Metilação da arginina da proteína: uma modificação emergente na imunidade e imunoterapia contra o câncer, parte 1

Nos últimos anos, as proteínas arginina metiltransferases (PRMTs) surgiram como novos membros de uma família de reguladores de expressão gênica em eucariotos e estão associadas à patogênese e progressão do câncer. A imunoterapia contra o câncer melhorou significativamente o tratamento do câncer em termos de sobrevida geral e qualidade de vida. A metilação da arginina da proteína é uma função de modificação epigenética não apenas na transcrição, processamento de RNA e cascatas de transdução de sinal, mas também em muitos processos do ciclo de imunidade ao câncer. A metilação da arginina está envolvida na ativação da imunidade anti-câncer e na regulação da eficácia da imunoterapia.

Nesta revisão, resumimos as informações mais atualizadas sobre mecanismos moleculares regulatórios e diferentes vias de sinalização de metilação da arginina subjacentes nas respostas imunes inatas e adaptativas durante o câncer. Também delineamos o potencial dos inibidores de PRMT como tratamentos combinados eficazes com imunoterapia.

Palavras-chave: proteína arginina metiltransferases (PRMTs), imunidade ao câncer, imunoterapia do câncer, modificação pós-translacional, mecanismo molecular

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1. INTRODUÇÃO

A modificação pós-traducional é uma modificação química que aumenta a diversidade funcional da proteína por meio da adição covalente de um grupo químico. O processo modula a função da proteína e emergiu como um regulador crucial de múltiplos processos celulares no câncer.

No entanto, a metilação da arginina, ao contrário da acetilação, ubiquitinação e fosforilação, recebeu pouca atenção até recentemente, principalmente devido à natureza instável da detecção do substrato e à ausência de anticorpos confiáveis ​​e inibidores eficazes de pequenas moléculas. A descoberta de proteômica e inibidores aprofundou nossa compreensão de escritores, leitores e reguladores durante a metilação da arginina. As proteínas arginina metiltransferases (PRMTs) catalisam a metilação da arginina como "escritores" e estão envolvidas principalmente na ativação e repressão da transcrição, splicing pré-mRNA e respostas a danos no DNA (1). A metilação da arginina também modula a transcrição de loci direcionados, mediando assim os principais processos celulares para manter a homeostase tecidual e os fenótipos da doença. Como a metilação da arginina é uma modificação direcionável, os inibidores de PRMT mostraram grande potencial como terapias contra o câncer em modelos pré-clínicos e ensaios clínicos, para melhorar efetivamente a sobrevida do paciente (2).

Como as funções do sistema imunológico estão bem estabelecidas e são vitais para a vigilância do tumor e o tratamento do câncer, as imunoterapias contra o câncer que estão surgindo rapidamente são agora consideradas o quarto pilar do tratamento do câncer (ao lado da cirurgia, radioterapia e quimioterapia) (3).

A imunidade ao câncer normalmente elimina as células tumorais ou limita seu crescimento, mas também promove a progressão do tumor ao estabelecer microambientes tumorais (TMEs), que se adaptam ao crescimento do tumor (4). Apesar da eficácia da terapia de bloqueio do ponto de controle imunológico (ICB), uma minoria de pacientes com malignidades avançadas obtém benefícios clínicos desses tratamentos, com a maioria desenvolvendo resistência inata ou adquirida (5).

Portanto, mais pesquisas sobre métodos de combinação baseados em imunoterapia são necessárias para melhorar a sobrevida global em pacientes com câncer em estágio avançado.

Dado que as respostas imunes ao câncer são processos contínuos, dinâmicos, rigidamente regulados e bem projetados, as respostas supressivas à imunoterapia podem ser atribuídas a vários fatores, incluindo o fenótipo imune TME e os mecanismos moleculares subjacentes à resistência intrínseca do tumor (6). Entre as questões relevantes para as respostas ideais à imunoterapia está cada etapa de uma série de processos de amplificação em cascata chamados ciclo de imunidade do câncer, a interação entre imunidade inata e adaptativa, bem como ativação ou perda de vias de sinalização oncogênicas. O ciclo clássico de imunidade ao câncer inclui expressão e apresentação de antígenos, tráfego de células T e infiltração tumoral e a morte de células-alvo por linfócitos T citotóxicos (CTLs). A imunidade inata integra, sustenta e amplifica totalmente esse ciclo. Embora os reguladores epigenéticos estejam envolvidos na ativação e translocação de células imunes para o TME, bem como nas respostas imunes subsequentes, seus papéis específicos na imunidade tumoral e seus efeitos combinados com a imunoterapia permanecem obscuros (7, 8).

Aqui, revisamos as funções de metilação da arginina na imunidade tumoral de três perspectivas: 1) envolvimento do ciclo de imunidade ao câncer em respostas antitumorais, 2) produção de interferon tipo I (IFN) e vias de sinalização relacionadas e 3) mecanismos intrínsecos de resistência tumoral. Usando essas perspectivas, fornecemos evidências que destacam os novos papéis fisiológicos dos PRMTs na imunidade ao câncer e perguntamos se os inibidores de PRMT podem ser combinados com imunoterapia para alcançar efeitos terapêuticos máximos e duradouros no câncer.

2 PRMS

2.1 Classificação PRMT

A metilação da arginina refere-se principalmente à adição de grupos metil da S-adenosilmetionina (SAM) aos grupos guanidino da cadeia lateral da arginina, que é catalisada por PRMTs (9). Cinco potenciais doadores de ligação de hidrogênio estão localizados no grupo guanidino, com a metilação do resíduo de arginina removendo um potencial doador de ligação de hidrogênio, alterando assim a forma do resíduo de arginina sem neutralizar as cargas catiônicas e gerando efeitos fisiológicos na maioria das células (10, 11). 

Atualmente, nove PRMTs (PRMT 1–9) foram identificados em células de mamíferos e estão divididos em três grupos distintosde acordo com a atividade catalítica: 1) w-NG-monometilarginina (MMA) refere-se a um único grupo metil adicionado ao átomo de nitrogênio terminal, 2) w-NG-dimetilarginina assimétrica (aDMA) refere-se a outro grupo metil colocado no mesmo guanidino grupo baseado em MMA, e se colocado no outro terminal guanidino nitrogênio, isso se refere a 3) w-NG simétrico, N'Gdimetilarginina (CDMA). As enzimas do tipo I (PRMT1, PRMT2, PRMT3, PRMT4 (CARM1), PRMT6 e PRMT8) catalisam o aDMA (12), enquanto as enzimas do tipo II (PRMT5 e PRMT9) catalisam o CDMA (13) e as enzimas do tipo III (PRMT7) apenas catalisam AMM (Figura 1). Os PRMTs participam de muitos processos biológicos, incluindo regulação da expressão gênica, respostas a danos no DNA e sinalização celular (tabela complementar 1). Os PRMTs são predominantes e essenciais para as células humanas, especialmente o PRMT1, que é responsável por 85% do aDMA e apresenta uma perda dramática de metilação quando eliminado (14).

Além disso, especula-se que exista muita diafonia entre os PRMTs (15). A perda de PRMT1 causa a liberação de diversos substratos porque eles não são mais bloqueados por uma modificação de aDMA, fazendo com que esses substratos mudem para alvos PRMT Tipo II e III (15). No entanto, os PRMTs têm funções mutuamente exclusivas, mesmo que se apliquem a uma variedade de substratos idênticos in vitro (16).

2.2 Funções do PRMT na Biologia do Câncer

Estudos anteriores relataram que a expressão elevada de PRMTs estava correlacionada com tumorigênese e mau prognóstico em vários tipos de câncer (17–19) (Tabela Suplementar 2). Até o momento, a maioria dos PRMTs está implicada na regulação de processos celulares associados à manutenção do câncer, incluindo expressão gênica mediada por epigenética, splicing de mRNA e respostas a danos no DNA (20). Dentre essas vias, a regulação epigenética é um mecanismo proeminente que afeta a atividade celular, principalmente devido às marcas de histonas de ativação de depósito de PRMT (histona H4R3me2a, H3R2me2s, H3R17me2a e H3R26me2a) ou repressivas (H3R2me2a, H3R8me2a, H3R8me2s e H4R3me2s), que promovem ou suprimem (respectivamente) genes chave relacionados ao tumor (21). Os primeiros estudos sobre metilação de não histonas identificaram papéis para PRMTs na regulação de splicing constitutivo e alternativo (22, 23). De fato, a inibição de PRMT5 e PRMT tipo I suprimiu as funções de sDMA e aDMA em proteínas de ligação ao RNA envolvidas na regulação do splicing, levando a respostas de supressão tumoral em modelos de leucemia animal com mutações no fator de splicing (24). A regulação negativa do reparo de danos ao DNA há muito é reconhecida como aumentando a instabilidade do genoma para gerar o desenvolvimento descontrolado do câncer (25). Dado que a metilação da arginina das proteínas relacionadas ao reparo de danos ao DNA, incluindo MRE11, 53BP1 e hnRNPUL1, é necessária para o reparo do DNA por reparo de recombinação homóloga e junção de extremidade não homóloga, os inibidores de PRMT foram combinados com quimioterapia para superar a resistência a tratamentos citotóxicos (26 –28).

Essas descobertas encorajadoras sugerem papéis potentes e empolgantes para os PRMTs no tratamento do câncer. Outra descoberta inesperada foi o efeito sinérgico da inibição de PRMT em combinação com inibidores de checkpoint imunológico (ICIs) (19). Portanto, estudos que esclareçam os mecanismos moleculares subjacentes à depleção ou inibição de PRMT podem ajudar a identificar novos alvos "drogáveis" para imunoterapia.

3 PRMTs NA IMUNIDADE DO CÂNCER

Recentemente, a imuno-oncologia tornou-se uma área proeminente no tratamento do câncer, com os ICIs identificados como monoterapias promissoras ou terapias combinadas para tratar diferentes tipos de câncer (29). Os eventos passo a passo envolvidos na indução e execução de respostas imunes anticancerígenas, o chamado ciclo de imunidade ao câncer, fornecem uma base teórica para a imunoterapia tumoral (30). Nesse contexto, é importante entender a interação entre os PRMTs e os componentes do ciclo de imunidade ao câncer, pois o direcionamento de uma ou mais etapas do ciclo pode aumentar as respostas imunes antitumorais em andamento e/ou estimular novas. Muitos estudos já mostraram que o interferon tipo I (IFN) é crítico para as respostas imunes anticancerígenas, pois o IFN é um importante regulador e mediador em cada etapa do ciclo de imunidade ao câncer (31, 32).

Portanto, desenvolver agonistas seguros e eficientes para estimular o IFN tipo I pode representar estratégias promissoras para a imunoterapia contra o câncer. De fato, defeitos tumorais intrínsecos estão emergindo como fatores moleculares chave que ditam o contexto imunológico de diferentes tipos de câncer, com papéis impeditivos nas respostas imunes antitumorais locais (33). A exploração das relações entre eventos genéticos tumorais intrínsecos e PRMTs é necessária para maximizar a eficácia do inibidor e desenvolver estratégias personalizadas de intervenção imunológica. Coletivamente, identificar eventos de metilação no ciclo de imunidade ao câncer, caracterizar a produção de IFN tipo I e desvendar as vias oncogênicas fornecerá informações abrangentes e profundas sobre PRMTs em imuno-oncologia e ajudará a identificar novos alvos.

3.1 O Papel dos PRMTs no Ciclo de Imunidade ao Câncer

Evidências consideráveis ​​sugerem que a imunidade tumoral não é um processo isolado, mas requer uma série de eventos passo a passo chamados de "ciclo de imunidade ao câncer", ou um processo de auto-amplificação em que cada etapa influencia o desenvolvimento e o prognóstico do tumor, aumentando os sinais regulatórios positivos ou inibindo os negativos sinais reguladores (30, 34, 35). A remoção completa de tumores malignos é teoricamente alcançável (30). Nesse modelo, a fuga das células tumorais é realizada pela interrupção de etapas específicas do ciclo imunológico do câncer. O ciclo imune tumoral começa com a liberação de neoantígenos associados ao tumor das células tumorais, que são reconhecidos por células apresentadoras de antígenos, como células dendríticas (DCs), células B e macrófagos, para formar histocompatibilidade principal do peptídeo antigênico (MHC). complexos. As DCs maduras migram do tumor para os órgãos linfóides secundários (SLOs) para entregar complexos antigênicos peptídeo-MHC às células CD4 mais T e CD8 mais T (36). Os receptores de células T (TCRs) reconhecem esses complexos e geram um primeiro sinal, seguido pela regulação positiva da proteína transmembrana CD40L na superfície das células Th. E então o CD40L se liga ao CD40 na superfície das DCs, o que aumenta muito a expressão de B7 e, subsequentemente, se liga mais fortemente ao CD28 na superfície das células Th. Este sinal duplo inicia a co-estimulação das células T e produz citocinas, levando à ativação das células T efetoras contra antígenos específicos do câncer. As células T efetoras ativadas então viajam para o tumor através da circulação e criam células imunes que se infiltram no tumor.

Finalmente, os TCRs nas células T CD8 mais reconhecem o complexo peptídeo antigênico-MHC-I e matam as células cancerígenas alvo, com os antígenos liberados pelas células cancerosas mortas no próximo ciclo (30) As alterações potenciais reguladas pela metilação da arginina no ciclo de imunidade ao câncer são mostrados (Figura 2).

3.1.1 PRMTs e Apresentação de Antígenos Tumorais

Muitos cânceres evitam a rejeição imunológica suprimindo o processamento e a apresentação do antígeno MHC classe I (MHC-I). O MHC-I atraiu atenção considerável, pois apresenta antígenos peptídicos endógenos às células T CD8+, inibe a interferência no reconhecimento do tumor e reduz a citotoxicidade das células T CD8+, que é o principal efetor dos tipos de células para o sucesso da ICB (4). A regulação negativa do MHC-I foi observada em 40% a 90% dos tumores humanos, o que afeta as interações MHC: TCR e reduz o reconhecimento das células cancerígenas pelas células T CD8+. Fatores reguladores de IFN (IRFs) e domínio de ligação a nucleotídeos contendo repetições ricas em leucina (NLR) família CARD contendo 5 (NLRC5) são frequentemente associados à regulação negativa do MHC-I (37-40). As moléculas do MHC de classe II (MHC-II) são expressas principalmente por células apresentadoras de antígenos especializadas (APC) e apresentam antígenos peptídicos exógenos principalmente para células T CD4+ (41). A regulação negativa de MHC-I ou MHC-II está ligada a um mau prognóstico de câncer, respostas ICB prejudicadas e taxas reduzidas de rejeição de tumores em modelos de camundongos (42-44).

Um estudo recente relatou que PRMT5 controlava a abundância de MHC-I e a apresentação de antígenos afetando a transcrição de NLRC5 (19). A regulação negativa de PRMT5 ou a inibição farmacológica da atividade de PRMT5 aumentou a expressão de NLRC5 e seus genes alvo, que foram implicados no processamento e apresentação de antígenos. NLRC5 é um ativador transcricional de genes MHC-I quando emparelhado com fatores de transcrição interagindo com elementos reguladores do promotor MHC-I, como o módulo SXY (39, 45). O knockdown de PRMT5 também aumentou a expressão de NLRC5 após tratamento com IFN-g e foi acompanhado por aumento da expressão de superfície de MHC-I (19). A expressão de NLRC5 foi inversamente correlacionada com a expressão de PRMT5 em células cancerígenas (46). Portanto, direcionar PRMT5 pode ser uma estratégia promissora para aumentar a abundância de MHC-I e promover a apresentação de antígenos. Além do PRMT5, vários outros PRMTs demonstraram regular negativamente os níveis de MHC-I.

Em monócitos, a inibição de PRMT1 diminuiu o enriquecimento do elemento de resposta de monofosfato cíclico de adenosina (cAMP) (CREB) no local CRE no promotor HLA-B (complexo principal de histocompatibilidade, classe I, B) para aumentar os níveis de MHC-I (47). Em células B16 de melanoma murino tratadas com inibidor de PRMT7 ou knockdown de PRMT7, os reguladores do gene MHC-I, como Nlrc5 e seus genes alvo, também são regulados positivamente, semelhante ao grupo MS023 (inibidor de PRMT1) (48).

Foi demonstrado que PRMT1 metilou o transativador de classe II (CIITA), que é um regulador chave da expressão de MHC-II, e associou-se e cooperou com a ligação do fator de transcrição ao promotor MHC-II (49). A metilação da arginina do CIITA levou à sua degradação subsequente e à regulação negativa do mRNA do MHC-II e dos níveis de proteína (49). Um estudo recente relatou que PRMT5 regulou negativamente a expressão de MHC-II em carcinoma hepatocelular conduzido por MYC (50). MHC-II foi significativamente aumentado em CD45.1 infiltrante de tumor mais leucócitos e DCs quando camundongos transgênicos com superexpressão de MYC foram tratados com o inibidor de PRMT5, GSK3326595 (50). O silenciamento de PRMT5 em células de carcinoma hepatocelular com superexpressão de MYC regulou diretamente a expressão de MHC-II diminuindo o enriquecimento in vitro de H3R8me2s e H4R3me2s nos promotores CIITA e CD74 (50).

Portanto, o direcionamento de PRMT5 usando pequenos inibidores moleculares pode induzir a infiltração de células imunes em tumores hepáticos e promover a apresentação de antígenos por meio da regulação positiva de MHC-II. No entanto, outro estudo mostrou que o acúmulo mediado por PRMT5- de histona simetricamente dimetilada, H3R2 (H3R2me2s) em resposta à estimulação de IFN-g e foi acompanhado pelo enriquecimento de CIITA no promotor MHC-II; PRMT5 ativou a transcrição do MHC-II de uma maneira dependente da atividade (51). Esses efeitos diferenciais do PRMT5 nos processos de transcrição do MHC-II podem ter sido devidos a diferentes modelos, portanto, mais estudos são necessários para esclarecer essas questões. CARM1 também ativou a transcrição de MHC-II estimulada por IFN-g induzida por CIITA de uma maneira dependente da atividade da arginina metiltransferase. Além disso, CARM1 metilou a proteína de ligação CREB nas posições R714, R742 e R768, facilitando assim uma associação com o promotor MHC-II e ativando sinergicamente a transcrição MHC-II por CIITA (52). Juntos, os PRMTs influenciaram a indução mediada por CIITA de MHC II por IFN através de diferentes mecanismos.

3.1.2 PRMTs medeiam a migração de células imunes regulando as quimiocinas, CXCL10 e CXCL11

Para executar ações antitumorais, as células T migram através do sistema circulatório para o tumor após a iniciação nos linfonodos. O eixo CXCL9, -10, -11/CXCR3 regula principalmente a migração, diferenciação e ativação de células imunes. O CXCR3 é um receptor expresso na superfície para as quimiocinas CXCL9, CXCL10 e CXCL11 em células imunes e cancerígenas. As quimiocinas recrutam CTL, células natural killer (NK), células NK-T e macrófagos, e então facilitam a infiltração no tecido cancerígeno por meio de um gradiente quimiotático, provocando migração direcional em resposta ao IFN-g, que é aumentado sinergicamente pelo fator de necrose tumoral-a ( TNF-a) (53). A injeção subcutânea de doses letais ou subletais de células de melanoma B16 em camundongos CXCR3-/-estabelece um papel crítico para CXCR3 como um receptor para CXCL9, CXCL10 e CXCL11 durante a migração CTL (54). As quimiocinas derivadas de tumores também são responsáveis ​​pelo recrutamento de células Th2, Tregs e células supressoras derivadas de mielóides (MDSCs) (53). Portanto, CXCL9, CXCL10 e CXCL11 têm funções celulares autônomas cruciais, não redundantes, mediando a infiltração de células imunes em tumores e induzindo imunidade antitumoral eficaz. Além disso, a metilação da histona lisina mediada pelo homólogo zeste 2 (EZH2) e a metiltransferase do DNA-1 (DNMT-1) mediada pela metilação do DNA suprimiram a produção de CXCL9 e CXCL10, respectivamente, e então inibiram o tumor de células T teleguiado.

Portanto, os tratamentos com moduladores epigenéticos podem eliminar essa supressão e, finalmente, melhorar o tratamento do câncer (55). Essas observações sugerem que a reprogramação epigenética de tumores pode regular o recrutamento de células T e a eficácia clínica da imunoterapia tumoral, e a metilação da arginina como uma modalidade epigenética difundida e crítica afeta esses processos.

O domínio estrutural catalítico de CARM1 interage diretamente com p65, que está localizado no domínio Rel-homology do fator nuclear kappa-B (NF-kB), e serve como um motivo de dimerização essencial (56). Em células CARM1 estimuladas com TNF-a, o recrutamento de p65 para o promotor CXCL10 foi significativamente defeituoso e a metilação de H3R17 no promotor foi indetectável, enquanto a reintrodução de CARM1 resgatou completamente essas respostas, sugerindo que CARM1 foi necessário para o recrutamento de p65 para o promotor CXCL10 e Metilação de H3R17 (56). O PRMT5 também regulou a associação do p65 com o promotor CXCL10, porque o PRMT5 desencadeou a dimetilação dos sítios R30 e R35 no p65 e a ligação ao DNA e a translocação nuclear do p65 (57). A indução de TNF-a de CXCL10 em células endoteliais exigiu metilação de p65 arginina mediada por PRMT5-. De acordo com outra pesquisa desta equipe, PRMT5 induziu a dimetilação de R174 em p65 para modificar a ligação ao promotor CXCL11 (58).

Consistentemente, a dimetilação simétrica de PRMT5 de p65 em R30 aumentou sua afinidade pelo DNA e desencadeou a expressão gênica induzida por NF-kB (59). Em contraste, a atenuação da atividade de PRMT5 por RNA hairpin curto ou o inibidor molecular pequeno, EPZ015666 em células de melanoma B16 aumentou a expressão de CCL5 e CXCL10 após estimulação (19). O PRMT5 também metilou o IFI16, atenuou sua ligação ao DNA intracelular de fita dupla (dsDNA) e, portanto, induziu a expressão de CCL5 e CXCL10 (19). Embora as interações entre PRMT1 e CXCL10 ou CXCL11 não tenham sido descritas, PRMT1 assimetricamente dimetilou o resíduo R30 conservado de p65 (60). O sítio de metilação PRMT1 está localizado no motivo RxxRxRxxC do loop L1 de ligação ao DNA p65 (60). p65 metilado tem uma afinidade pobre para oligonucleotídeos compartilhados NF-kB; ele regulou negativamente a ligação do p65 ao DNA e a atividade transcricional, impedindo assim o recrutamento de NF-kB para os promotores do gene alvo (60).

Portanto, hipotetizamos que o PRMT1 poderia regular as quimiocinas no nível transcricional. PRMT1, CARM1 e PRMT5 todos se ligam diretamente ao domínio de homologia Rel de p65, devido ao fato de a interação ser mediada por uma região central contendo o domínio estrutural da metiltransferase, que foi conservado evolutivamente (61). No geral, as interações PRMT-quimiocina são dinâmicas e dependentes do contexto, de modo que a dimetilação simétrica e assimétrica pode compensar e ocorrer em vários estágios das reações de NF-kB, recrutando assim moléculas efetoras distintas e produzindo diversos efeitos biológicos. A produção de quimiocinas deve ser promovida para facilitar o recrutamento de linfócitos infiltrados no tumor, visando seletivamente PRMTs distintos.

3.1.3 Superando Redes Inibitórias no TME

O TME agora é visto como um ecossistema tumoral complexo, em vez de um padrão de crescimento centrado nas células tumorais (62). Para entender melhor como o TME funciona, devemos entender sua matriz extracelular e composição celular estromal. As células do estroma são categorizadas da seguinte forma; células imunes infiltrantes (IIC), células vasculares angiogênicas e fibroblastos associados ao câncer (63). As células imunes infiltrantes específicas do antígeno compreendem tipos de células imunes inatas (macrófagos (Mjs), células dendríticas (DCs), MDSCs, NKs, mastócitos, neutrófilos e células imunes adaptativas (linfócitos T e B) que respondem a uma variedade de estímulos) (64). Embora inicialmente recrutadas do tecido circundante ou da medula óssea para envolver o tecido tumoral, essas células são eventualmente "reeducadas" para se tornarem diferentes tipos de células que geram inflamação crônica e angiogênese.

Nesse ambiente, as células cancerígenas e o estroma circundante interagem entre si, suprimindo genes imunologicamente benéficos e induzindo a sinalização aberrante da via, produzindo citocinas e quimiocinas potentes que influenciam a vigilância imunológica do hospedeiro para sustentar o crescimento, a progressão e a metástase das células cancerígenas. Muitas evidências clínicas agora mostram que o TME afeta significativamente a eficácia da imunoterapia e os resultados clínicos e que os PRMTs podem fornecer novos alvos terapêuticos para a imunoterapia tumoral, modulando o TME para alta infiltração de linfócitos.

3.1.3.1 Visando a proliferação e diferenciação de células T

Como as células T eficazes8-CD são as células mais potentes para matar tumores, as populações de células T são temas de pesquisa altamente atuais. Células T citotóxicas CD8 mais e células auxiliares T CD4 mais constituem subpopulações de células T no TME. As células CD4 plus naive diferenciam-se principalmente em quatro populações distintas: T helper 1 (Th1), Th2, Th17 e células T reguladoras (Treg). Sua diferenciação é determinada por padrões de sinais recebidos durante suas interações iniciais com antígenos (65). As células T no TME não apenas exercem funções efetoras antitumorais, mas algumas promovem o crescimento do tumor. Entre estas, as células T citotóxicas CD8 mais e as células Th1, comumente conhecidas como CTLs, têm funções de eliminação de tumores. As últimas células são caracterizadas pela produção de IFN-g, TNF-a e interleucina (IL)-2, que suportam o primeiro tipo de célula ou atuam como células T citotóxicas para remover diretamente as células tumorais (66). As células Th2 suportam as células B liberando IL-4, IL-5 e IL-13, enquanto as células Th17 promovem o crescimento do tumor produzindo IL-17, IL-21 , e IL22 (65, 67). Além disso, as Tregs atenuam as respostas imunes antitumorais mediadas por células T, inibindo diretamente a função das células T e a produção de citocinas, ou inibindo indiretamente a apresentação do antígeno para impedir a ativação das células T (68, 69). Uma alta proporção de Tregs para células T CD8+ geralmente indica um prognóstico de câncer ruim (70). Células T citotóxicas CD8 mais freqüentemente falham em inibir a formação de tumor durante a tumorigênese devido à exaustão de células T, que é definida como a expressão persistente de receptores inibitórios de células T e a perda progressiva da produção de IFN-g e funções de degranulação em resposta a fatores de longo prazo como inflamação crônica ou estimulação do câncer (71). IL-12 e IFN-g polarizam células T CD4 plus virgens em direção a células Th1 por meio de ações do transdutor de sinal e ativador do fator de transcrição T box T-bet. A diferenciação de células Th2 requer GATA3, que está a jusante de IL-4. A diferenciação das células Th17 requer o receptor órfão relacionado ao retinoide (ROR)gt, que é um fator de transcrição induzido pelo fator transformador de crescimento (TGF-b) em combinação com IL-6, IL-21 e IL{{55 }}. A diferenciação das células Treg também requer forkhead box P3 (FOXP3) como um fator de transcrição.

A caracterização abrangente da metilação da arginina nas células T primárias identificou os papéis reguladores dos PRMTs nas decisões do destino das células T. Usando espectrometria de massa, Geoghegan et al. identificou 2.502 locais de metilação da arginina em 1.257 proteínas em células T humanas (72). Na lista estavam os componentes da maquinaria de sinalização do receptor de antígeno de células T e os principais fatores de transcrição que regulam a determinação do destino das células T. Além disso, esses autores quantificaram as alterações na ocupação da metilação da arginina durante a diferenciação primária das células T e demonstraram alterações na estequiometria da metilação da arginina durante a estimulação celular em um subconjunto de proteínas críticas para a diferenciação das células T (72).

Três estudos independentes usando camundongos deficientes em PRMT 5- específicos para células T corroboraram o papel fundamental de PRMT5 na manutenção de células T periféricas e na orientação da transição de células T virgens para um fenótipo efetor/memória (73-75). Inoue et al. relataram que, quando comparados com camundongos de controle, camundongos com deficiência homozigótica específica para células T PRMT5 tinham números de células T invariantes NK (iNK) T, CD4 mais T e CD8 mais T menores. Além disso, o PRMT5 foi necessário para a sobrevivência e proliferação de células T (74). Tanaka et ai. mostraram que PRMT5 foi crítico para a transição de células T de um fenótipo virgem para um ativado, e também a manutenção de células T já maduras (73). Lindsay e cols. também confirmaram que o PRMT5 era necessário para manter populações normais de células T periféricas iNKT, CD4 mais T e CD8 mais (75). Tanto a atividade de dimetilação de arginina simétrica quanto os níveis de expressão de PRMT5 foram significativamente induzidos em células T ativadas.

Além disso, Inoue et al. também relataram que o PRMT5 facilitou o splicing de pré-mRNA de Il2rg e Jak3 para aumentar seus níveis de expressão para manter as populações de células T. Il2rg codifica gc, que é uma subunidade receptora compartilhada por citocinas, incluindo IL-2, IL-4, IL-7, IL-9, IL-15 e IL-21 (76). A família de citocinas gc regula firmemente o desenvolvimento de linfócitos e funciona por meio das tirosina quinases JAK1 e JAK3 (77). O desenvolvimento de linfócitos defeituosos, incluindo células T, B, NK e iNKT é observado em camundongos deficientes em gc ou JAK3. Esses autores também mostraram que a dimetilação simétrica de resíduos de arginina em proteínas Sm por PRMT5 possivelmente foi responsável pelas alterações de splicing causadas pela deficiência de PRMT5 (74).

CD8 de alta densidade mais células T citotóxicas estão associadas a um melhor prognóstico em muitos cânceres (78). Portanto, as correlações entre PRMTs, proliferação de células T CD8+ e capacidade de produção de citocinas foram investigadas em vários estudos. Kumar et ai. mostraram que a inibição de CARM1 aumentou o número de células CD8 plus T infiltrantes tumorais, promoveu a expressão de granzima B e IFN-g e a proliferação do marcador Ki-67, o que facilitou uma capacidade mais forte de matar tumores em células T CD8 plus, sugerindo inibição de CARM1 aumento da proliferação de CD8 mais T e produção de citocinas (79). Kumar et ai. também mostraram que as células T knockout Carm1-expressam níveis mais elevados de CD8 de memória mais fatores de transcrição associados às células T, como Tcf7 e Myb (79). Myb promoveu a formação de células T CD8 mais de memória através da ativação transcricional da repressão de Tcf7 e Zeb2 (80). Notavelmente, as células T knockout Carm1-coexpressaram baixos níveis dos receptores inibitórios PD-1 e TIM3, que são marcadores de exaustão de células T (79). Diferente de CARM1, a inibição de PRMT5 suprimiu a indução de células T CD8 mais específicas do antígeno tumoral in vitro (81). As reações de metilação de PRMT converteram SAM, como um cofator doador de metil, em Sadenosil-1-homocisteína (SAH), enquanto SAM também foi convertido em metiltioadenosina (MTA). Tanto SAH quanto MTA inibiram PRMTs em loops de feedback, enquanto MTA efetivamente inibiu a atividade de PRMT5 (82). O MTA reduziu a proliferação e a viabilidade das células T CD8 plus, pois inibiu as funções efetoras nas células T citotóxicas CD8 plus específicas do antígeno humano, reduzindo a capacidade de degranulação das células T CD8 plus e inibindo a secreção de IFN-g e IL-2 em uma maneira dependente da dose (81). Strobl et ai. relataram que o inibidor de metiltransferase específico de PRMT5-, EPZ015666 suprimiu a proliferação, viabilidade e funcionalidade de células T CD8 mais (83).

Além disso, esses autores associaram PRMT5 ao splicing seletivo de MDM4, que induziu a transdução da cascata de sinalização p53 para mediar a parada do ciclo celular e a apoptose em células T CD8+. A inibição de PRMT5 também reduziu a sinalização da proteína quinase B (AKT)/alvo mamífero da rapamicina (mTOR), o que prejudicou a proliferação e sobrevivência de células T CD8+ (83).

O CD28 ligado a B7 em APCs e a coestimulação com TCR reduziram o limiar de ativação das células T, promovendo assim a diferenciação de células T CD4 mais e a expressão de citocinas do tipo Th2-(84). Blanchet e outros. relataram que os sinais coestimuladores de CD28 induziram a metilação da arginina nas células T (85). Dado que a SAH foi rapidamente eliminada pela S-adenosil-L-homocisteína hidrolase (SAHase) e a SAH inibiu as atividades de PRMT, SAHase serve como um ativador de PRMTs. Os bloqueadores farmacológicos da SAHase inibiram fortemente a ativação de várias proteínas-chave estimuladas pela sinalização do TCR, incluindo AKT, proteínas quinases reguladas extracelulares (ERK)1/2 e NF-kB. leva à ativação prejudicada das células CD4 mais T (86).

Portanto, PRMTs podem ter papéis importantes na ativação e diferenciação de células T CD4+. Inibidores seletivos para PRMT5 podem suprimir a proliferação de células Th2 (87). Webb et al. observaram que em camundongos com deficiência homozigótica específica para células T PRMT5, a proporção de IFN-g mais T-bet plus, IFN-g plus e T-bet mais células T aumentou durante a diferenciação de células Th1, mas o número total de células Th1 diferenciadas foi reduzido, mais do que provavelmente devido à proliferação reduzida de Th1 (75). Além disso, esses autores observaram que a porcentagem de células T GATA-3 mais IL-4 mais e IL-4 mais aumentou durante a diferenciação Th2 (75). Portanto, a inibição de PRMT5 aumentou a diferenciação de células T CD4+, mas suprimiu a proliferação. Mecanicamente, os inibidores de SAHase demonstraram reduzir a metilação da arginina do Vav Guanine Nucleotide Exchange Factor 1 (Vav1), uma molécula essencial, levando à ativação restrita de células T CD4+ (86, 88). Consistentemente, Vav1 metilado por arginina se acumulou no núcleo e ativou o fator nuclear do complexo transcricional de células T ativadas (NFAT) e NF-kB para promover a produção de IL-2 e a proliferação de células T (85). O PRMT5 também regulou a transcrição de IL-2 pela metilação de proteínas específicas contendo sDMA (89).

Além disso, a secreção reduzida de IL-2 pelos inibidores de PRMT5 ajudou a suprimir a proliferação e diferenciação de células Th1 (87). PRMT1 também metilou a proteína de interação com NFAT, NIP45, que facilitou uma associação com NFAT, uma modificação necessária para o potente aumento induzido por NIP45-da transativação de NFAT e co-ativação de PRMT1 do promotor de IL-4 (90, 91). Coletivamente, os inibidores da SAHase controlam parcialmente as proteínas estimuladas pela sinalização do TCR através da redução da metilação do Vav1, inibindo assim a ativação das células T CD4+. PRMT5 também promoveu a produção de IL-2 metilando Vav1 ou NF-45 e NF-90. Dado que IL-2 tem papéis críticos na polarização de células T CD4 mais virgens para o fenótipo Th2 e na proliferação de células T, os altos níveis de expressão de IL-2 induzidos por PRMT5 contribuíram para células T CD4 mais diferenciação e proliferação (92, 93).

Estudos recentes mostraram que a desregulação da metilação da arginina contribuiu para a diferenciação Th17. Por um lado, a inibição farmacológica do PRMT1 impediu a geração de células Th17 (94). Mecanicamente, em resposta ao IL-6 e ao fator de transformação de crescimento-b (TGF-b), o PRMT1 interagiu com um fator de transcrição chave na diferenciação de células Th17, RORgt e induziu a transcrição e expressão de IL-17, que caracterizou o fenótipo Th17 (94). Após a combinação com RORgt, PRMT1 foi recrutado para o promotor IL-17 e histona 4 arginina 3 dimetilada assimetricamente (H4R3). A metilação de H4R3 estabilizou STAT3 ativado por IL-6 e removeu STAT5 ativado por IL-2, aliviando assim o efeito inibitório de STAT5 no promotor de IL-17 e encorajando a diferenciação de Th17 (95).

No entanto, por outro lado, a diferenciação de Th17 foi severamente impedida em um modelo deficiente de PRMT5 específico para células T, com o número de células RORgt mais IL17 mais , IL-17 mais e RORgt mais células Th17 sendo muito baixo neste modelo (96). Esta situação pode ter surgido devido ao seguinte: PRMT5 simetricamente dimetilado SREBP1 em R321, que inibiu sua fosforilação em S430 e impediu a degradação de SREBP1 através da via ubiquitina-proteassoma (96). Essa alteração promoveu a estabilidade e a atividade transcricional do SREBP1, um gene transativador que promove a biossíntese do colesterol, resultando no acúmulo de um potente agonista RORg endógeno, o desmosterol (75, 97).

Além de seus efeitos na biossíntese do colesterol, o PRMT5 também aumentou a maquinaria glicolítica para regular a diferenciação Th17. A inibição de PRMT5 suprimiu a expressão do fator regulador da glicólise, fator induzível por hipóxia 1-a (HIF-1a) para promover a diferenciação de Th17 por meio da ativação transcricional direta de RORgt e promoção da via glicolítica ( 75, 83, 98). No geral, ao metilar as histonas para ativar o promotor IL-17 e regular a reprogramação metabólica, incluindo a glicólise e o metabolismo lipídico após a ativação das células T, os PRMTs promoveram a diferenciação Th17.

Para as células Treg, o FOXP3 foi relatado como o regulador transcricional determinante do destino, com altos níveis de FOXP3 e estabilidade necessária para a atividade imunossupressora das células Treg (99, 100). PRMTs regulam ativamente a diferenciação e atividade supressiva de Tregs regulando FOXP3. A metilação direta catalisada por PRMT1-de FOXP3 em R48 e R51 aumentou a função supressiva das células Treg (101). Da mesma forma, PRMT1 também pode ter afetado a atividade de Treg regulando outras proteínas que interagem com FOXP3, como Forkhead box protein O1 (FOXO1) e o fator de transcrição Runt-related transcription factor 1 (Runx1) (102, 103). PRMT1 metilou FOXO1 em R248 e R250 para estabilizar a proteína, e também metilou Runx1 em R206 e R21 para potencializar sua atividade transcricional (104, 105).

Além disso, o tratamento com IAM-1 com inibidor de PRMT1 fortaleceu a sensibilidade de Treg à expressão de FOXP3 induzida por TGF-b e aumentou a frequência e o efeito supressor de Tregs por meio do aumento direto da expressão de FOXP3 (106, 107). Além de PRMT1, PRMT5 também regulou a expressão de FOXP3 em células T virgens, influenciando a expressão de DNMT1 que controlava a metilação de CpG no promotor de FOXP3 e, portanto, aumentava a acessibilidade transcricional para regiões reguladoras de FOXP3 (108, 109). Além disso, a inibição de PRMT5 afetou a modificação H3K27me3 no promotor FOXP3 e facilitou a expressão de FOXP3 (106). Como PRMT5 interagiu com EZH2, culminando no aumento da deposição de H3K27me3, alterações de H3K27me3 em células deficientes de PRMT5 podem ter sido induzidas por interações de PRMT5-EZH2 (110).

Em contraste, Yasuhiro et al., em um modelo de deficiência de PRMT5-específico de células Treg, observaram que a atividade supressiva e o fenótipo de efeitos/memória de Tregs foram reduzidos, resultantes da diminuição do marcador de dimetilação simétrica do locus FOXP3 R51 (111 ). No entanto, esses autores descobriram mais tarde que a deficiência de PRMT5 estava possivelmente ligada à manutenção, ativação e proliferação defeituosas de células Treg por meio de sinalização gc prejudicada, em vez de FOXP3 metilado (73).

3.1.3.2 Ativação e diferenciação de células B direcionadas

Embora as células T tenham sido o foco da pesquisa de imunidade tumoral, outros subconjuntos de células imunes são relevantes para este campo, particularmente no que diz respeito ao conceito de estrutura linfoide terciária (TLS). Em vez de exigir que as DCs migrem do local do tumor para os SLOs, a hipótese TLS postula que esse fenômeno ocorre diretamente em órgãos linfóides ectópicos, gerados por tecido não linfoide que infiltra as margens do tumor e o estroma (112). Essas estruturas consistem em uma zona de células T CD3 mais e uma zona de células B CD20 mais, com a primeira contendo DCs positivas para glicoproteína de membrana associada a lisossomos DC e reticulócitos de fibroblastos, e a última contendo centros germinativos, células plasmáticas, DCs foliculares e complexos antígeno-anticorpo (113). No TLS, os antígenos associados ao tumor desencadeiam a transformação das células B em um fenótipo efetor/memória que produz anticorpos e apresenta antígenos tumorais às células T, aumentando assim a função prognóstica das células T CD8+ e promovendo o crescimento das células T (113). Níveis elevados de células T CD8+ e CD4+ co-localizando com considerável infiltração de células B CD20+ foram associados à sobrevida clínica de longo prazo (114).

Além disso, várias quimiocinas foram secretadas por células B para recrutar DCs, células T e células NK (113). Ambos os estudos clínicos de coorte e analíticos do TME identificaram correlações positivas entre as respostas dos pacientes à terapia com ICB e infiltração de células B e formação de TLS. Esses estudos destacaram o papel até então não apreciado das células B na imunidade antitumoral humana, portanto, os tumores insensíveis ao ICB podem responder melhor às terapias emergentes direcionadas à atividade das células B (115-117).

PRMT1, PRMT5 e PRMT7 regulam a proliferação e diferenciação de células pré-B, a formação do centro germinativo e as respostas de anticorpos. Em camundongos deficientes em PRMT1-específico para células B, o número de células B na medula óssea e em outros órgãos linfóides periféricos foi significativamente reduzido (118), enquanto o desenvolvimento de células B foi severamente reduzido no estágio pré-célula B (119 ). As células B ativadas mostraram aumento dos níveis de proteína PRMT1 e arginina metilada. Ao regular negativamente, os genes de ativação de recombinação, Rag1 e Rag2, FOXO1 bloquearam a progressão da diferenciação de células B além do estágio de células pró-B (120). Yamagata et ai. mostraram que o PRMT1 metilou diretamente o FOXO1 para inibir a fosforilação por AKT e subsequente degradação proteassômica (105). Além disso, PRMT1 também metilou a subunidade Iga do receptor de células B (BCR) para inibir a ativação de Syk induzida por BCR e a sinalização de fosfoinositídeo 3-quinase (PI3K), bloqueou a degradação da proteína FOXO e promoveu a diferenciação de células pré-B em vez de proliferação (121, 122).

Assim, PRMT1 regulou negativamente eventos de sinalização de células B, como recombinação de troca de classe e seleção de antígeno via sinalização PI3K-FOXO1, facilitando assim o desenvolvimento de células pré-B para células B imaturas. Além disso, PRMT1 mediou a metilação da arginina de CDK4, desestabilizou o complexo CDK4-Ciclina-D3, induziu a parada do ciclo celular e promoveu a diferenciação de células pré-B (119). Em um modelo de camundongo deficiente em PRMT1-do compartimento periférico de células B, a proliferação e diferenciação de células B maduras após a estimulação foi severamente prejudicada, a geração de células B do centro germinativo (GC-B) foi defeituosa e a ativação e proliferação de células B de memória foram consideravelmente reduzida (121). O PRMT1 também manteve o número de células foliculares B (FO-B) e promoveu a formação do centro germinativo (GC) após a ativação das células FO-B (118). O PRMT1 protegeu as células B ativadas da apoptose regulando a expressão das proteínas pró-sobrevivência da família BCL2, MCL1, BCL2, A1 e BCLX (121).

Litzler et ai. relataram que os níveis de proteína PRMT5 e sDMA foram regulados positivamente em estágios de proliferação de células B e que PRMT5 promoveu a sobrevivência de células B ativadas (123). PRMT5 foi necessário para o desenvolvimento de células B em células Pro-B e Pré-B. O PRMT5 protegeu as células B maduras da apoptose e promoveu a proliferação e a formação de GC regulando a transcrição das células B e a fidelidade do splicing (123). Além disso, PRMT5 interagiu diretamente e metilou BCL6 para facilitar a repressão transcricional mediada por BCL 6-, regulando assim a formação de GC (124). Os genes-alvo de BCL6 Irf4 e Prdm1, que mediam a diferenciação de células plasmáticas, também foram regulados negativamente por PRMT5 (123).

Usando um modelo de camundongo knockout PRMT7 específico para células B, Ying et al. demonstraram que a perda de PRMT7 prejudicou o desenvolvimento de células B, diminuiu as células da zona marginal B (MZ-B), aumentou as células FO-B e promoveu a formação de GC após a imunização (125). A depleção de PRMT7 aumentou a expressão de Bcl6 recrutando H4R3me1 e H4R3me2 simétrico para o promotor Bcl6. A diferenciação dos subtipos de células plasmáticas secretoras de IgA e IgG1-também diminuiu em camundongos com deficiência de PRMT7-, provavelmente porque a perda de PRMT7 induziu a regulação positiva de Bcl6 e inibiu Irf4 e Prdm1 em células GC-B (125 ).

3.1.3.3 Diferenciação de Macrófagos Associados a Tumores (TAM) e a Expressão de Outras Células Imunes

Evidências crescentes indicam agora que o TME altera as células imunológicas para suprimir a vigilância imunológica e as respostas imunológicas (126). Macrófagos M1 classicamente ativados tendem a fagocitar células tumorais estabelecendo um ambiente pró-inflamatório e facilitando as respostas Th1 e CTL.

No entanto, macrófagos M2 ativados alternativamente, como TAMs, promovem o crescimento e a invasão tumoral, aumentando a polarização Th2, a angiogênese tumoral e inibindo as respostas imunes antitumorais (127). As DCs se especializam no processamento e apresentação de antígenos, enquanto as NKs identificam eficientemente as células tumorais e usam a citotoxicidade mediada por perforina/granzima para limitar o crescimento do tumor, enquanto as MDSCs acumuladas exercem efeitos imunossupressores proeminentes em vez da diferenciação em células mieloides maduras (128).

Usando um modelo de camundongo knock-out PRMT1 específico para mielóide, Tikhanovich et al. mostraram que o PRMT1 era necessário para a diferenciação de macrófagos M2. A indução de PRMT1 foi observada durante a diferenciação de monócito para macrófago, o que levou à deposição de H4R3me2a no promotor do receptor g ativado por proliferador de peroxissoma (PPARg) que aumentou a expressão de PPARg (um fator de transcrição chave necessário para a diferenciação do fenótipo M2). A deleção específica de macrófagos de PPARg prejudicou a maturação de macrófagos M2 ativados alternativamente (129, 130). De acordo com este estudo, PRMT1 induziu a polarização de macrófagos para tipos M2 e aumentou a expressão de IL-6 e STAT3 a jusante, promovendo a eferocitose de macrófagos dependentes de PPARg para consumir corpos apoptóticos em um modelo de camundongo de carcinoma hepatocelular dependente de álcool (131).

Além disso, a deficiência de PRMT1 diminuiu os tipos de M2 ​​através da via PPARg mediada por c-Myc, que influenciou o tráfego, eferocitose, fagocitose e ativação alternativa de macrófagos (132-134). PRMT1 também metilou c-Myc em R299 e R346 para regular positivamente sua capacidade de ligação a p300, em vez de HDAC1. Este recrutamento aumentado do complexo c-Myc-p300 para genes desencadeou a transcrição M2 subsequente, como promotores PPARg e receptor de manose tipo C 1 (MRC1) (129).

Além disso, os PRMTs influenciaram a expressão e a função de c-MYC em outras linhagens celulares da seguinte forma: 1) PRMT1 e CARM1 depositaram marcadores H4R3me2a no promotor do gene cMYC, que foram lidos pela proteína 3 contendo o domínio Tudor (TDRD3)-topoisomerase IIIB (TOP3B ) complexo e transcrição c-MYC facilitada (135). 2) PRMT5 metilou os locais R218 e R225 na ribonucleoproteína nuclear heterogênea A1 (hnRNP A1) para regular a tradução dependente do local de entrada do ribossomo interno (IRES) de c-MYC (136). 3) A inibição dependente de enzima da poliubiquitinação de c-MYC por PRMT3 eliminou a degradação de C-MYC mediada por ubiquitina (137) e 4) a marcação de H4R3me2 mediada por PRMT5-foi rica em ligação de c-Myc a CANNTG E- elementos de caixa e também a função MYC regulada (138).

O PRMT6 também promoveu a progressão do tumor facilitando a diferenciação de macrófagos para o fenótipo M2 em vez do fenótipo M1 e apoiando a neoangiogênese tumoral. PRMT6 interagiu com ILF2 em adenocarcinoma pulmonar para regular a síntese de fatores inibitórios de migração de macrófagos para induzir a ativação alternada de TAM (139, 140).

A metilação da arginina também afetou outras células imunes, exceto os macrófagos. O inibidor de molécula pequena CARM1, os tumores tratados com EZM2302 foram infiltrados por um grande número de células dendríticas, células cDC1 de apresentação cruzada e células NK. Consistentemente, em um modelo de tumor PRMT5-knockdown, uma maior abundância de NKs, DCs e MDSCs foi observada quando comparada com o modelo de knockdown de controle (19, 79).

Quando combinados, os PRMTs têm papéis essenciais na regulação da diferenciação de macrófagos e na proliferação de células NK, DC e MDSC. Essas funções não apenas fornecem novas perspectivas para a ativação alternativa de macrófagos, mas também podem identificar novos alvos terapêuticos para o câncer.

3.2 PRMTs e Sinalização de IFN Tipo I

Os IFNs tipo I facilitam a imunovigilância do câncer, a imunidade antitumoral e a eficácia da imunoterapia de várias maneiras, principalmente estimulando a maturação das DC e melhorando sua capacidade de processar e apresentar antígenos no ciclo de imunidade inata do câncer (141). Os IFNs do tipo também aumentam a expressão de mediadores citotóxicos em CTLs e impedem que as células NK purguem CD8 mais CTLs ativados, mantendo simultaneamente o fenótipo de memória e influenciando as funções supressivas de Treg (142). Quando diferentes classes de receptores de reconhecimento de padrão (PRR), incluindo receptores semelhantes a Toll (TLRs), receptores de gene induzível por ácido retinóico (RIG)-I (RLRs) sensíveis ao RNA e sensores de DNA citosólico reconhecem padrões moleculares associados a patógenos ou padrões moleculares associados a danos, o recrutamento de TBK1, juntamente com a ativação sucessiva de IRF3/7 e NF-kB é induzido, o que convencionalmente aumenta a expressão do gene estimulado por IFN (ISG) e a geração de IFN tipo I (143). É concebível que a estimulação apropriada de IFNs Tipo I e vias de sinalização relacionadas possam ser desenvolvidas como imunoterapias antitumorais eficazes.

3.2.1 Vias PRMT e TLR

O reconhecimento de padrões moleculares associados a patógenos por TLRs contribui para a regulação positiva da transcrição de genes distintos. O fator 6 (TRAF6) associado ao receptor do fator de necrose tumoral (TNFR) foi identificado como a chave para a resposta primária de diferenciação mielóide 88 (MyD88) via de sinalização dependente com funções imunorreguladoras, que estava a jusante dos TLRs (143). PRMT1 metilou e desativou TRAF6 para suprimir a via TLR{11}}dependente de TRAF. Esta supressão foi revertida pelo domínio jumonji contendo 6 (JMJD6), com TRAF6 desmetilado por JMJD6. A relação PRMT1/JMJD6 determinou a ativação da via TLR dependente de MyD88-. A metilação da arginina do TRAF6 foi associada a menor atividade do TRAF6 e NF-kB a jusante, enquanto a exposição ao ligante TLR reduziu transitoriamente o PRMT1, levando à desmetilação do TRAF6 por JMJD6 e ativação do NF-kB; bloqueou a via dependente de TRAF6-(144) (Figura 3).

3.2.2 PRMTs e o Caminho RIG-I

Na via RIG-I, um papel importante para PRMT5 foi identificado na metilação de IFI16/IFI204; A metilação de IFI16/IFI204 ativou respostas de interferon tipo I induzidas por dsRNA3-mediadas, embora IFI16/IFI204 geralmente servisse uma proteína de detecção de DNA (19, 145). PRMT7 formou agregados à proteína de sinalização antiviral mitocondrial monometilada (MAVS) em R52, inibindo sua interação com RIG-I e poliubiquitinação ligada a MAVS K63-ligada a TRIM31-de maneira catalítica dependente. A ativação de MAVS e eventos moleculares induzidos por vírus downstream (fosforilação de IRF3, IkB e STAT1) foram inibidos por PRMT7, mas resgatados pelo inibidor de PRMT7, SGC3027 (146). MAVS recrutou TRAF3 e TRAF6 para formar o complexo MAVS/TRAF3/TRAF6 que interagiu com TBK1 e IKK para ativar IRF3 e produção de IFN tipo I (147). Nos estágios iniciais da infecção pelo vírus, o PRMT7 foi autometilado em R32, desativando sua atividade enzimática e agregação. SMURF1 foi então recrutado para PRMT7 de maneira dependente de MAVS para catalisar a poliubiquitinação ligada a K48-de PRMT7 para garantir sua degradação proteassômica oportuna e subsequente ativação de RIG-I-MAVS, enquanto SMURF1 degradou MAVS, TRAF3, TRAF6 ou USP25 em estágios posteriores da infecção viral para evitar ativação excessiva da sinalização RLR (146).

No peixe-zebra, PRMT2, PRMT3 e PRMT7 atenuaram as respostas antivirais suprimindo a via de sinalização RIG-IMAVS. A auto-ubiquitinação de TRAF6 ligada a Lys63-foi impedida pela dimetilação assimétrica mediada por PRMT2-de R100 em TRAF6, inativando assim a sinalização Nemodependente TBK1/IKKϵ (148). PRMT2 também competiu com MAVS pela ligação de TRAF6 e impediu o recrutamento de TBK1/IKKϵ para MAVS (148). Através dos dois mecanismos acima mencionados, o PRMT2 controlou negativamente a fosforilação de IRF3/IRF7 e a expressão de genes de IFN do tipo I a jusante (148). Esses autores também sugeriram que PRMT3 e PRMT7 afetaram a fosforilação do IRF3 e suprimiram a produção de IFN ao interagir com RIG-I (149, 150) (Figura 4).