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Que sont les chimiokines?
Le chimiokines Ils sont un groupe de petites molécules (environ 8-14 kDa) qui régulent le trafic cellulaire de divers types de leucocytes par des interactions avec un sous-ensemble de sept récepteurs couplés à la protéine G transmembranaire.
Aussi appelé chimiokines dans le corps humain ont été identifiés à 40 sont agissent principalement sur les neutrophiles, monocytes, lymphocytes et éosinophiles, jouent un rôle fondamental dans les mécanismes de défense de l'hôte (Albert Zlotnik, 2000).
Sont des médiateurs pro-inflammatoires secondaires qui sont induits par les médiateurs pro-inflammatoires primaires tels que l'interleukine-1 (IL-1) ou le facteur de nécrose tumorale (TNF) (Graves DT, 1995).
Les chimiokines forment une sous-famille de molécules de signalisation cellulaire ou de cytokines. Ces petites protéines sont sécrétées par les cellules pour induire une chimiotaxie dans les cellules voisines.
La chimiotaxie désigne le moment où les cellules dirigent leur mouvement en fonction de la présence de produits chimiques dans leur environnement.
Par exemple, la présence d'un microbe ou d'un corps étranger déclenche la libération de substances chimiques qui dirigent ensuite les cellules immunitaires vers le site de l'infection.
Les neutrophiles sont amenés à quitter les vaisseaux sanguins et à migrer vers le site d'infection où le corps envahisseur est présent.
Les monocytes et les cellules dendritiques immatures sont ensuite recrutés. Les chimiokines sont donc des cytokines chimiotactiques.
Importance des chimiokines
L'importance physiologique de cette famille de médiateurs découle de sa spécificité. Contrairement à chimio-attracteurs classiques, qui ont des leucocytes peu spécifiques, les membres de la famille de chimiokines induisent le recrutement de sous-ensembles bien définis de leucocytes.
Par conséquent, l'expression de chimiokines peut expliquer la présence de différents types de leucocytes observés dans plusieurs états normaux ou pathologiques.
Le rôle de certains chimiokines sont considérés comme pro-inflammatoires, avec des protéines qui sont recrutés à un site d'infection au cours d'une réponse immunitaire, alors on pense que d'autres chimiokines ont un rôle homéostatique, le contrôle de la migration des cellules dans le cadre de la croissance normale et l'entretien du tissu (Mandal, 2014).
Les chimiokines et leurs récepteurs sont particulièrement importants dans le contrôle de l'infection virale et de la réplication.
Ils se distinguent également par l'interférence avec la propagation virale, en augmentant l'activité cytotoxique des cellules infectées ou en recrutant des leucocytes activés dans des foyers d'infection pour favoriser l'élimination virale.
Chimiokines répriment VIH-1 et des récepteurs de chimiokines servent, ainsi que des CD4, comme corifeptores requis pour l'entrée du VIH-1, qui est une importante découverte médicale.
De nombreux virus encodent un chimiokines ou des protéines virales homologues de liaison de chimiokines, appelé viroquina et viroceptor respectivement (2016 Prospec-Tany Technogene Ltd, 2016).
Structure des chimiokines
La taille des chimiokines est relativement faible (8-14 kDa). Ils sont produits en très grande quantité pour établir les gradients de concentration pour que les cellules qui réagissent migrent.
Les chimiokines contiennent plusieurs (généralement quatre) cystéines dans des positions conservées.
Ces cystéines fournissent une structure tertiaire pour la chimiokine par des liaisons disulfure. L'espacement entre les deux premières cystéines détermine le type de chimiokine.
Ils sont divisés en quatre classes, C, CC, CXC et CX3C, en fonction de l'emplacement des résidus de cysteine clés impliqués dans la liaison disulfure et sont soit juxtaposées (CC) ou séparés par un ou trois acides aminés (CXC et CX3C, respectivement).
La quasi-totalité des chimiokines sont cellules sécrétées après la synthèse, à deux exceptions près, CX3CL1 (fractalkine) et CXCL16 (SR-PSOX), qui peuvent rester attachés à la surface cellulaire par un type de tige mucine transmembranaire.
Les chimiokines peuvent être largement classés comme inflammatoire ou homéostatique, selon qu'ils ont un rôle dans le trafic physiologique cellulaire ou synthétisés sur demande en réponse à un stimulus inflammatoire (Schwiebert, 2005).
Les chimiokines ont une nomenclature systématique basée sur la classe et une désignation numérique, par exemple CCL3, CXCL10.
Cela simplifie grandement le système précédent, selon lequel les chimiokines sont principalement nommées par fonction et peuvent donc avoir plusieurs noms différents.
Par exemple, CCL2 a été appelé 1 chimiotactique monocyte (MCP-1), petite cytokine inductible A2 (SCYA2) et chimiotactique monocytaire et l'activation (AMCF) (Gemma E. White, 2013).
Récepteurs de chimiokine
L'action d'une chimiokine est médiée lorsqu'elle interagit avec un récepteur de chimiokine membre de la famille des récepteurs couplés à la protéine G.
Ce sont des récepteurs transmembranaires qui sont couplés à la protéine G intracellulaire, qui stimule les voies de transduction du signal dans la cellule lorsqu'elle est activée.
Les récepteurs possèdent sept régions transmembranaires comme indiqué sur la figure 2. Les bornes amino (NH2) et les boucles extracellulaires contribuent à la spécificité du ligand.
Les protéines G couplées à l'extrémité carboxy (COOH) du récepteur permettent une signalisation en aval.
La plupart des récepteurs de chimiokines sont capables de se lier à de multiples ligands de chimiokine de haute affinité, mais les ligands d'un récepteur donné sont presque toujours limités à la même sous-classe structurelle.
La plupart des chimiokines se lient à plus d'un sous-type de récepteur. Les récepteurs pour les chimiokines inflammatoires sont typiquement très visqueux en ce qui concerne la spécificité du ligand et peuvent être dépourvus d'un ligand endogène sélectif (récepteurs de la chimiokine, S.F.).
Inflammation et homéostasie
En cas d'infection, de blessure ou de lésion tissulaire, des chimiokines inflammatoires sont généralement libérées pour résoudre le problème.
De nombreuses chimiokines inflammatoires attirent une grande variété de cellules, à la fois dans les bras innés et adaptatifs de l'immunité.
Lors de la détection de la chimiokine inflammatoire, les cellules vont extravaser du vaisseau sanguin et suivre le gradient jusqu'à sa source.
Une fois sur le site de la lésion, les cellules immunitaires peuvent réagir en libérant des cytokines et des chimiokines supplémentaires, apportant davantage de cellules dans le pli. Les chimiokines participent également à l'orchestration de la cicatrisation.
Les chimiokines homéostatiques sont exprimées de manière constitutive dans certains organes ou tissus. Des récepteurs de chimiokines spécifiques sont souvent nécessaires pour permettre l'entrée (ou la sortie) de certains organes et tissus tels que le thymus et la moelle osseuse.
Ces chimiokines ont également une gamme de fonctions plus variée que les chimiokines inflammatoires. Ces fonctions comprennent l'organogenèse, la migration des cellules souches et le développement cellulaire.
En raison de leur fonction de diriger les cellules vers des organes spécifiques, les chimiokines homéostatiques peuvent également être impliquées dans le cancer et les métastases (BioLegend, Inc., S.F.).
Références
- 2016 Prospec-Tany Technogene Ltd. (2016). Chimiokines. Récupéré de prospecbio.com.
- Albert Zlotnik, O. Y. (2000). Les chimiokines: un nouveau système de classification et leur rôle dans l'immunité. Inmiunity Volume 12, Numéro 2 121-127. sciencedirect.com.com.
- BioLegend, Inc. (S.F.). Chemokines et récepteurs de chimiokines. Récupéré de biolegend: biolegend.com.
- Récepteurs de chimiokines. (S.F.). Extrait de guidetopharmacology: guidetopharmacology.org.
- Gemma E. White, A. J. (2013). Récepteurs de chimiokines CC et inflammation chronique - opportunités thérapeutiques et défis pharmacologiques. Examens pharmacologiques, 65 (1), 47-89. pharmrev.aspetjournals.org.
- Graves DT, J. Y. (1995). Les chimiokines, une famille de cytokines chimiotactiques. Crit Rev Oral Biol Med; 6 (2).109-118. ncbi.nlm.nih.gov.
- Mandal, A. (2014, 8 octobre). Que sont les chimiokines? Récupéré de news-medical.net.
- Schwiebert, L. M. (2005). Les chimiokines, les récepteurs de chimiokines et la maladie. Birminghan Alabama: presse universitaire Elsevier.