren síntesis de RNAm y proteínas de novo.

i) Actúan sobre muchas células regulando la división celular, bien estimulándola o inhibiéndola.

j) Las citoquinas “controlan” el sistema inmune: regulando (activando o inhibiendo) la activación, proliferación y diferenciación de varios tipos de células; regulando la secreción de anticuerpos y de otras citoquinas.

4. SINTESIS DE CITOQUINASAunque en general están producidas por leucocitos, determinadas citocinas pueden también ser secretadas por otros muchos tipos celulares. Originariamente se estableció el término linfocina para denominar productos biológicos producidos por linfocitos en respuesta al antígeno. Posteriormente su uso se amplió a moléculas de características similares secretadas por otros tipos celulares, por lo que se utilizó el término más amplio de citocina.

La expresión de la mayoría de las citocinas está estrictamente regulada. En general, no



se detecta una producción constitutiva significativa de estas moléculas, siendo necesaria la activación celular para que se produzcan citocinas en cantidades suficientes para ejercer sus efectos biológicos. La mayoría de las citocinas son secretadas al espacio extracelular, muchas de ellas en forma glicosilada que incrementa su estabilidad y solubilidad. No obstante, algunas citocinas se pueden acumular en el interior de la célula, o, bien, permanecer ancladas a la membrana o en la matriz extracelular. En general, son moléculas que poseen una vida media muy corta y actúan a muy bajas concentraciones, del orden de picogramos, mediante la unión a receptores de alta afinidad presentes en la superficie de la propia célula productora o en otros muy variados tipos celulares. Las citocinas ejercen un efecto autocrino cuando se unen a receptores presentes en la propia célula productora. También pueden tener un efecto paracrino, actuando sobre diferentes tipos celulares que se encuentran en su vecindad. En algunos casos pueden liberarse a la circulación sanguínea o linfática, ejerciendo su efecto en otros órganos y tejidos, actuando así como las hormonas, de forma endocrina

Se tenía el conocimiento que ciertas sustancias de naturaleza proteica eran capaces de mediar e interactuar entre diferentes células, así fue que las primeras denominaciones hacían referencia a las células que las producían; se hablaba, de linfocinas, monocinas o interleucinas según fuesen producidas por los linfocitos, los monocitos-macrófagos o los leucocitos polimorfonucleares. Estudios posteriores permitieron determinar que tales sustancias eran producidas por diferentes tipos celulares del sistema inmune (macrófagos, linfocitos T, NK) y células no inmunes (fibroblastos, células endoteliales) por lo que se le dio un nombre más amplio: citoquinas o citocinas.

Al ser glucoproteínas, las citoquinas se sintetizan como las proteínas. Se transcribe el ADN en ARN. La síntesis se realiza en los ribosomas situados en el citoplasma celular.

En el proceso de síntesis, los aminoácidos son transportados por ARN de transferencia correspondiente para cada aminoácido hasta el ARN mensajero donde se unen en la posición adecuada para formar las nuevas proteínas. Al finalizar la síntesis de una proteína, se libera el ARN mensajero y puede volver a ser leido, incluso antes de que la síntesis de una proteína termine, ya puede comenzar la siguiente, por lo cual, el mismo ARN mensajero puede utilizarse por varios ribosomas al mismo tiempo.

4.1. FASES

La realización de la biosíntesis de las proteínas, se divide en las siguientes fases:

Fase de activación de los aminoácidos.

Fase de traducción que comprende:

Inicio de la síntesis proteica.

Elongación de la cadena polipeptídica.

Finalización de la síntesis de proteínas.



Asociación de cadenas polipeptídicas y, en algunos casos, grupos prostésicos para la constitución de las proteínas.

4.2. INDUCTORES DE LA SÍNTESIS DE INTERFERÓN

Diversos agentes pueden inducir la síntesis y secreción de IFN. Los virus son los más potentes inductores de la expresión de los genes de IFN. El estímulo principal para su producción parece ser la formación de RNA viral de doble cadena durante la replicación viral dentro de la célula.

Por eso los virus DNA, por regla general, son inductores menos potentes de la síntesis de IFN que los virus RNA. Parece ser que otras moléculas generadas durante la replicación viral también pueden inducir la transcripción de los genes del IFN.

Las infecciones por bacterias (especialmente aquellas que se replican dentro de las células), micoplasmas y protozoos también pueden inducir la síntesis de IFN.

También pueden inducir síntesis de IFN ciertas citoquinas y factores de crecimiento como el factor de crecimiento derivado de las plaquetas (PDGF), factores estimuladores de colonias (CSF-1), interleucinas 1 y 2 (IL-1, IL-2) y el factor de necrosis tumoral (TNF) En ocasiones, incluso el IFN beta puede inducir la producción de IFN gamma. Virtualmente toda célula nucleada puede producir IFN α o IFN β. No obstante, los principales productores de IFN-α son los linfocitos B, los linfocitos natural killer (NK) y los macrófagos. Los principales productores de IFN-β son los fibroblastos, las células epiteliales y los macrófagos.

Las únicas células productores conocidos de IFN-γ son los linfocitos T, los macrófagos y las células NK

5. RECEPTORES DE CITOQUINAS

Existen diferentes clases de receptores de membrana para citoquinas, pero se pueden agrupar en seis familias:

Receptores de la superfamilia de las inmunoglobulinas: que poseen varios dominios extracelulares de tipo Ig. Como ejemplo:IL 1ª, IL 1 B, IL 16.

Receptores de factores de crecimiento hemopoyéticos o CLASE I. Pertenecen a la familia de receptores alfa, beta y gamma. Se han reconocido en este grupo, las siguientes citocinas: IL 2, IL-3, IL-5, IL 6, IL 7, IL 9, IL 13, IL 15, GM-CSF (factor estimulante de colonias granulocitos-monocitos) y G-CSF ( Factor estimulador de colonias de Granulocitos).

Familia de receptores de interferones o familia de clase II: tienen receptores alfa y beta. Ejemplos: interferón (IFN-α y β) y el IFN- γ.



Familia de receptores del Factor de Necrosis Tumoral: sus miembros se caracterizan por un dominio extracelular rico en cisteínas. Ejemplos de ligandos: TNF- α, TNF- β, CD40.

Familia de receptores de quimioquinas: son proteínas integrales de membrana, con 7 hélices alfa insertas en la bicapa lipídica. Interaccionan, con la porción citoplasmática con proteínas de señalización triméricas (Proteína G) que unen GTP. Ejemplos: IL-8, RANTES, PAF ( Factor activador de plaquetas)

Receptores de factores de crecimiento transformante (TGF): pertenecen a ésta familia TGF α y TGF β.

La mayor parte de los receptores de citoquinas del sistema inmune pertenecen a la familia de clase I (de receptores de hematopoyetinas)

5.1. TRANSDUCCIÓN DE SEÑALES

Recientemente se han producido avances importantes en la dilucidación de la ruta que conduce desde la unión de la citoquina con el receptor de la célula diana hasta la activación de la transcripción de los genes cuyos productos son responsables de los efectos de dichas citoquinas. He aquí un modelo general que se puede aplicar a muchos receptores de las clases I y II:

1. La citoquina provoca la dimerización de las dos subunidades del receptor (cadenas alfa y beta), en el caso de las quimioquinas se produce la dimerización de sus receptores, lo que coloca cercanas a sus respectivas colas citoplásmicas.

2. Una serie de proteín-quinasas de la familia de JAK (JANUS QUINASAS) se unen a las colas agrupadas de las subunidades del receptor, con lo que se esas quinasas se activan.

3. Las JAK se autofosforilan.

4. Las JAK fosforilan a su vez determinadas tirosinas de las colas del receptor,

5. Entonces proteínas de otra familia, llamada STAT (transductores de señal y activadores de transcripción) se unen a algunas de las tirosinas fosforiladas de las colas del receptor, quedando cerca de las JAK.

6. Las JAK fosforilan a las STAT unidas a las colas del receptor.

7. Al quedar fosforiladas, las STAT pierden su afinidad por las colas del receptor, y en cambio tienden a formar dímeros entre sí. (Las tirosinas fosforiladas que han quedado libres en las colas del receptor sirven para unir nuevos monómeros de STATs)



8. Los dímeros de STAT fosforilados emigran al núcleo de la célula, donde actúan ahora como activadores de la transcripción de ciertos genes, al unirse a secuencias especiales en la parte 5’ respecto de las porciones codificadoras.

6.MECANISMO DE REGULACIÓN DE CITOQUINAS

El distinto espectro de citoquinas secretadas por las dos subpoblaciones de linfocitos TH1 y

TH2 determina los efectos biológicos diferenciales durante el curso de la respuesta inmune. Las dos poblaciones linfocitarias están sujetas a finos controles cruzados.

Las células TH1: producen IL-2, IFN- γ y TNF-β. Son responsables de funciones de inmunidad celular (activación de linfocitos TC e hipersensibilidad de tipo retardado), destinadas a responder a parásitos intracelulares (virus, protozoos, algunas bacterias)

Las células TH2 producen: IL-4, IL-5, IL-10 e IL-13. Actúan como colaboradoras en la activación de las células B, y son más apropiadas para responder a bacterias extracelulares y a helmintos. También están implicadas en reacciones alérgicas (ya que la IL-4 activa la producción de IgE y la IL-5 activa a los eosinófilos)

7. CLASIFICACIÓN FUNCIONAL DE LAS CITOQUINAS

7.1. CITOCINAS PRODUCIDAS EN LAS RESPUESTAS INMUNES INNATAS

Estas citocinas se producen de forma inmediata tras el contacto de las células implicadas en las respuestas inmunes innatas con un agente extraño. Los monocitos y macrófagos activados son la principal fuente de estas moléculas aunque también pueden ser producidas por linfocitos activados y otras células no pertenecientes al sistema inmune, como células endoteliales y fibroblastos

IL-1. Es producida fundamentalmente por monocitos y macrófagos,

pero también por células dendríticas, endoteliales, NK y otros tipos celulares. Existen dos formas, IL-1alfa e IL-1beta que, aunque solamente tienen un 25 % de homología en su secuencia aminoacídica, comparten el mismo receptor y ejercen efectos biológicos similares. Parte de sus efectos proinflamatorios se debe a que induce la liberación de histamina en los mastocitos, generando vasodilatación y aumento de la permeabilidad vascular en el lugar de la inflamación. Es el principal pirógeno endógeno, induciendo fiebre a través de la producción de prostaglandinas. También promueve la síntesis de proteínas de fase aguda por los hepatocitos y actúa sobre el SNC induciendo sueño y anorexia, típicamente asociados con los procesos infecciosos



IL-6. Es producida fundamentalmente por monocitos/macrófagos,

fibroblastos, células endoteliales, linfocitos T y células del estroma de la médula ósea. Junto con la IL-1 es la principal inductora de la síntesis de proteínas de fase aguda, sobre todo de fibrinógeno. Además de su efecto en la inflamación, se ha observado que promueve la diferenciación de linfocitos B hacia células plasmáticas, induciendo la producción de inmunoglobulinas. También puede aumentar la producción de IL-2 y el desarrollo de los precursores hematopoyéticos dependientes de la IL-3

TNF. Los factores de necrosis tumoral fueron descritos inicialmente por

su capacidad de causar necrosis en algunos tumores. Con posterioridad, sin embargo, ganaron protagonismo por las numerosas funciones que ejercen sobre las respuestas inmunes. Se han descrito dos moléculas estrechamente relacionadas, el TNF-alfa y el TNF-beta, con elevada homología en su secuencia aminoacídica. El TNF-alfa es producido fundamentalmente por monocitos y macrófagos en respuesta a antígenos bacterianos, tales como el LPS, siendo esta citocina el principal responsable del shock séptico asociado a bacteriemias. También puede ser producido por linfocitos T y B, NK, fibroblastos y mastocitos. Junto con la IL-1 está implicado en los procesos inflamatorios derivados de los procesos infecciosos, elevando la temperatura corporal y produciendo caquexia y sueño al actuar sobre el SNC. Por otra parte, induce la expresión de moléculas de adhesión y estimula la producción de IL-8 por células del endotelio vascular, lo que contribuye a la extravasación de linfocitos, neutrófilos y monocitos. El TNF-beta, o linfotoxina, es producido exclusivamente por linfocitos T activados, aunque se une a los mismos receptores que el TNF-alfa e induce funciones similares.

IL-12. Es producida mayoritariamente por monocitos/macrófagos, aunque su producción puede ser también inducida en células dendríticas y linfocitos B. Inicialmente se describió como el factor estimulador de las células asesinas naturales (NK), pero la actual importancia de esta citocina deriva de su capacidad de dirigir la diferenciación de los linfocitos Th hacia células efectoras tipo Th1 de la hipersensibilidad retardada. La forma madura de esta molécula (p75) está compuesta de dos subunidades, p35 y p40. La síntesis de ambas subunidades está regulada diferencialmente, siendo ambas necesarias para la actividad funcional del heterodímero. Esta citocina incrementa la actividad citotóxica de las células NK e induce células LAK (linfocitos asesinos activados por linfocinas). Incrementa la producción de IFN-g por linfocitos T y células NK y activa linfocitos T citotóxicos. Recientemente se ha descrito un factor proteico denominado p19, sin actividad biológica por sí mismo, que se combina con la subunidad p40



de la IL-12 para dar lugar a una nueva citocina biológicamente activa denominada IL-23. Esta citocina es producida por células dendríticas activadas, se une al receptor de la IL-12 y comparte algunas de las funciones biológicas con ella.

Interferones tipo I. Los interferones fueron inicialmente descritos como agentes producidos por células infectadas por virus. Posteriormente se descubrió que además de su capacidad antiviral ejercían efectos reguladores sobre la proliferación y la diferenciación de varios tipos celulares y tenían capacidad de modular el sistema inmune. Se clasificaron en dos grupos. Los interferones tipo I, que incluyen el IFN-alfa y el IFN-beta, con capacidad principalmente antiviral y antiproliferativa, y el IFN-gamma (tipo II), al que nos referiremos posteriormente, con un mayor efecto inmunomodulador. El IFN-gamma es producido fundamentalmente por monocitos y macrófagos, mientras que el IFN-alfa es secretado por fibroblastos y algunas células epiteliales. Ambos incrementan la expresión de moléculas de MHC de clase I. En algunos casos se ha observado que poseen actividad antitumoral, posiblemente debido a su efecto antiproliferativo sobre las células tumorales, y modulador sobre el sistema inmune.

7.2. CITOCINAS PRODUCIDAS EN LAS RESPUESTAS INMUNES ADAPTATIVAS

En respuesta a una estimulación antigénica, los linfocitos T se activan, proliferan y se diferencian hacia células efectoras específicas. Estas células ejercen sus funciones produciendo una serie de moléculas solubles, verdaderas artífices de los mecanismos efectores de la respuesta inmune adaptativa

IL-2. Es secretada por linfocitos T CD4+ y CD8+ activados en respuesta a un estímulo antigénico. Inicialmente se describió como factor de crecimiento de células T, ya que es el principal agente que controla su proliferación. Ejerce otros muchos efectos sobre el sistema inmune, teniendo un papel esencial en el desarrollo de las respuestas inflamatorias crónicas, tanto humorales como celulares. Es un factor estimulador del crecimiento de linfocitos T , B y NK. Promueve la actividad citotóxica mediada por linfocitos T y células NK, así como el desarrollo de células LAK (células asesinas activadas por citocinas). Tras unirse a su receptor en linfocitos T, activa la secreción de IFN-alfa, linfotoxina, IL-4, IL-3, IL-5 y GM-CSF. Sobre los linfocitos B estimula su crecimiento y diferenciación e incrementa la expresión de moléculas de MHC de clase II.



IFN. Es producido por linfocitos Th1, LTC y por células NK. Además de su efecto antiviral posee una importante actividad inmunomoduladora. Incrementa la expresión de antígenos de HLA de clase I y II en varios tipos celulares, lo que facilita su función presentadora de Ag y activa a los macrófagos, incrementando su capacidad tumoricida y de defensa contra las infecciones. Actúa de forma autocrina sobre las propias células NK que lo producen, aumentando su actividad citolítica y, como consecuencia, incrementando su efecto antitumoral. Sobre los linfocitos Th2 inhibe la proliferación, de manera que su presencia durante la estimulación antigénica induce la diferenciación de linfocitos T hacia células efectoras tipo Th1 favoreciendo, por lo tanto, el desarrollo de las respuestas inflamatorias

IL-4. Es producida por linfocitos Th2, mastocitos, basófilos, células del

estroma de la médula ósea y, posiblemente, por determinadas subpoblaciones de células NK. Es una citocina muy pleiotrópica, ya que ejerce numerosos efectos en diferentes tipos celulares. Promueve la diferenciación de linfocitos T vírgenes hacia células de tipo Th2, inhibiendo la generación de células Th1. Posee efectos inmunosupresores, ya que inhibe la producción de deteminados mediadores inflamatorios de los macrófagos e induce la producción de IL-1Ra, que bloquea la acción de la IL-1.

Por otra parte, promueve el desarrollo de las respuestas inmunes humorales a través de la inducción del crecimiento y diferenciación de linfocitos B, produciendo el cambio isotípico hacia IgG4 e IgE e incrementando la expresión de moléculas CD23 en linfocitos B, basófilos y eosinófilos. Por todo ello, los efectos de esta citocina se han relacionado con el desarrollo de los procesos alérgicos y con el incremento de IgE en las infecciones parasitarias

TGF. . Hay dos tipos de factores transformadores del crecimiento, el

TGF-alfa y el TGF-beta, que no poseen ninguna similitud estructural ni comparten los mismos efectos. Solamente el TGF-beta tiene efectos inmunomoduladores. Es producido por linfocitos T, plaquetas y otros muchos tipos celulares.

Su nombre responde a la observación inicial de que inducía cambios fenotípicos en los fibroblastos de rata. Incrementa la proliferación de fibroblastos, osteoblastos y células musculares lisas e incrementa la síntesis de proteínas de la matriz extracelular, lo que favorece la curación de las heridas. Esta citocina tiene también efectos inmunosupresores ya que se observó que inhibía el crecimiento y la función de muchos tipos celulares. En el sistema inmune inhibe la síntesis y/o el efecto del IFN-gamma, TNF-alfa, TNF–beta, IL-1, IL-2 e IL-3, así como la citotoxicidad natural y específica.



7.3. CITOCINAS IMPLICADAS EN LA DIFERENCIACIÓN HEMATOPOYÉTICO

Comprenden un grupo amplio de citocinas que promueven el crecimiento y diferenciación de las células sanguíneas maduras a partir de células madre hematopoyéticas. Son producidas por células del estroma de la médula ósea o por linfocitos maduros activados. Algunas de estas citocinas reciben el nombre genérico de factores estimuladores de la formación de colonias (CSF) por su capacidad para estimular la formación de colonias celulares en los cultivos de médula ósea. A continuación describimos las más relevantes:

IL-3. Es producida mayoritariamente por los linfocitos T activados y

también por mastocitos. Induce la proliferación y diferenciación de progenitores hematopoyéticos tempranos de todas las series sanguíneas, por lo que también es conocida como multi-CSF. Induce fundamentalmente la hematopoyesis en situaciones de stress que requieren una respuesta rápida, siendo menos claro su papel en la hematopoyesis constitutiva.

IL-7. Es producida por células estromales de la médula ósea. Promueve la maduración de progenitores pro- y pre-B hacia linfocitos B maduros en la médula ósea y de linfocitos T inmaduros en el timo fetal y adulto. También actúa como factor de crecimiento para linfocitos T y B.

GM-CSF. Es producido por linfocitos T activados y por otras células como fibroblastos, células endoteliales y monocitos. Es un polipéptido con varios posibles lugares de glicosilación. Induce la proliferación de los progenitores de granulocitos y macrófagos, produciéndose en respuesta a estímulos específicos en situaciones que requieren una elevada producción de éstas células. También puede actuar sobre granulocitos y macrófagos maduros.

G-CSF. Es producido por fibroblastos, células endoteliales y monocitos en respuesta a estímulos específicos. Actúa sobre los precursores hematopoyéticos de los granulocitos y sobre los granulocitos maduros. La granulocitosis asociada a ciertas infecciones se debe a que el LPS de las paredes bacterianas es un potente inductor de la producción de esta citocina. Se han descrito otras funciones de este factor, como la estimulación de la fagocitosis y de la citotoxicidad mediada por Ac.

M-CSF. Es producido por monocitos y macrófagos maduros activados y está implicado en el desarrollo de las células progenitoras de los macrófagos. También se ha visto que facilita el desarrollo de la



placenta, siendo producido por células del epitelio uterino en respuesta a los estrógenos.

7.4. CITOCINAS PROINFLAMATORIAS E INMUNOSUPRESORAS En relación con la respuesta inflamatoria algunas citocinas favorecen el desarrollo de la misma (citocinas proinflamatorias) mientras que otras ejercen un efecto supresor de la inflamación (citocinas inmunosupresoras). Las citocinas con actividad antiinflamatoria e inmunosupresora inhiben el crecimiento celular o suprimen la secreción de otras citocinas. Entre ellas se encuentran la IL-4, IL-13 e IL-10, que activan las acciones de los linfocitos B a la vez que inhiben las respuestas inflamatorias. Como ya comentamos, la IL-10 es la citocina inmunosupresora por excelencia. También se incluye en este apartado el TGF-beta que, como se ha dicho anteriormente, inhibe el crecimiento y la función de muchos tipos celulares, la síntesis de determinadas citocinas y la actividad citotóxica natural y específica. Finalmente, los interferones tipo I (alfa y beta), también se pueden considerar citocinas supresoras debido a su capacidad antiproliferativa y a su efecto regulador de la producción de citocinas proinflamatorias. En el grupo de las citocinas con actividad proinflamatoria se incluyen las producidas por los monocitos y macrófagos activados durante las respuestas inmunes innatas, aunque también pueden ser producidas por linfocitos activados (Th1 o citotóxicos), y otras células no pertenecientes al sistema inmune.

Las principales citocinas que participan en los acontecimientos celulares y moleculares asociados con los fenómenos inflamatorios son la IL-1, IL-6, TNF-alfa y algunos miembros de la familia de las quimiocinas, que describimos ea continuación. Otra importante citocina proinflamatoria es el IFN-gamma, producido por linfocitos Th1 en las respuestas inmunes específicas y por células NK activadas. 1. QUIMIOCINAS Su nombre proviene de “citocinas quimiotácticas” a que muchas de ellas poseen propiedades quimioatrayentes, regulando el trasvase de leucocitos hacia órganos y tejidos. Las quimiocinas secretadas se unen a proteoglicanos y a proteínas de la matriz extracelular donde se cree permanecen inmovilizadas sin pasar a la circulación. Esta capacidad de unión a la matriz extracelular favorece la permanencia de las quimiocinas en su lugar de producción y apoya el concepto de que la migración de los leucocitos se realiza a través de un gradiente sólido. La característica bioquímica común de estas moléculas es la conservación de 4 residuos de cisteína que se unen formando dos puentes disulfuro, esenciales para la actividad de la molécula. Dependiendo de si las dos primeras cisteínas están o no separadas por otro aminoácido se han clasificado enquimiocinas CXC (cis-X-cis),



y quimiocinas CC (cis-cis). Hay otras 2 quimiocinas, la linfotactina y la fractalkina, que pertenecen a otras subfamilias por tener características bioquímicas diferentes. La molécula más representativa de la familia CXC es la IL-8 (CXCL8). Es sintetizada por todos los tipos de leucocitos, así como por otros muchos tipos celulares (fibroblastos, células endoteliales, hepatocitos, astrocitos. etc.) y células tumorales (melanoma, carcinoma de ovario, pulmonar, etc.) en respuesta a una amplia variedad de estímulos.

La primera actividad biológica descrita fue la activación de neutrófilos, en los que inducía degranulación, cambios morfológicos y quimiotaxis. Luego se observó que también era quimiotáctico para eosinófilos y basófilos. Es también un potente factor angiogénico. Dentro de la familia CC se encuentran la eotaxina, importante en los procesos alérgicos por ser quimiotáctica para eosinófilos, el RANTES que es quimiotáctico para linfocitos T de memoria, y la proteína quimioatrayente de monocitos (MCP-1). En general, las quimiocinas CXC son potentes quimioatrayentes para neutrófilos mientras que las CC atraen más eficientemente a los monocitos. Dado que las respuestas inflamatorias se inician con la migración de estas células hacia el foco inflamatorio, dirigidas por la acción de las quimiocinas, estas moléculas son altamente inducibles en una amplia variedad de células por estímulos proinflamatorios, como el LPS bacteriano, IL-1, TNF e IFN-gamma. Algunas quimiocinas CC son también potentes atrayentes de eosinofilos y basófilos e, incluso, de células T de memoria, de tal forma que puede iniciar una respuesta inflamatoria como consecuencia de una respuesta inmune específica.

CITOCINAS Y SU APLICACIÓN A LA MEDICINA

8.LEPTINAS

La leptina fue descrita por primera vez en 1994 y desde entonces, se ha sido el foco de

atención de numerosos investigadores, esto se refleja en los cientos de trabajos

publicados sobre este tema (1,2,3). La importancia de esta proteína radica en su

relación con la génesis de la obesidad en ratones, que resulta muy importante en la

búsqueda de una mayor comprensión de la obesidad en humanos, uno de los

problemas de salud más extendidos en todo el mundo y que afecta a más de la tercera

parte de la población adulta de los países industrializados.

Desde 1978 los trabajos de Coleman (4) con animales parabióticos y posteriormente

los de Harris y colaboradores (5) hacían sospechar la presencia de una sustancia en la



circulación sanguínea responsable de regular el contenido de grasa corporal y el

balance energético. Los estudios de parabiosis utilizando un ratón genéticamente

obeso ob/ob y un ratón normal resultaron en una disminución del peso corporal del

ratón obeso, esto sugirió que los ratones ob/ob carecían de una sustancia en la

circulación sanguínea que es proporcionada en la sangre del ratón sano.

1 Definición

La leptina (del griego leptos: delgado), también conocida como proteína OB, es una

hormona producida en su mayoría por los adipocitos, aunque también se expresa

en el hipotálamo, el ovario y la placenta.

Es una hormona proteica de 167 aminoácidos perteneciente a la familia de las

citocinas, su estructura incluye un paquete de 4 hélices alfa antiparalelas y tres

helices que conectan al paquete anterior, tiene 4 giros beta y un enlace disulfuro

entre los residuos aminoacidos 117 y 167. Es procesada a un polipéptido de 146

residuos con un peso molecular de 16 kD antes de integrarse a la circulación

sanguínea.

2 Leptinas y el apetito

El hombre, en el transcurrir del tiempo, se ha encontrado con la sensación de

hambre, con la necesidad de buscar alimento para satisfacer su ansia de ingesta.

Esto se debe a que el hombre necesita energía para el desarrollo de sus

actividades, ya sea impulsar las vías metabólicas (anabolismo), permitir la

transmisión nerviosa, permitir la contracción muscular, entre otras; tomándose

esta energía de los alimentos.

Las necesidades energéticas de un individuo son las dosis de energía alimentaria

ingerida que compensan el gasto de energía, cuando el tamaño y composición del

organismo y el grado de actividad física de ese individuo son compatibles con un

estado físico que sea económicamente necesario y socialmente deseable. En los



niños y mujeres embarazadas o lactantes, las necesidades energéticas incluyen las

asociadas con la formación de tejido o la secreción de leche a un ritmo compatible

con la buena salud.

La regulación del balance energético a largo plazo se realiza a través de dos

hormonas segregadas en proporción a la masa grasa, la leptina y la insulina.

Se cree que la leptina actúa como un lipostato: cuando la cantidad de grasa

almacenada en los adipocitos aumenta, se libera leptina en el flujo sanguíneo, lo

que constituye una señal (retroalimentación negativa) que informa al hipotálamo

que el cuerpo tiene bastantes reservas y que debe inhibir el apetito.

La producción de leptina por el tejido adiposo es un proceso complejo en el que

intervienen diferentes estímulos como la concentración plasmática de insulina (el

grado de utilización de glucosa inducido por insulina en el adipocito es el factor

clave que une la secreción de leptina), la exposición crónica a glucocorticoides,

estrógenos y citoquinas proinflamatorias y que disminuye en respuesta a estados

de hipoinsulinismo, estimulación adrenérgica o con testosterona. Estos permiten

la activación de gen OB, gen constituido de 20kb ubicado en el cromosoma 7 que

transcribe un ARNm de 3500 nucleótidos, cuyo producto es la leptina o proteína

OB

Cuando aumenta la masa de tejido adiposo más allá del punto de equilibrio,

aumenta la síntesis y secreción de leptina. Una vez secretada al torrente

circulatorio, la leptina circula parcialmente unida a proteínas plasmáticas, siendo la

proporción de leptina unida a proteínas inferior en individuos obesos. El receptor

OB-Re circula unido a la leptina y funciona como un regulador de la concentración

de hormona libre. Los niveles séricos de leptina en personas con peso normal

oscilan en el rango de 3-18 ng/ml, existiendo niveles más elevados en la mujer que

el hombre; aunque en individuos con un índice de masa corporal (IMC) superior a

30 se pueden encontrar valores de 30 ng/ml o incluso superiores. Tiene una vida

media similar en individuos obesos y no obesos, de cerca de 25 minutos en el caso

de la endógena y de 90 minutos aproximadamente en el caso de la leptina

exógena.



La leptina es transportada hacia el interior del SNC por un proceso saturable

mediado por receptores, de manera que cuando las concentraciones plasmáticas

de leptina son demasiado elevadas la eficacia con la que ésta penetra en el cerebro

se reduce considerablemente. Los receptores de la leptina localizados en las células

endoteliales de los capilares cerebrales mediarían en su transporte desde la sangre

al cerebro, lo que explica la correlación directa existente entre las concentraciones

de ésta en el líquido cefalorraquídeo y las plasmáticas.

En consecuencia se estimulan varios efectos compensadores a nivel del Sistema

Nervioso Central (SNC), más específicamente, en el hipotálamo, en donde se

inhiben los procesos anabólicos (inhibición del orexígeno NPY) y estimulan los

catabólicos (activación del anorexígeno POMC). Estas neuronas estimulan a su vez

la producción de hormonas hipotalámicas como la TRH (Tirotropina), la hormona

orexígena concentradora de melanocitos (HMC) o el orexígeno GABA. Estas

actuaciones sobre diferentes vías y no su acción directa podrían explicar que en la

mayor parte de los individuos obesos no se encuentre un déficit de leptina

responsable de su obesidad, aunque en una minoría de pacientes su baja

concentración plasmática o su ausencia se relaciona claramente con sobrepeso.

En la actualidad se considera al cerebro como el principal objetivo de la leptina en

su efecto anorexígeno, efecto corroborado por el hecho de que la administración

directa de leptina en el sistema nervioso central (SNC) reduce la ingesta de

alimentos y porque en las áreas hipotalámicas consideradas importantes en el

control del apetito se ha comprobado la expresión de receptores de leptina.

Además de lo expuesto, también sucede un aumento el gasto energético,

aumentando la tasa de metabolismo basal y la temperatura corporal

(Termogénesis), además de la modificación del punto de equilibrio hormonal para

reducir la lipogénesis y aumentar la lipólisis en el tejido adiposo.

La concentración de leptina cae durante el ayuno lo que induce la estimulación del

apetito, ya que además modula el tamaño de la ingesta y la percepción del gusto.

Por otro lado, la leptina activa el eje hipotálamo-hipofisiario-adrenal y suprime la



producción de hormona tiroidea, estimula el sistema nervioso simpático y regula

procesos relacionados con el metabolismo lipídico e hidrocarbonado.

Un aspecto importante de la respuesta catabólica a la administración de leptina es

que la pérdida de peso parece deberse enteramente a la disminución de grasa por

un aumento relativo del metabolismo basal, acompañado de una ingesta

energética reducida. Curiosamente en animales con pérdida ponderal comparable

pero motivada sólo por restricción calórica, la tasa metabólica desciende

marcadamente por reducción en la actividad del sistema nervioso simpático. Ya

que la leptina aumenta la actividad simpática, éste puede ser el mecanismo de

acción sobre el metabolismo basal.

Tras todo lo expuesto, paradójicamente, la mayoría de los mamíferos obesos

(excepto en presencia de la mutación ob/ob, deficiente en leptina) tienen

concentraciones plasmáticas de leptina e insulina elevadas y parecen ser

resistentes a la anorexia inducida por leptina. La existencia de dichas

concentraciones elevadas de leptina en seres humanos obesos sugiere que algunos

casos de obesidad fueran debidos a una menor acción de la leptina en el cerebro.

Entre los mecanismos que podrían contribuir a la resistencia a la leptina estarían

los siguientes:

a. La disminución o disfunción en el transporte de la leptina circulante a través de

la célula endotelial de la barrera hematoencefálica hacia el líquido intersticial

cerebral (el hecho de haberse encontrado en obesos concentraciones bajas de

leptina en el líquido cefalorraquídeo en comparación con las concentraciones

plasmáticas apoya esta posibilidad).

b. Descenso en la transducción de la señal del receptor de la leptina que es

producida tras la activación del receptor.

c. Fallo en uno o más de los sistemas neuronales del circuito que responde a la

señalización de la leptina.

Desde que se descubrió la leptina se le consideró como la señal encargada de regular

la ingesta y el balance energético del organismo para mantener el peso ajustado a un

nivel constante. En un principio se observó que la administración de leptina a ratones



ob/ob ocasiona una disminución del peso corporal, así como de la ingesta.

Actualmente se sabe que al entrar la leptina a la circulación sanguínea de ratones

normales, actúa a nivel de sistema nervioso central inhibiendo la producción de

neuropéptidos hipotalámicos, que incluyen el neuropéptido Y, el más potente factor

estimulante del apetito conocido. Debido a esto, los ratones dejan de comer ya que su

sistema de saciedad queda satisfecho y se produce una disminución de la ingesta que

repercute en la pérdida de peso corporal. Estudios posteriores demuestran que la

forma de actuar de la leptina es en realidad bastante compleja.

9. FACTOR DE NECROSIS TUMORAL El factor de necrosis tumoral (TNF) es una citoquina proinflamatoria, descubierta inicialmente en el suero de ratones luego de la infección con endotoxinas bacterianas. Más tarde esta misma citoquina fue encontrada igualmente en ratas, conejos y en el hombre (1). Posteriormente se identificaron dos formas moleculares, denominadas TNF-α o Caquexina y TNF-β o Linfotoxina. El TNF pertenece a la superfamilia de mediadores que llevan su nombre y a la cual pertenecen al menos 15 citoquinas. Entre las similitudes que comparten los miembros de esta superfamilia están el ser proteínas monotriméricas (excepto la Linfotoxina), estar principalmente expresadas en la membrana celular y participar en la regulación de la proliferación celular y la apoptosis, aunque varios miembros, tal como el TNF-α, tienen una importante actividad proinflamatoria (3). En esta revisión nos ocuparemos principalmente del TNF-α, citoquina secretada principalmente por células del sistema inmune, tales como los monocitos, macrófagos, neutrófilos, células NK y linfocitos T, principalmente CD4+. De la misma manera, otras células pueden producirlo como respuesta a un estímulo, tales como astrocitos, microglías, miocitos y fibroblastos.

El TNF-α tiene una potente actividad citotóxica, capaz de asesinar células tumorales y de actuar como un mediador letal en la respuesta inmune aguda o crónica de enfermedades inflamatorias crónicas e infecciosas. Las principales actividades biológicas del TNF-α han podido ser reproducidas utilizando la proteína purificada o recombinante:

• Producir necrosis hemorrágica de tumores, en injuria tisular y shock, gracias a sus propiedades proinflamatorias sobre el endotelio vascular.

• Inducir apoptosis en algunos tumores y líneas celulares transformadas.• Producir caquexia, al estimular la lipólisis, inhibir la actividad de la lipoproteína

lipasa en los adipocitos y estimular la lipogénesis hepática. La síntesis del TNF-α puede ser inducida por virus, parásitos, bacterias, células tumorales, isquemia, trauma e irradiación, así como por citoquinas tales como el



interferón Gamma (IFN-γ), la interleuquina (IL)-1, IL-2, IL-12, el factor estimulante de colonias de granulocitos- macrófagos (GM-CSF), el factor activador de plaquetas (PAF) y el mismo TNF-α (1, 3). El efecto pleiotrópico del TNF-α tiene como resultado la síntesis de citoquinas (IL-1, IL-2, IL-4, IL-6, IL-10, IL-12, IL-18, IFN-γ, factor de crecimiento y trasformación-beta [TGF-β]), PAF, leucotrienos, proteínas de fase aguda y hormonas (cortisol, epinefrina, glucagón, insulina, norepinefrina) (1-3). Muchos de los mediadores inducidos por el TNF-α actúan a su vez como inhibidores de su expresión, tales como la IL-6, IL-10, la prostaglandina E2 y el cortisol (1-3). Las características moleculares del TNF-α han generado un interés particular en el desarrollo de nuevos medicamentos que están siendo empleados en el tratamiento de enfermedades autoinmunes.

ESTRUCTURA PROTEICA DEL TNF-α

La glicoproteína TNF-α madura se encuentra expuesta en la superficie de la membrana celular, contiene 233 aa, pesa 26 kDa, es biológicamente activa y participa en la citotoxicidad e inflamación por interacción celular. El TNF-α soluble corresponde a una proteína de 17 KDa, conformada por 157 aminoácidos (aa), producida a partir del TNF-α de membrana, el cual es procesado por cortes a nivel del residuo 76 por acción de la enzima convertidora del TNF-α (TACE), una metaloproteína que está también en la membrana celular. Estudios cristalográficos muestran que el TNF-α está conformado por tres monómeros asociados no covalentemente y cuyo extremo N-terminal se encuentra expuesto en la superficie. Esta fracción N-terminal no parece importante en la interacción con el receptor (TNFR).

REGULACIÓN DE LA SÍNTESIS DEL TNF-α

Característicamente, los genes son secuencias de ADN que de manera unidireccional son utilizados para producción de proteínas, previa trascripción en el núcleo, trasporte hacia el citoplasma y traducción a proteína en los ribosomas. Dentro de estos mecanismos, la regulación postrascripcional es el mecanismo de regulación más importante en la síntesis de esta citoquina. La mayor cantidad de proteína del TNF-α es elaborada en células del sistema inmune, aunque su ARNm es expresado en otros tipos de células, como fibroblastos, astrocitos, osteoblastos. La regulación trascripcional del



http://en.wikipedia.org/wiki/File:TNFa_Crystal_Structure.rsh.png

gen del TNF-α no tiene un papel importante en la síntesis de la proteína; en cambio, este gen tiene un proceso de regulación denominado “represión de la traducción”, que consiste en el control de la cantidad y estabilidad de ARNm antes que éste sea convertido en proteína en los ribosomas. La regulación postrascripcional es un sistema de control muy importante en el sistema inmune y común a muchas citoquinas. Este sistema de control consta de una secuencia rica en Adenosina-Uridina (AU) y de elementos de control en la región 3’ no-traducida (3’UTR). Esta región 3’UTR es la encargada de la regulación por degradación o traducción del ARNm a nivel del citoplasma celular. La región 3’UTR está conformada por repeticiones de secuencias AUUUA, cuya función es promover la fragmentación rápida del ARNm en el citoplasma. La rápida fragmentación del ARNm busca limitar la producción del TNF-α, para que éste se genere únicamente cuando el sistema inmune lo necesite. Este proceso se da por la detección de señales celulares en la región AURE del ARNm. En los macrófagos, luego de una señal extracelular adecuada, como el caso de la endotoxina bacteriana, el ARNm para el TNF-α puede acumularse e incrementarse hasta 100 veces y la biosíntesis hasta en 10.000 veces, gracias a la habilidad para hacer que el ARNm existente se estabilice, aumente y se traduzca a pro- teína. Cuando la señal extracelular ha pasado, se reinicia la represión en la traducción conduciendo a la célula a un rápido decline en la tasa de biosíntesis de TNF-α.

MECANISMOS EFECTORES DEL TNF-α (TRANSDUCION)

El TNF-α es una citoquina pleiotrópica, ya que posee receptores de al menos una clase (ver más adelante) en todos los tipos de células. El efecto que puede desencadenarse por la unión ligando (TNF)-receptor (TNFR) en los diferentes tipos de células ha sido ampliamente estudiado. Se ha identificado una serie de proteínas de señal que participan en forma de cascada para enviar los mensajes del TNF-α a nivel intracelular (transducción). Esto se logra por medio de al menos uno de los receptores pertenecientes a la familia del TNF. Las proteínas que participan en esta cascada de señales no son específicas; al contrario, pueden actuar con cualquier receptor de la familia del TNF y, por intermedio de ellos, enviar sus señales. Estas proteínas pueden actuar como potenciadores de la respuesta celular al TNF mediada por receptores (22, 24). La cascada de señales puede iniciarse con la interacción de varios miembros de la familia de receptores del TNF, como son el CD14, CD40, Fc o los RTNF (24), junto a factores de transcripción, como son el NF-kB, el API, las proteínas quinasas activadas por mitógenos (MAPK), la quinasa reguladora de señales extracelulares (ERK); la quinasa jun del extremo N-terminal (JNK) y la p38. También participan de esta cascada proteasas y otros miembros conocidos como “proteínas de dominio mortal” (24), las cuales se unen a receptores que activan la apoptosis por la vía de la familia de las caspasas. Estos dominios mortales presentan una interacción proteína-proteína, causando un efecto apoptótico indistinguible del generado por la interacción Fas-Fas ligando (FasL). Por último, se ha involucrado recientemente un grupo de proteínas



denominadas “factores asociados al receptor TNF” (TRAFs), las cuales parecen funcionar como activadores de las proteínas quinasas.

REGULACION DE LA TRANSDUCCION DEL TNF-α

Tal como se mencionó anteriormente, una gran variedad de estímulos pueden generar la síntesis del TNF-α, tales como virus, bacterias y citoquinas, entre otros, así como también el mismo TNF-α, que de manera autocrina puede comportarse como un estímulo para potencializar su producción. Estos estímulos ingresan a la célula a través de diferentes receptores, que incluyen a miembros de la superfamilia del TNF y que convergen en señales intracelulares que inician la síntesis de esta citoquina. Entre ellas están la activación de factores de transcripción, como el NF-kB y la vía de las proteínas quinasas activadas por mitógenos (MAP quinasas). Es importante mencionar que estas vías de activación intracelular son inespecíficas y participan tanto en la transcripción del ARNm del TNF-α, como en las transducción de la misma (ver mecanismos efectores del TNF-α).

RECEPTORES PARA EL TNF-α

La respuesta del TNF-α depende directamente de la unión a sus receptores. Esta citoquina cuenta con dos receptores estructuralmente diferentes, denominados receptor tipo I (TNF-RI; p55 o p60) (Figura 4) y el receptor tipo II (TNF-RII; p80 o p75). Ambos receptores son glicoproteínas transmembranales y forman parte de los 21 miembros de la familia de receptores TNF. Esta familia se caracteriza por tener múltiples regiones ricas en cisteínas, principalmente a nivel de su dominio extracelular N-terminal, además de la presencia de dominios mortales dentro de su estructura. Estos receptores presentan una alta promiscuidad molecular con respecto a sus ligandos.

Los dos receptores para el TNF están presentes en todos los tipos de células, excepto en eritrocitos. Generalmente, la distribución del TNF-RI es mucho más amplia que la del TNF-RII. La expresión del TNF-RI es generalmente constitutiva en muchos tipos de células, mientras que la expresión del TNF-RII se da en forma inducida. Ambos receptores se conocen por mediar en forma cooperativa o independiente un amplio rango de respuestas celulares, como es el caso de proliferación, diferenciación, citotoxicidad o apoptosis celular. Además, se han identificado formas solubles de ambos receptores (sTNF-R) en fluidos biológicos que parecen afectar de alguna manera la actividad biológica y la biodisponibilidad del TNF-α a nivel sistémico.



Las funciones y la cinética de los dos receptores para el TNF-α parecen diferir significativamente. Hasta el momento se ha podido establecer que el TNF- RII responde principalmente a la forma transmembranal del TNF, lo que le confiere un papel principal en la respuesta inflamatoria local; sin embargo, la función del TNF-RII es considerada como auxiliar en cuanto al control de la respuesta celular, mientras que el TNF-RI presenta una función dominante en la respuesta celular del TNF. De esta manera se encontró que sólo un estímulo adecuado de ambos receptores es capaz de causar una actividad citotóxica adecuada. En cuanto a la cinética de interacción ligando-receptor para el TNF, se encontró que los dos receptores difieren significativamente en cuanto a su afinidad de unión al TNF-α, a pesar de que la unión ligando-receptor se lleva a cabo con una alta afinidad y una rápida cinética de asociación; no obstante, se observa que la unión al TNF-RI es irreversible, mientras que la unión al TNF- RII presenta una asociación muy baja y una cinética bastante rápida; esto ha llevado a explicar posibles diferencias en cuanto a la función de los receptores para el TNF-α. Recientemente se ha planteado la posibilidad de que el TNF-RII pueda comportarse como un “paseador del ligando”, ya que se ha observado que puede ligar el TNF-α y luego pasarlo al TNF-RI para potenciar la unión ligando-receptor, y por ende la acción del TNF-α, cuando las concentraciones de éste son muy bajas. La actividad in vivo e in vitro del TNF-RI se ha asociado primordialmente con la respuesta inflamatoria por intermedio del TNF-α soluble (sTNF-α), bastante mayor que la que se presenta por interrmedio del TNF-RII; además, el receptor de p60 participa de forma importante en los procesos apoptóticos, mediados por las seña- les de dominio mortal, y por la vía de las moléculas Fas-FasL.

De otra parte, los dominios intracelulares del TNF-RI se unen a proteínas de interacción con receptores (RIP), que con la ayuda de las proteínas de dominio mortal asociadas al receptor TNF-RI (TRADD) pueden generar una bifurcación en las vías de acción, bien sea hacia apoptosis o hacia la vía de señales proinflamatorias por intermedio del factor NF-kB; asimismo, el TNF-RII también está involucrado en los procesos apoptóticos del TNF-α, aunque por una vía diferente a la del p60, ya que en este caso participan las moléculas TRAF. En resumen, la función principal del TNF-RI es la de interactuar con la forma soluble de 17 kD del TNF-α y regular los procesos proinflamatorios y apoptóticos de esta citoquina. El TNF-RII, en cambio, tiene su interacción principal con la forma de membrana del TNF-α (26 kD), cumpliendo un papel clave en la respuesta tisular local, como es el caso de la hepatitis y la artritis reumatoídea; además, este receptor tiene también participa- ción en la unión del sTNF-α, aunque de forma menos significativa, y es el encargado de generar un intercambio de ligando para potenciar la acción del TNF-RI.

INTERES DEL ESTUDIO DEL POLIMORFISMO DEL TNF α Y SU RELACIÓN CON EL SISTEMA HLA



Cerca del 60% de las variaciones en los niveles del TNF-α están genéticamente determinadas (1, 2, 4). Dada la ubicación del gen TNF-α dentro del complejo mayor de histocompatibilidad (CMH), el alto polimorfismo de los genes que allí existen y su marcada proximidad a los genes HLA-B y HLA-DR (Figura 2) se ha investigado la posible existencia de haplotipos relevantes que influyan en la expresión del TNF-α . El CMH muestra un alto grado de desequilibrio de enlace (ver glosario) entre algunos de sus genes. Tal es el caso del haplotipo ancestral 8.1 (HLA-A1-B8-DR3-DQ2, TNFα A) (28). Este haplotipo está asociado a la predisposición de enfermedades autoinmunes e infecciosas. La interacción entre los diferentes genes de este haplotipo puede resultar en una potenciación o epistasis, responsable de las anomalías inmunológicas asociadas a éste, tales como una disminución en la función de linfocitos T, aumento en la síntesis de autoanticuerpos y en la producción de citoquinas proinflamatorias (28-30). De otra parte, y tal como se ha señalado anteriormente, existen microsatélites dentro del locus TNF-α, segregados de manera independiente y cuyo polimorfismo se ha encontrado asociado a enfermedades autoinmunes, tales como la AR (31). Por lo tanto, el estudio del polimorfismo del TNF-α es importante tanto en enfermedades autoinmunes, infecciosas y crónicas en donde esta citoquina es responsable de la patología.

FUNCIONES BIOLÓGICAS DEL TNF-α

El TNF-α es una citoquina clave por su papel mediador en la respuesta inflamatoria y la respuesta a la injuria o invasión de tejidos por parte de microorganismos como parásitos o microbios; igualmente, es de gran importancia en el control de procesos neoplásicos. Sin embargo, la acción del TNF-α sobre muchos tejidos algunas veces puede generar confusión, dados sus efectos. Normalmente esta citoquina puede actuar sobre muchos tejidos, como el endotelio vascular, el sistema nervioso central, hígado, pulmón, tejido muscular, sistema cardiovascular, los adipocitos, y asimismo generar efectos sobre el sistema endocrino, hematopoyético y tener acción tumoricida. A nivel del endotelio vascular, el TNF-α presenta una actividad procoagulante que estimula la expresión de factores tisulares y suprime cofactores importantes para la actividad de la proteína C anticoagulante. Además, el TNF-α activa células endoteliales para que produzcan IL-1; asimismo, puede inducir la expresión de moléculas HLA-A, B y activa antígenos que participan en la adherencia de leucocitos y plaquetas a la superficie del endotelio. La acción del TNF-α a nivel vascular causa una serie de manifestaciones de toxicidad, generando coagulación difusa, necrosis de órganos vitales, deshidratación y falla pulmonar. En el sistema nervioso central se han encontrado sólo pequeñas cantidades de TNF-α, que ha podido cruzar la barrera hematoencefálica; sin embargo, es suficiente para que se produzca fiebre, anorexia, ya que actúa sobre la región hipotalámica que regula la temperatura corporal y el apetito; igualmente, durante procesos infecciosos como la meningitis los niveles de TNF-α en el líquido cefalorraquídeo aumentan y se asocian con un mal pronóstico de la



enfermedad. De otra parte, la acción inflamatoria del TNF-α parece estar implicada en la formación de placas típicas en los pacientes con esclerosis múltiple. Además, hay producción de esta citoquina a nivel neuronal, principalmente en la región hipotalámica, donde el TNF-α parece funcionar como un neurotrasmisor. De otra parte, el TNF-α sobrerregula la expresión de proteínas de fase aguda en los hepatocitos, generando un incremento de estas proteínas en el suero y suprimiendo la síntesis de albúmina; además, produce las células de Kuffer por sí solo, aunque también induce la producción de algunas citoquinas, como la IL-1 e IL-6, que pueden aumentar la respuesta de fase aguda.

El TNF-α actúa como un estimulador directo de la sín- tesis de lípidos circulantes, favorece la lipogénesis y aumenta la trigliceridemia, además apresura el transporte de aminoácidos en los hepatocitos, acelerando la pérdida de nitrógeno, lo cual puede generar enfermedad. Al igual que la IL-1, el TNF-α es un poderoso inductor de respuesta inflamatoria, la cual puede mediar directamente o por intermedio de la IL-1 y otras citoquinas proinflamatorias. Así, el TNF-α puede inducir la producción de IL-2, IL4, IL-6, IL-10, IL-1, IL-18 IFN-γ, factor de crecimiento y transformación beta (TGF-β), factor inhibidor de la migración (MIF), ntre otros. Igualmente, esta citoquina puede



estimular la producción de hormonas como el cortisol, la epinefrina, el glucagón, la insulina y la norepinefrina.

PAPEL PATOGENICO DEL TNF-α

EN LA AR Hay suficiente evidencia que sustenta que el TNF es un elemento clave en la patogénesis de AR (32). El tejido sinovial normal no expresa antígenos del TNF-α, pero sí se ha detectado en el suero y líquido sinovial de pacientes con AR. Se ha encontrado expresado en los macrófagos, células endoteliales y en la interfase pan- nus-cartílago. Es el principal factor de crecimiento de los fibroblastos, liberado espontáneamente por las células mononucleares sinoviales encontradas en la sinovial reumatoídea. En las articulaciones inflamadas, el TNF-α tiene una variedad de efectos, que incluyen la activación de los osteoclastos y la estimulación de la adhesión de los neutrófilos a las células endoteliales. Además, induce la producción desde los fibroblastos sinoviales de la IL-6, IL-8, MCP-1, proteína inflamatoria de macrófagos-1a (MIP-1a) y proteína activadora de neutrofilos derivada del epitelio (ENA-78), así como otras citoquinas, IL-1 e IL-18, a través de las cuales ejerce un papel destructor a nivel del cartílago y hueso (33, 34) (Figura 6). La artritis inducida por colágeno en ratones es acelerada por la inyección de TNF-α, y se caracteriza por la destrucción ósea y del cartílago y por la infiltración de leucocitos. Esto es confirmado por las observaciones de Neidel et al. (35), quienes reportaron que los pacientes con AR que presentan destrucción ósea tienen niveles más altos de TNF-α en el líquido sinovial que los pacientes sin destrucción ósea.

La TACE actúa no sólo en la molécula precursora del TNF, sino que también cliva el dominio extracelular del ligando complementario, formando receptores solubles de TNF (sTNFR). Estos sTNFR se pueden unir a los complejos trimoleculares de TNF, dejándolos biológicamente inactivos. Así, los sTNFR actúan como inhibidores naturales de los procesos inflamatorios mediados por TNF. Los dos receptores solubles para el TNFα se encuentran incrementados en el líquido sinovial y en el suero de AR, comparado con pacientes OA; sin embargo, no neutralizan completamente el TNF-α producido por los cultivos de células de las articulaciones de los pacientes AR (36, 37). Estos receptores solubles tienen una media vida extremadamente corta, sólo de segundos o minutos. Debido a su papel proinflamatorio, se ha considerado que el TNF-α desempeña un papel importante en muchos trastornos inflamatorios crónicos, incluyendo AR, esclerosis múltiple, enfermedad de Crohn, vasculitis sistémica, rechazos a los injertos y la enfermedad de injerto contra huésped, entre otros. Los avances en tecnología de ADN recombinante han permitido el desarrollo de agentes inhibidores del TNF-α, no sólo en modelos de artritis animal, sino en pacientes con AR activa. El éxito de estos agentes en humanos ha dado soporte inequívoco del papel de esta citoquina en la mediación de la inflamación en la AR.



10.LAS INTERLEUCINASSon proteínas solubles de bajo peso molecular mediadoras de crecimiento celular, inflamación,

inmunidad, diferenciación y reparación, entre otras actividades. Además de las células del

sistema inmune, las citocinas son producidas por diferentes tipos celulares durante la

activación de la inmunidad innata y adquirida. Son el principal medio de comunicación

intracelular ante una invasión microbiana. Las citocinas sirven para iniciar la respuesta

infamatoria, y para definir la magnitud y naturaleza de la respuesta inmune específica. En el

cuadro 1, se enlistan las principales características de las citocinas involucradas en la respuesta

inmune inespecífica.

Principales características de la inmunidad innata.

Interleucina Nombre Original Fuentes Estímulos Definición

~17,5kDa Linfocitos (LAF) Células epiteliales y endoteliales Citocinas IL-1 y TNF inflamatoria enContacto con célula T CD4 la inmunidad

innata

IL-6 Factor con actividad Fagocitos mononucleares activados Virus, vacterias y sus Mediador de la

antiviral secretado por Células de endotelio vascular y productos IL-1, respuesta dePM 26 kDa fibroblastos fibroblastos, otras células en TNF, IFN y PDGF fase aguda

"Interferon beta 2" respuesta a IL-1 y TNFAlgunas células T activadas

IL-18 Factor inductor de Macrófagos activados, incluyendo células de Kupffer

Microorganismos Citocina proinflamatoria

INTERLEUCINA-6

La IL-6 es producida por diversos tipos celulares: monocitos, macrófagos, linfocitos T y B,

fibroblastos, células endoteliales, sinoviocitos, células de la glía, adipocitos y células

epiteliales intestinales, entre otras. Los principales estímulos para su síntesis y liberación son

las infecciones por ciertos microorganismos, particularmente virus y bacterias

(lipopolisacárido bacteriano) y la acción de otras citocinas, como la IL-1, TNF-α y el factor de

crecimiento derivado de las plaquetas. Asimismo, sus principales objetivos o dianas celulares



son los linfocitos T y B, las células epiteliales, los monocitos/macrófagos y los hepatocitos. Es

una citocina pluripotencial ya que tiene acciones tanto proinflamatorias como

antinflamatorias. En la actualidad se la reconoce como el principal mediador de la respuesta de

fase aguda; también posee efectos antinflamatorios al ejercer un control parcial sobre la

producción de IL-1 y TNF-α . A diferencia de la IL-1 y el TNF-α , que poseen acciones

proinflamatorias, los efectos de la IL-6 en la inmunidad dependen del contexto y de su

concentración local, así como de la presencia o ausencia de otras proteínas reguladoras que

actúan en la vía de transducción de señales, o de la concentración de su receptor soluble.

FUNCIONES DE LA IL-6

Esta citocina ejerce diferentes acciones hematológicas, inmunológicas, en el hígado,

endocrinológicas y metabólicas. La IL-6 es la principal estimuladora de la producción de la

mayoría de las proteínas de fase aguda, como, por ejemplo: proteína C-reactiva, amiloide

sérico A, ceruloplasmina, haptoglobina, hemopexina, ferritina, algunas proteínas del sistema

del complemento, diferentes proteínas de la cascada de la coagulación y del sistema

fibrinolítico, etc.

La IL-6 es, junto con IL-1, TNF-α e interferón gamma, un regulador importante de la

termogénesis corporal y su papel como pirógeno endógeno está ampliamente demostrado.

De hecho, se sabe que la IL-6 secretada en el tallo cerebral es indispensable para la

producción de las etapas finales que conducen a la fiebre.

La IL-6 juega un papel importante en la patogénesis de la anemia de las enfermedades

crónicas al inducir la producción hepática de hepcidina, que inhibe la absorción intestinal

(duodenal) de hierro. Además, induce la expresión de ferritina, que promueve el

almacenamiento y retención del hierro dentro de los macrófagos. La IL-6 coestimula el

crecimiento de diferentes colonias de precursores hematopoyéticos; promueve el

crecimiento de colonias de granulocitos y macrófagos e interviene en la proliferación y

maduración de la serie megacariocítica.

En el sistema nervioso, la IL-6 es importante en la fisiología de la nocicepción y en la

fisiopatología del dolor porque parece ser uno de los estimulantes más poderosos del eje

hipotalámico-hipofisiario- suprarrenal de los seres humanos



En el sistema inmune, la IL-6 promueve la diferenciación y maduración de los linfocitos T y B,

estimula la producción de inmunoglobulinas por parte de las células B, inhibe la secreción

de citocinas proinflamatorias como el TNF-α y la IL-1. En este sentido, la IL-6 tiene acciones

antinflamatorias y, junto con el aumento en la producción del cortisol, ayuda a controlar la

respuesta inflamatoria. También induce la liberación del antagonista del receptor de la IL-1 y

del receptor soluble del TNF-α.

En los huesos la IL-6 promueve la diferenciación de monocitos/macrófagos en osteoclastos,

potencia la actividad de la agrecanasa lo cual incrementa el rompimiento de los

proteoglicanos; por consiguiente, favorece el desarrollo de osteoporosis yuxtarticular y el

daño erosivo observado en la AR. También induce la expresión de RANKL (por la sigla en

inglés de receptor activator for nuclear factor κ B ligand), un factor esencial para la

diferenciación y estimulación de la actividad y supervivencia de los osteoclastos.

En las células del endotelio vascular, la IL-6 promueve la activación mediante el aumento en la

expresión de selectina-E, moléculas de adhesión intercelular (ICAM-1, por la sigla en inglés de

intercellular adhesion molecules), moléculas de adhesión de las células vasculares (VCAM-1,

por la sigla en inglés de vascular cells adhesion molecules) y promueve la liberación de otros

mediadores proinflamatorios por parte de dichas células. También estimula la producción

por parte de fibroblastos sinoviales del factor de crecimiento del endotelio vascular (VEGF, por

la sigla en inglés de vascular endothelial growth factor), que es importante en la fisiopatología

de la AR.

La IL-6 se encuentra también involucrada en la patogénesis de ciertos fenómenos

asociados con sepsis grave y otras enfermedades críticas, como, por ejemplo, alteración

del estado mental y fatiga, hiperglucemia, resistencia a la insulina, disfunción miocárdica,

atrofia muscular esquelética, anorexia y caquexia del cáncer. En pacientes sépticos, la

concentración circulante elevada de IL-6 se correlaciona significativamente con un

incremento en el riesgo de muerte. La administración temprana y a dosis intermedias de un

anticuerpo monoclonal anti-IL-6, mejora la sobrevida en modelos animales de sepsis inducida

por la ligadura y perforación del ciego.

Por último, evidencias recientes indican que IL-6 promueve el desarrollo de células T-

ayudadoras. Dichas células producen la citocina IL-17, una citocina proinflamatoria que

ayuda al reclutamiento de otras células del sistema inmune en los tejidos periféricos y

ejerce un efecto patogénico en diferentes enfermedades autoinmunes.



INTERLEUCINA - 18

La IL-18 es una citocina con actividad antiviral y antitumoral, juega un papel importante en la

respuesta de tipo Th1 a través de la inducción de la síntesis de interferón gamma (IFN-) y

el aumento de la actividad citotóxica de los LTC y de las células NK. Posee también la capacidad

de inducir la producción de otros mediadores proinflamatorios, tales como el factor de

necrosis tumoral alfa (TNF-α), IL-1β, IL-6 e IL-8, que aumentan la proliferación de células T, y

la activación de los LTC. La IL-18 cumple sus actividades biológicas a través de un receptor

heterodimérico compuesto por una cadena α y una cadena β (IL-18Rα y IL-18Rβ). La IL-18Rα

se une al ligando, mientras que la IL-18Rβ es la cadena transductora de señal. El papel de la IL-

18 en la patogénesis por VPH no se ha determinado. La falta de producción de IL-18 bioactiva

inducida por las células tumorales, se ha propuesto como un mecanismo probable a través del

cual las células transformadas pueden inhibir la síntesis local de IFN-γ y así la respuesta de tipo

Th1. Se ha reportado que la proteína E6 del VPH se une a la IL-18 y la degrada por la vía de

la ubiquitinación, o por cualquier otra, y que las oncoproteínas E6 y E7 del VPH 16 se

unen de forma competitiva a la cadena α del IL- 18R e inhiben así la producción de IFN-γ

inducida por IL-18 en células NK y células mononucleares de sangre periférica humana, al

reducir la unión de la IL-18 a su receptor. De esta forma las oncoproteínas del VPH

contribuyen a la patogénesis viral y a la carcinogénesis cervical.

11.FACTOR NEUROTRÓFICO CILIAR

Factor neurotrófico ciliar es una proteína que en los humanos está codificada por el gen de

CNTF.

La proteína codificada por este gen es una hormona polipeptídica y factor de crecimiento

nervioso cuyas acciones se han estudiado principalmente en el sistema nervioso en la que

promueve la síntesis de neurotransmisores y el crecimiento de neuritas en determinadas

poblaciones neuronales incluyendo astrocitos. La proteína es un potente factor de

supervivencia para las neuronas y oligodendrocitos y puede ser importante en la reducción de

la destrucción del tejido durante los ataques inflamatorios. Una mutación en este gen, que se

traduce en corte y empalme aberrante, conduce a la deficiencia de factor neurotrófico ciliar,

pero este fenotipo no está causalmente relacionado con la enfermedad neurológica.. CNTF

también se ha demostrado que se expresa por las células en la superficie del hueso, y para

reducir la actividad de las células formadoras de hueso, los osteoblastos.



11.1. APLICACIONES TERAPÉUTICASEfectos de saciedad

En 2001, se informó que en un estudio humano examinar la utilidad de CNTF para el

tratamiento de la enfermedad de la motoneurona, CNTF producido una pérdida de peso

inesperado y sustancial en los sujetos de estudio. Investigaciones posteriores revelaron que el

CNTF podría reducir la ingesta de alimentos sin causar hambre o el estrés, por lo que es un

candidato para el control de peso en sujetos resistentes a la leptina, como se cree CNTF para

operar como la leptina, pero por una vía no-leptina.

Axokine contra el sobrepeso

Un medicamento inicialmente desarrollado para tratar enfermedades como la esclerosis

múltiple, está demostrando su eficacia en tratamientos contra la obesidad.

El Axokine, una versión obtenida por ingeniería genética de una proteína llamada CNTF,

presente en el ser humano de forma natural, se encuentra en fase de prueba por parte del

laboratorio norteamericano Regeneron. El medicamento tiene el mismo mecanismo de acción

que la leptina, actuando sobre el centro de saciedad del cerebro para reducir la cantidad de

alimentos ingeridos.

Durante los ensayos clínicos, los pacientes que recibieron una inyección diaria de Axokine

durante un periodo de 12 semanas adelgazaron por término medio 4 kilos más que el grupo

que recibió únicamente placebo.

Además, tras dejar de recibir el medicamento, los pacientes tardaron 8 meses en recuperar el

peso perdido y no experimentaron el típico "efecto rebote" que presentan otros tratamientos

y regímenes de adelgazamiento tras ser abandonados.

Sin embargo, como la mayoría de medicamentos, también este tiene efectos secundarios

indeseados. Aunque aún no se han podido determinar con precisión, dado que no ha

concluido la fase de pruebas, parece que básicamente pueden consistir en una inflamación

local suave en el lugar de la inyección que, a dosis mayores, puede verse acompañada por

náuseas, vómitos y tos.

NT-501

NT-501 es un producto que está siendo desarrollado por Neurotech que consiste en células

humanas encapsuladas modificadas genéticamente para secretar factor neurotrófico ciliar. En

un ensayo clínico, NT-501 demostró una reducción estadísticamente significativa de la

degradación de los fotorreceptores en pacientes con retinitis pigmentosa.



12.FACTOR TRANSFORMADOR DEL CRECIMIENTO-Β (TGF-Β)

Historia

La historia del descubrimiento y el aislamiento original del factor de crecimiento (TGF-b) describe la actividad de esta molécula en términos simplistas. Durante los años 70 hubo grandes inquietudes por definir factores de crecimiento peptídico individuales que podían conferir un fenotipo transformado en células no malignas; dicha transformación era posible en células que crecían en cultivo de una manera independiente del anclaje. Lo más prominente fue la descripción en 1978 de un factor de crecimiento del sarcoma, el cual provenía de un extracto de células transformadas por virus, que causaba que los fibroblastos de riñón de rata normal (NRK, por sus siglas en inglés) crecieran en medio con agar. Cuando este extracto fue purificado, se encontró que la habilidad para causar el crecimiento era el resultado de dos péptidos nombrados posteriormente TGF-a y TGF-b; pero no fue sino hasta 1981 cuando Anita Roberts y colaboradores en su laboratorio de los Institutos Nacionales de Salud (NIH, por sus siglas en inglés) identificaron al TGF-b como una molécula involucrada en un sinnúmero de procesos biológicos. Originalmente el TGF-b1 fue el primero en purificarse de plaquetas y placenta humanas, y riñón de bovino, y ser caracterizado como un homodímero de 25 kDa.

El TGF-b es una superfamilia de proteínas integrada por más de 35 citocinas que incluye a las activinas, inhibinas, proteína morfogénica de hueso (BMP, por sus siglas en inglés), hormona anti-müleriana y al factor de crecimiento transformante b propiamente dicho, que regulan una gran cantidad de actividades biológicas como proliferación, migración y apoptosis en diferentes tipos celulares, tanto en el estado adulto como durante el desarrollo embrionario.

Todos estos factores de crecimiento comparten un grupo de residuos de cisteína altamente conservados que forman una estructura común, sostenida por enlaces disulfuro intramoleculares.

Las activinas y las BMP juegan un papel importante durante el desarrollo embrionario; las activinas inducen el mesodermo dorsal en embriones de Xenopus laevis, y las BMP también desempeñan importantes funciones al inducir el mesodermo ventral en este mismo organismo.

El TGF-b es considerado como una citocina multifuncional (pleiotrópica) debido a los efectos que tiene sobre los diferentes tipos celulares. Es el inhibidor más potente de proliferación en células mieloides, mesenquimales, epiteliales, linfoides, endoteliales y en varios tipos de células malignas. Alternativamente, puede estimular la proliferación de fibroblastos normales en células no epiteliales y cierto tipo de células



mesenquimales. Es un fuerte estimulador de la síntesis y depósito de proteínas de matriz extracelular por parte de fibroblastos, osteoblastos y células endoteliales; además, induce la expresión de integrinas y receptores que median las interacciones celulares con proteínas de matriz extracelular. Particularmente el TGF-b1 también induce otros eventos intracelulares como la regulación de factores de crecimiento que intervienen en la diferenciación celular; induce cambios de expresión de los genes jun-B, c-fos y c-myc; induce recambio de IP3; evita la fosforilación de la proteína Rb (retinoblastoma), dependiente del contacto célula-célula e induce la activación de proteínas G.

Estructura

Existen cinco isoformas del TGF-b en diferentes organismos. Adicionalmente, un heterodímero del TGF-b (TGF-b1.2) se ha identificado en plaquetas porcinas. En mamíferos se han descrito tres formas del TGF-b (-b1, -b2 y -b3), las cuales residen en diferentes cromosomas (19q13, 1q41 y 14q24 en humanos, respectivamente), pero poseen 80% de homología en secuencia de aminoácidos, mientras que las isoformas 4 y 5 se han identificado en aves y anfibios, respectivamente. El TGF-b es producido como un precursor dimérico de 25 kDa, secretado en forma latente (anclado a superficie celular o a la matriz extracelular), que posee 390 aminoácidos, en el cual la porción C-terminal de 112-114 aminoácidos posee nueve residuos de cisteína, y es la región activa después de que es cortada proteolíticamente en el aminoácido 278.



La activación del TGF-b es dada por varios factores, incluyendo pH extremo, altas temperaturas, proteolisis limitada o desglucosilación del péptido asociado a la latencia (LAP, por sus siglas en inglés). También existe un mecanismo particular de activación, iniciado por la unión del complejo latente del TGF-b1 a la glucoproteína de matriz extracelular llamada trombospondina 1 (TSP-1).

Muchos tipos celulares expresan los TGF-b1 y TGF-b2 con 70% de homología en su secuencia de aminoácidos, mientras que el TGF-b3 es sintetizado por células mesenquimales y posee 79% de homología con el TGF-b2. Entre los mamíferos, la secuencia de aminoácidos del TGF-b1 es altamente conservada (100%), ya que es idéntica en humanos, cerdos, vacas y monos y difiere sólo en un aminoácido en ratones. La estructura tridimensional de la proteína del TGF-b1 comienza en el extremo N-terminal con una cadena a-hélice (a1) seguida por una cadena b-plegada (b1) y una cadena b-plegada antiparalela irregular. En segundo término, sigue una segunda cadena a-hélice (a2) y un asa larga con numerosos contactos hidrofóbicos. Se continúa con una segunda cadena b-plegada (b2), otra asa larga y una tercera cadena a-hélice (a3), la cual termina con un giro b-tipo II y un asa larga. El extremo C-terminal de la molécula forma una estructura b-antiparalela extensa con un giro b tipo II. Las cadenas b3, b4, b5, b6 y b7 plegadas se forman por apareamiento de residuos intercatenarios del extremo C-terminal de la proteína.

Papel inmunológico

Algunos estudios enfocados en descubrir el papel del TGF-b indican una función en procesos inmunes e inflamatorios, ya que suprime el crecimiento y diferenciación de muchos linajes de células inmunes, incluyendo células T y B. El TGF-b es producido por todas y cada una de las células de linaje inmunológico y actúa de una manera autocrina y paracrina. Además de la regulación de la proliferación de células del sistema de defensa, regula la expresión de moléculas de adhesión, especialmente en la médula ósea y en el microambiente tímico. Este también actúa como un quimioatrayente para fibroblastos, monocitos y neutrófilos e inhibe la activación del sistema inmune por presentación antigénica o de interleucinas (IL). Además, las células T que entran en apoptosis normal son el mayor objetivo del TGF-b, con una acción inmunosupresora drástica, e in vivo aumenta las funciones efectoras y de memoria de los linfocitos T CD4+ antígeno-específicos, inhibe la secreción de IgG e IgM, suprime la hematopoyesis dependiente de IL-3. De manera importante y relevante, el TGF-b también controla la proliferación y maduración en células B y tiene un papel regulatorio crítico en la expresión de IgA.



TGF-b en patologías

Se sabe que el TGF-b tiene un importante papel en la regulación del ciclo celular. En muchas células epiteliales, endoteliales y hematopoyéticas actúa inhibiendo la progresión de la fase G1 del ciclo mitótico, ya que estimula la producción de p15, un inhibidor de cinasas dependientes de ciclinas (CDC). Estos cambios resultan en un decremento en la fosforilación de la proteína Rb, la cual se une y secuestra miembros de la familia de factores de transcripción E2F e inhibe, de esta forma, la expresión de genes que regulan el ciclo celular como los c-mycy c-myb. En las células cancerosas, mutaciones en la vía de señalización del TGF-b confieren resistencia a la inhibición del crecimiento y, consecuentemente, disparan un crecimiento celular descontrolado. Además de los efectos antes mencionados, el TGF-b también juega un importante papel en la metástasis, ya que induce la expresión, tanto de matriz extracelular como de proteínas de adhesión celular, así como también decrece la producción de enzimas que degradan la matriz, o incrementa los inhibidores de dichas proteínas. Por todo lo anterior, es de suponerse que el TGF-b puede incrementar la invasión de las células malignas. Además, el TGF-btambién induce la formación de nuevos vasos sanguíneos (angiogénesis) y la motilidad celular, y suprime al sistema inmune. La sobreproducción del TGF-b puede inducir la acumulación de una cicatriz fibrosa en diferentes órganos (hígado, riñón, pulmón), culminando con un estado patológico muy grave que en muchos casos lleva a la muerte. El TGF-b inhibe la proliferación y migración de células endoteliales y de músculo liso. Aunado a todo lo anterior, parece haber una relación entre el grado de expresión del TGF-b y la hipertensión arterial, debido a varios factores como elevación en la concentración de angiotensina II, incremento en la presión sanguínea sistémica y polimorfismos en el promotor del TGF-b.

13. RESISTINA Y SU POSIBLE ACCIÓN SOBRE LA INSULINA

La resistina también conocida como factor de tejido adiposo-secretora específica o C/proteína mieloide específica secretada rica en cisteína EBP-épsilon-regulado es una rica en cisteína hormona peptídica derivadas de tejido adiposo que en los humanos está codificada por el gen RETN.

En los primates, cerdos, y perros, la resistina es secretada por las células inmunes y epiteliales, mientras que, en roedores, que es secretada por el tejido adiposo. La longitud de la resistina pre-péptido en humanos es de 108 residuos de aminoácidos y en el ratón y la rata es 114 aa; el peso molecular es de ~ 12,5 kDa. La resistina es una citoquina cuyo papel fisiológico ha sido objeto de mucha



controversia en cuanto a su relación con la obesidad y la diabetes mellitus tipo II.

La resistina se ha demostrado que causa "altos niveles de colesterol" malo ", aumentando el riesgo de enfermedades del corazón resistina aumenta la producción de LDL en células de hígado humano y también degrada receptores de LDL en el hígado. Como resultado, el hígado es menos capaz de claro colesterol "malo" del cuerpo. resistina acelera la acumulación de LDL en las arterias, lo que aumenta el riesgo de enfermedades del corazón. resistina impacta de manera adversa los efectos de las estatinas, el principal medicamento para el colesterol-reductor utilizado en el tratamiento y la prevención de la enfermedad cardiovascular, recientemente descrita, puede ser la clave en esta relación (resistencia la insulina/IMC). Derivada prácticamente en exclusiva del tejido adiposo blanco está implicada en la regulación de la resistencia a la insulina y la obesidad inducida por la dieta. Aunque algunos datos registrados en humanos son controversiales, el incremento de IMC parece relacionarse con niveles elevados de resistina.

Se le atribuyo gran importancia tras una primera publicación de Steppan, al sugerir que era el nexo de unión entre la obesidad y diabetes. Sin embargo, estudios posteriores avalan la idea de que la resistencia insulinica y obesidad se asocian con la reducción de la expresión del mRNA de resistina; precisamente, el TNF alfa, cuya producción aumenta en el tejido adiposo de personas obesas regula la baja de expresión de resistina, y varias publicaciones no han mostrado diferencias entre la expresión del mRNA de resistina de sujetos normales, insulinorresistentes y diabéticos tipo 2, la producción de resistina se halla regulada a la baja y tras la pérdida de peso, sufre un descenso adicional.

La expresión del gen resistina (localizado en el cromosoma 19p13) y su secreción por el tejido adiposo está regulada por las tiazilidinodionas, que son ligando específicos de PPARY, que podría explicar el estado de resistencia a la insulina.

Se ha observado que los niveles de resistina en sangre de roedores disminuyen tras 48 horas de ayuno y se normalizan tras la ingesta. Los datos disponibles de estudios experimentales en ratones indican que la resistina es una molécula señal segregada por los adipocitos con un impacto significativo sobre la sensibilidad de la insulina y la homeostasis de la glucosa.

Así se ha demostrado que la administración de resistina en ratones produce hiperglicemia y resistencia a la insulina, si bien los tejidos diana específicos de la resistina no han sido todavía confirmados, podría aceptarse que los tejidos



preferentes son: el tejido adiposo, el musculo esquelético y quizás el hígado y cerebro.

La obesidad y la resistencia a la insulinaLos argumentos a favor

Mucho de lo que es la hipótesis sobre un papel de la resistina en el metabolismo energético y DM2 se puede derivar a partir de estudios que muestran una fuerte correlación entre la resistina y la obesidad. La creencia subyacente entre las personas a favor de esta teoría es que los niveles de resistina sérica aumentan con el aumento de la adiposidad. A la inversa, se ha encontrado que los niveles de resistina suero a disminuir con la disminución de la adiposidad después de un tratamiento médico. Específicamente, la obesidad central parece ser la región más importante de tejido adiposo que contribuye al aumento de los niveles de resistina suero. Este hecho adquiere implicaciones significativas teniendo en cuenta el vínculo bien entendida entre la obesidad central y la resistencia a la insulina; peculiaridades notables de la DMT2.

Aunque parece que los niveles de resistina aumenta con la obesidad, se puede concluir entonces que tales aumentos de resistina sérica son responsables de la resistencia a la insulina que parece estar asociada con un aumento de la adiposidad? Muchos investigadores en sus respectivos estudios han demostrado que este es el caso, encontrando una correlación positiva entre los niveles de resistina y la resistencia a la insulina. Este descubrimiento está respaldada por estudios que confirman una correlación directa entre los niveles de resistina y los sujetos con DM2. Si la resistina no contribuyen a la patogénesis de la resistencia a la insulina en la diabetes tipo 2, a continuación, el diseño de fármacos para promover la disminución de la resistina en suero en sujetos con DM2 podría entregar inmensos beneficios terapéuticos.

Los argumentos en contraLa cantidad de evidencia que apoya la teoría de enlace de la resistina entre la obesidad y la DM2 es muy amplio y puede seguir creciendo. Sin embargo, esta teoría no tiene el apoyo de toda la comunidad científica, ya que el número de estudios que presentan evidencia en contra de esta teoría sigue creciendo. Tales estudios han encontrado disminuyó significativamente las concentraciones séricas de la resistina con mayor adiposidad que sugiere no sólo que la resistina es downregulated en sujetos obesos, pero también que disminuyeron los niveles de resistina puede contribuir a la relación entre la obesidad y la diabetes tipo 2. Los datos que contradicen la idea de que la pérdida de peso coincide con



la disminución de las concentraciones séricas de resistina también se han presentado, este tipo de estudios en lugar informan que la pérdida de peso se asocia con aumentos notables en la resistina sérica. En realidad, casi todos los hallazgos reportados por los grupos opuestos a la teoría de enlace de resistina son exactamente lo contrario de los observados por los grupos que apoyan la teoría. La idea de que la resistina enlaces de la obesidad a la diabetes tipo 2 está ahora bajo escrutinio aún más, ya que las investigaciones recientes han confirmado una gran expresión en lugar de la resistina en muchos tejidos, en lugar de aquellos única característica de la obesidad, tales como adipocitos.

Con tan muchos científicos en contra de esta teoría como aquellos a los que la apoyan, la probabilidad de que la resistina siempre será visto como el nodo central de articulación entre la obesidad a la diabetes tipo 2 en el futuro cercano es muy baja. La misma medida en la que estos dos puntos de vista se oponen entre sí plantea preguntas acerca de la sincronía de la metodología utilizada en estos grupos respectivos, que se tradujo en resultados opuestos polares. Es sorprendente, sin embargo, que un "descubrimiento" que une DM2 a la obesidad a través de vías mediadas por la resistina no quedar sin respuesta en un mundo científico altamente competitivo. Sin embargo, se puede concluir que entre este gigante de debate se encuentra suficiente evidencia para apoyar la idea de que la resistina tiene algún papel incompletamente definidos en la homeostasis de la energía a la vez que demuestra propiedades que ayudan a incitar a respuestas inflamatorias a los sitios de infección.

Desafortunadamente, el rol preciso de la resistina ha sido difícil de definir en humanos y resulta complejo estudiarlos en modelos animales por su número de isoformas de la resistina identificada en roedores y en seres humanos diferentes.

Algunas evidencias indican que la obesidad es un estado inflamatorio. La familia molecular de la resistina se identificó primero en modelos inflamatorios como el asma. Este péptido puede, de hecho, constituir una nueva clase de citosinas. Se han demostrado elevaciones de proteínas c- reactivas y las interleuquinas 6 en los pacientes obesos. Las elevaciones de la proteína c-reactiva también se ha asociado con el número de patologías asociadas a obesidad que un paciente besa presenta.

14.ANGIOPOYETINASINTRODUCCIÓN



El reconocimiento de la hipertrigliceridemia (HTG) como un factor de riesgo independiente de la enfermedad cardiovascular debido a su potencial aterogénico ha hecho necesaria la investigación para identificar los diversos factores involucrados en la regulación de la concentración plasmática de triglicéridos (TG). Sin embargo, la patofisiología de la HTG no se conoce con exactitud en la actualidad. Los TG constituyen, junto con el colesterol esterificado, el núcleo lipídico de quilomicrones, lipoproteínas de muy baja densidad (VLDL) y sus correspondientes lipoproteínas remanentes. La enzima lipoproteinlipasa (LPL) es la principal involucrada en la degradación de los TG plasmáticos. Su acción lipolítica requiere de la presencia del cofactor apo C-II, y está modulada por diversos factores. Un importante regulador negativo de LPL es apo C-III, y las recientemente identificadas proteínas angiopoyetina-like ANGPTL3 y ANGPTL4.

ANGIOPOYETINAS

Las angiopoyetinas factores de crecimiento de proteínas que promueven la angiogénesis. Estas parecen funcionar de manera complementaria y coordinada con VEGF, donde el VEGF actúa en el desarrollo vascular, mientras que las angiopoyetinas actúan más probablemente mediante la modulación de la remodelación, maduración y estabilización de la vasculatura. En la actualidad hay cuatro angiopoyetinas identificadas: Ang1, Ang2, ang3, ang4. Se requieren Ang1 y Ang2 para la formación de vasos sanguíneos maduros, como se demuestra por los estudios del ratón knock out.

Angiopoyetina 1, angiopoyetina 2 que se unen a los receptores tirosina quinasa Tie2 (también conocidos como Tek), que son receptores que se encuentran en las células endoteliales.

Las angiopoyetinas (Ang-1 y Ang-2) son proteínas que son codificadas por los genes ANGPT1 y ANGPT2 respectivamente. Ambas son ligandos del receptor Tie-2 (un receptor tirosina quinasa, que se expresa en las células endoteliales y hematopoyéticas).

Las angiopoyetinas están involucradas en la estabilización y remodelación del plexo capilar primario y son responsables de la supervivencia de las células endoteliales. La Ang-1 se expresa en el cito y sinciciotrofoblasto, mientras que la Ang-2 y Tie-2 se expresan predominantemente en el citotrofoblasto.

Ang-1 interviene en la estabilización del desarrollo de los vasos sanguíneos mediante la contratación y la interacción con las células peri endotelial. Ang-1 por sí no estimula la proliferación in vitro de las células endoteliales, a pesar de Ang-1 ha sido descrita como estimular la migración de las células endoteliales. En presencia de VEGF, Ang-1 potencia y sostiene el crecimiento capilar en un sistema in vitro.

En contraste con Ang1, Ang2 no conduce a la activación del receptor TIE2 pero es un antagonista natural del receptor TIE2. Ang2 logra la desestabilización de los vasos maduros mediante el bloqueo de los efectos de Ang1.

ANGIOGÉNESIS

Los vasos sanguíneos se originan mediante dos procesos, denominados vasculogénesis y angiogénesis. El primero



se inicia en el periodo embrionario a partir de células progenitoras multipotentes. Mientras que en la angiogénesis, se crean nuevas redes vasculares a partir de las preexistentes.

Estos mecanismos están controlados por factores originados en células vecinas que contribuyen a la proliferación y desarrollo de las células endoteliales que forman el lecho de los vasos sanguíneos. Este proceso es mediado en condiciones normales y patológicas por estímulos pro y anti-angiogénicos. Específicamente ligado a la proliferación tumoral la abundante vascularización observada en los tumores permite la llegada de elementos nutritivos y la diseminación de células neoplásicas dando lugar a la metástasis. Numerosos resultados indican que las nuevas terapias basadas en la inhibición de la angiogénesis tumoral juegan un papel importante en el control de la enfermedad.

En adultos, la angiogénesis es un evento infrecuente excepto durante la cicatrización de heridas o en procesos asociados con el ciclo menstrual y la implantación del óvulo. En cambio, en ciertas patologías como en la aparición de tumores, la retinopatía diabética y la artritis reumatoidea, se generan estímulos pro-angiogénicos.

PROCESOS DE LA ANGIOGÉNESIS.

¿Qué relación existe entre microbiótica intestinal y obesidad?Investigadores genetistas de la Universidad Washington, en San Louis, liderados por Jeffrey Gordon, han descubierto que los humanos y ratones obesos poseen, en comparación con sus congéneres delgados, una proporción diferente de determinadas



bacterias intestinales (Firmicutes y Bacteroidetes) encargadas de la digestión y el equilibrio energético. Más aún, este mismo grupo de investigadores analizando en 12 sujetos obesos el impacto que tiene la reducción de peso sobre la microbiótica intestinal después de 1 año de tratamiento, aplicando diferentes regímenes dietéticos, observan estudiando las heces, que en la medida que estos reducen peso corporal, la proporción de Firmicutes y Bacteroidetes tiende a normalizarse y asemejarse a los sujetos de normopeso.El conjunto de bacterias intestinales, calculadas entre 10 y 100 trillones, constituye la denominada microbiótica intestinal y esta compuesta por 2 grandes grupos de bacterias, los Firmicutes y los Bacteroidetes, que en conjunto normalmente abarcan el 90% del total, tanto en humanos como en animales.

La microbiótica intestinal de humanos y animales obesos, se caracteriza por tener una mayor proporción de Firmicutes (50% más) y una menor de Bacteroidetes (50%), en comparación a sujetos y animales de normopeso. Estos Firmicutes tienen más capacidad de obtener energía (calorías) a partir de los mismos alimentos, ya que son ricos en genes que codifican enzimas que degradan polisacáridos indigeribles de la dieta, produciendo carbohidratos simples y ácidos grasos de cadena corta, por tanto incrementando la eficiencia de la digestión y absorción de los alimentos. Por otra parte, se ha visto que también son capaces de favorecer la lipogénesis e inhibir la lipólisis, es decir la microbiótica a través de regulación de ciertas sustancias sintetizadas por la pared intestinal como lo es suprimiendo la producción de Fiaf (Fasting induced adipose factor, Factor adipocitario inducido por el ayuno, también conocida como péptido similar a la angiopoyetina-4), una hormona que en condiciones normales inhibe la lipogénesis (inactiva la lipoproteinlipasa) y estimula el metabolismo graso (activa la AMPK hepática y muscular), puede regular también los depósitos grasos. Lo anterior es consecuente con los hallazgos que ratones carentes de microbiótica intestinal son resistentes a la obesidad inducida por la dieta y producen mayores concentraciones de fiaf, situación que cambia radicalmente cuando se vuelve a colonizar su intestino con la microbiótica normal, aumentando de peso corporal.

La importancia de la microbiótica intestinal sobre el peso corporal, queda de manifiesto en los experimentos realizados en ratones normales, a los cuales después de dejarles el intestino libre de bacterias (estéril), se les “implanto” la microbiótica intestinal provenientes de ratones genéticamente obesos (ratón ob/ob), observándose rápidamente entre los 10 a 14 días una ganancia de peso mayor (grasa corporal) en estos animales, a pesar de no comer más, en comparación a ratones a los cuales se les implantó una microbiótica intestinal proveniente de ratones de peso normal.

Las angiopoyetinas (Ang-1 y Ang-2) son proteínas que son codificadas por los genes ANGPT1 y ANGPT2 respectivamente. Ambas son ligandos del receptor Tie-2 (un receptor tirosina quinasa, que se expresa en las células endoteliales y hematopoyéticas).



Las angiopoyetinas están involucradas en la estabilización y remodelación del plexo capilar primario y son responsables de la supervivencia de las células endoteliales. La Ang-1 se expresa en el cito y sinciciotrofoblasto, mientras que la Ang-2 y Tie-2 se expresan predominantemente en el citotrofoblasto.

ANGPTL3

La Angptl3 es una proteína hepática miembro de la familia de las angiopoyetinas, una familia de factores de crecimiento específicos del endotelio vascular, que modulan el metabolismo lipídico y que se requieren para que se desarrolle la hiperlipidemia de la diabetes tipo 2 y del síndrome X metabólico. La inhibición de su actividad puede ser un importante objetivo para reducir los lípidos en estos procesos.

Pertenece a una familia de 7 angiopoyetinas, implicadas en el metabolismo de lipoproteínas y angiogénesis.

Inhibe la actividad catalítica de la LPL

Abundante en plasma

Regulada por elementos de respuesta del promotor del receptor X del hígado.

ANGPTL3 contiene los 4 residuos de cisteína conservados implicados en los enlaces disulfuro intramoleculares dentro de la FHD, pero que no contiene otros 2 cisteínas que se encuentran dentro de los DTF de ANGPT1,ANGPT2, ANGPT4.

Se determinó que ANGPTL3 se une a células endoteliales vasculares humanas; sin embargo, no se une al receptor de Tie2 (TEK) que es utilizada por otros miembros de la familia angiopoyetina para regular la formación de vasos sanguíneos. Los estudios cristalográficos y análisis de la secuencia reveló que el dominio de tipo fibrinógeno de acciones ANGPTL3 posee una similitud significativa con el extremo C terminal de la cadena gamma de fibrinógeno humano lo que sugiere que ANGPTL3 se puede unir a las integrinas. También ANGPTL3 no contiene el motivo de unión a calcio característica encontrado en los otros angiopoyetinas. Por mapeo de híbridos de radiación y el uso de genes circundantes, ANGPTL3 humana se asigna a la región 1p31.

La Angptl3 derivada del hígado interacciona con la lipoproteinlipasa sintetizada en los miocitos y en el tejido adiposo y elimina triglicéridos de las VLDL y de los kilomicrones.

ANGPTL4

El término “ANGPTL4” o “Angptl4” se refiere al polipéptido o proteína angiopoyetina de tipo 4, junto con las formas alélicas naturalmente producidas, segregadas, y procesadas del mismo. Por ejemplo, ANGPTL4 de humanos es una proteína de 406 aminoácidos, mientras que el ANGPTL4 de ratón es una proteína de 410 aminoácidos.



Proteína relacionada con angiopoyetina 4 es una proteína que en los humanos está codificada por el gen ANGPTL4. Se han descrito variantes de la transcripción alternativa empalmados que codifican diferentes isoformas. Este gen se denominaba ANGPTL2, HFARP, PGAR o FIAF, pero se ha cambiado el nombre ANGPTL4.

Significado clínico

La proteína codificada puede desempeñar un papel en varios tipos de cáncer y también se ha demostrado para prevenir el proceso metastásico por la actividad vascular, así como la inhibición de la motilidad celular y la invasión del tumor. ANGPTL4 funciona como una proteína de matricellular facilita la cicatrización de heridas. ANGPTL4 inhibe la lipoproteína lipasa, LPL, rompiendo la molécula de dímero. se ha establecido de forma inequívoca como un potente inhibidor de la sangre aclaramiento de triglicéridos en plasma, causando la elevación de los niveles de TG en plasma. La reducción de la actividad de la LPL en el tejido adiposo durante el ayuno es probablemente causado por el aumento de la producción local de ANGPTL4 - En otros tejidos, tales como corazón, la producción de ANGPTL4 es estimulada por los ácidos grasos y puede servir para proteger a las células contra el exceso de la absorción de grasa.

Proteína 4 asociada a angiopoyetina (ANGPTL4)

La ANGPTL4 inhibe a la lipoproteína lipasa (LPL), bloqueando así la disociación de ácidos grasos de los triglicéridos para su captura en los tejidos y aumentando la oxidación de ácidos grasos y las proteínas desacoplantes, reduciendo potencialmente la cantidad de reservas de grasa en los ratones GF. La ANGPTL4 también juega un papel en la adaptación metabólica al ayuno vía activación de PPAR. La importancia de ANGPTL4 como un mediador por el cual la microbiota intestinal regula el peso corporal fue demostrada en ratones GF noqueados en ANGPTL4.

Estudios iniciales caracterizando ANGPTL4 mostraron que está localizada primariamente en el tejido adiposo blanco y en el tejido adiposo marrón, así como en el hígado durante el ayuno, y tiene una expresión muy baja en el intestino delgado.

Recientemente, el análisis de los mecanismos reguladores de la expresión génica asociada con la diferenciación y desarrollo de adipocitos ha progresado rápidamente. Como resultado, se ha encontrado que los receptores activador por proliferador de peroxisoma (PPARS), factores de transcripción nuclear tipo receptor con ácidos grasos de cadena larga y sus metabolitos como el ligando, son los reguladores maestros que interactúan con otros factores de transcripción en la formación de una red. Es interesante que los ácidos grasos mismos regulen la transcripción de los genes requeridos para la formación de los adipocitos.



15.CITOQUINAS QUE RECLUTAN MACRÓFAGOS HACIA EL TEJIDO ADIPOSO

Son en realidad de manera más específica quimioquinas; ya que tienen la capacidad de inducir la quimiotaxis. Son importantes ya que estudios recientes han relacionado estas con la inflamación, que se da con la obesidad, y la resistencia a la insulina.

En el tejido adiposo se encuentran además de adipocitos: Fibroblastos, preadipositos, macrófagos y constituyentes vasculares. Los macrófagos son constituyentes esenciales en el proceso inflamatorio sistémico general. Estos están implicados en el desarrollo y mantenimiento del proceso inflamatorio en la obesidad, ya que producen muchas de las moléculas pro inflamatorias que se secretan en el tejido adiposo.

Los adipocitos humanos mediante la producción de factores solubles estimulan la diapédesis de monocitos sanguíneos. Los adipocitos secretan los factores quimiotácticos atrayentes de monocitos y macrófagos tales como MCP1, MIP y GM-CS.

MCP1Pertenecen a la familia más grande: Las Quimiocinas CC. Estas tienden a atraer a las células mononucleares y se encuentran en los sitios de inflamación crónica. La quimiocina CC más caracterizada es la Proteína Quimioatrayente de Monocitos 1 (MCP1).

También se le conoce por las siglas CCL2, es la primera quimioquina de la familia CC humana en descubrirse. La MCP1 consta de 76 aminoácidos y es de 13 kD en tamaño. La MCP pertenece a una familia compuesta por al menos 4 miembros (MCP1, 2, 3, 4).



La MCP 1 es producida por una variedad de células, ya sea constitutivamente o después de la inducción por el estrés oxidativo, citoquinas o factores de crecimiento. Se ha logrado la identificación de dos regiones de la estructura primaria que son críticos para la actividad biológica (Gracias al análisis mutacional). La primera región consiste en Thr-Tyr-10 a 13, mientras que la segunda región que parece ser funcionalmente importante también consiste en los residuos 34 y 35. La mutación de cualquiera de los residuos (10 o 13) causa una disminución en la actividad del MCP 1.

La importancia de la segunda región se define por los resultados de dos mutaciones: Introducción de prolina entre Ser-Lys-34 y 35, y el otro un reemplazo de esos dos residuos con la secuencia Gly-Pro-His. Cualquiera de estas mutaciones disminuye severamente la actividad de MCP 1.

Como se dijo la MCP 1 es producida por diversas células, entre ellas tenemos: Células endoteliales, fibroblastos, epiteliales, de músculo liso, mesangial, los astrocitos, monocítica y las células microgliales. Estas células son importantes para la respuesta inmune contra los virus en la circulación periférica y en los tejidos. Sin embargo los monocitos son las principales fuentes de MCP 1. La MCP 1 regula las células NK, la migración y la infiltración de monocitos. La MCP 1 es un punto de intervención potencial para el tratamiento de diversas enfermedades como son la esclerosis múltiple, la artritis reumatoide, la aterosclerosis y la diabetes insulino resistente.

La estructura de la MPC 1 se ha identificado, la estructura secundaria consta de 4 regiones de hoja Además consta de dos regiones helicoidales. Una hélice larga se extiende desde aproximadamente el residuo 58 hasta el 69.

En las personas obesas la expresión en el tejido adiposo de al menos un MCP está incrementada en proporción a la obesidad. Tanto su expresión en el tejido adiposo como las concentraciones circulantes de MCP 1 se encuentran aumentadas en la obesidad, esto lo explican estudios recientes que relacionan la MCP1 y su receptor CCR2 en la regulación de la función de los adipocitos. También se ha encontrado que el MCP 1 impide la captación de glucosa que fue estimulada por la insulina. También inhibe la expresión de genes metabólicamente importante como es el Glut4, PPAR-g y FABP4. El CCR2 es un receptor para las vías MCP y es esencial en el reclutamiento de macrófagos en modelos murinos de aterosclerosis, artritis reumatoide e infecciones mico bacterianas.



Tenemos la evidencia que indica que los procesos inflamatorios se encuentran involucrados con la patogénesis de la aterosclerosis y los problemas cardiovasculares. Al experimentarse con ratones y el bloqueársele el gen MCP1 por medio de la transfixión de una deleción mutante de la porción N- terminal, del gen MCP1; disminuye dramáticamente la progresión a la aterosclerosis.

Es interesante entender como el aumento de grasa corporal da lugar al reclutamiento de células inmunes hacia el tejido adiposo. El MCP 1 es un potente quimioatrayente para los monocitos, este es producido por los adipocitos. Por lo tanto, al aumentar la cantidad de grasa corporal, aumentan los adipocitos, en consecuencia, aumenta la producción de esta quimiocina. La MCP 1 es considerada la quimiocina más importante en el reclutamiento de macrófagos.

Otro aspecto que contribuye a que todo este sistema funcione correctamente es el receptor de MPC 1 que es CCR2. En los experimentos con ratones, a los que se les había eliminado el CCR2, presentan poca resistencia a la acción de la insulina y también está disminuido el reclutamiento de macrófagos hacia el tejido adiposo

Mecanismos y vías para el reclutamiento de monocitos

El MPC 1 recluta monocitos en los focos de inflamación activa. La mayoría de los macrófagos del tejido adiposo proviene de la médula ósea -(85%), el resto se forman en el mismo tejido a partir de células progenitoras locales. La MCP 1 es producida por los adipocitos con la ayuda de las células endoteliales SVF, la MCP 1 se encarga de que los macrófagos sean llamados.

La MCP 1 es estimulada por la leptina, con lo que el adipocito participa doblemente en el proceso. La MCP 1 activa al monocito aumentando la expresión de CD11-b, que es una integrina que se expresa es los leucocitos cuya función es regular la adhesión y migración. Una vez llamado, el monocito circulante abandona el vaso y llega al tejido graso. Aquí precisa de factores específicos que promueven la permanencia del macrófago en el tejido graso, estos son el MIF (Factor inhibidor de la migración de macrófagos) y el GM- CSF (Factor estimulador de colonias de granulocitos y macrófagos).

La sobreexposición del gen MCP1 en el tejido adiposo podría constituir un marcador biológico de alteración del metabolismo glucosídico. La MCP 1 está implicada en la inflamación crónica asociada a la obesidad, la resistencia a la insulina y la aterosclerosis.

FACTOR ESTIMULADOR DE COLONIAS DE GRANULOCITOS Y MACRÓFAGOS (GM-CSF)

Este fue uno de los primeros factores de crecimiento hematopoyético en ser descrito y molecularmente clonado. Tienen la capacidad de estimular las células progenitoras de la médula ósea, en cultivos semisólidos, para proliferar y diferenciarse en colonias de granulocitos o macrófagos.



Actúa como un potente factor de crecimiento tanto in vitro como in vivo, estimulando la proliferación y diferenciación de precursores mieloides y dando origen a granulocitos neutrófilos, eosinófilos y monocitos. El GM-CSF es esencial para el crecimiento de células progenitoras de médula ósea del linaje granulocito-macrófago.

Los macrófagos reclutados estimulados por interferon ganma, lipopolisacárido, o TNF.alfa tienen alta actividad bactericida como también respuesta inflamatoria. Estos macrófagos se denominan M1 o macrófagos clasicamente activados. Son diferentes a los macrófagos M2 que se encargan de la reparación de tejidos. Se ha informado que la inflamción se agrava cuando lo macrófagos activados alternativamente (M2) se reducen en el tejido adiposo de ratones de peroxisomas específicos de macrófagos activados por el proliferador de los receptores-alfa. En un estudio hecho por la National Center for Biotechnnology Information los investigadores sugieren que como los macrófagos conducen a mayores niveles de inflamación en diferentes cirtunstancias, la hipotesis sería que el GM-CSF trabajaría para reclutar y activar los macrófagos M1 y así contriuir a la inflamación del tejido adiposo.

PROTEÍNA INFLAMATORIA DE MACRÓFAGOS 1 (MIP1)

Proteínas inflamatorias de macrófagos 1 alfa y beta (MIP-1 alfa y beta) y la proteína inflamatoria de macrófagos 2 (MIP-2) son de aproximadamente 6-8 kd, proteínas de unión a heparina que presentan una serie de actividades inflamatorias e inmunorreguladoras. Las proteínas MIP son miembros de una superfamilia de citoquinas denominadas quimiocinas, muchas de las cuales se ha demostrado que poseen actividad quimiotáctica para células inflamatorias e inmunes efectoras. Las proteínas MIP se identificaron originalmente como productos de secreción de los macrófagos de ratón estimulados con endotoxina, estas quimiocinas son producidas por una variedad de tipos de células incluyendo neutrófilos, fibroblastos y células epiteliales. Las proteínas MIP también son secretadas por las células del tejido adiposo.



Además, las proteínas con un alto grado de homología estructural y funcional a murino MIP-1 alfa y beta y MIP-2 han sido identificados en otras especies, incluyendo los seres humanos. MIP-1 alfa y beta son quimiotácticas para monocitos y linfocitos y MIP-2 es un potente factor quimiotáctico para los neutrófilos. Las proteínas MIP probablemente que también juegan un papel en la regulación de la hematopoyesis y la estimulación de la producción de otros mediadores inflamatorios tales como IL-1, TNF alfa, e histamina. Los estudios que utilizan modelos animales de lesión pulmonar y la inflamación han implicado MIP como mediadores importantes de defensa pulmonar. El aumento de la expresión de MIP se ha observado en modelos de sepsis bacteriana, silicosis, y la lesión pulmonar inducida por el oxidante. Los estudios en humanos indican MIP-1 alfa contribuye a la respuesta celular inflamatoria asociada con la sarcoidosis y fibrosis pulmonar idiopática. Dadas las bioactividades de MIP-1 alfa y beta y MIP-2 y los estudios recientes que demuestran su asociación con la inflamación del pulmón, es probable que estas quimiocinas desempeñan un papel importante en las defensas del tracto respiratorio y pueden contribuir a la patogénesis de la enfermedad pulmonar inflamatoria. Las proteínas MIP también son secretadas por las células del tejido adiposo.



16.BIBLIOGRAFÍA

José Saban Ruiz. Insulinresistencia E Inflexibilidad Metabólica. 1er Ed. Madrid; 2012.

Dong-Hoon Kim , Darleen Sandoval , Jacquelyn A. Reed , Emily K. La Materia , Emeline G. Tolod ,Stephen C. Maderas ,Y Randy J. Seeley. The role of GM-CSF in adipose tissue inflammation. American Physiological Society (Revista en Internet). Setiembre 2, 2008 (Acceso 10 de noviembre del 2014). 295(5). Disponible en: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2584818/?report=classic

J Clin Endocrinol Metab 92(7):2688-2695, 2007. Editora Médica Digital. Raúl A. Bastarrachea, Juan Carlos López-Alvarenga, Victoria Eugenia Bolado-

García, Jorge Téllez-Mendoza, Hugo Laviada-Molinad, Anthony G. Comuzziea. Macrófagos, inflamación, tejido adiposo, obesidad y resistencia a la insulina. Medigraphic Artemisa (Revista en Internet). Abril del 2007. (Acceso 10 de noviembre del 2014). ; 143(6). Disponible en: http://www.medigraphic.com/pdfs/gaceta/gm-2007/gm076h.pdf

Satish L. Deshmane, Sergey Kremlev, Shohreh Amini, Bassel E. Sawaya. Monocyte Chemoattractant Protein-1 (MCP-1): An Overview. Journal of Interferon & Cytokine Research (Revista de internet). Jun 2009. (Acceso 10 de



noviembre del 2014). 29(6). Disponible en: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2755091/?report=classic

Isabel Soto Cruz , Julio R. Cáceres Cortés , Jorge F. Mendoza Rincón , Benny Weiss Steider. Las citosinas en la hematopoyesis y el sistema inmunológico: Mecanismos celulares y moleculares. 1ra Ed.México. 1999



Documents

Seminario de Citoquinas