Papel dos NLRs na regulação da sinalização do interferon tipo I, defesa do hospedeiro e tolerância à inflamação Parte 2

2.6. NLRP11

A adição mais recente à lista de proteínas NLRP com efeitos reguladores na sinalização do IFN tipo I é a NLRP11. Seu gene está localizado em um agrupamento de genes junto com NLRP8 e NLRP13, e encontra-se antiparalelo adjacente ao conhecido regulador das respostas de IFN tipo I NLRP4. Portanto, especulou-se que o NLRP11 poderia compartilhar semelhanças funcionais com o NLRP4. De fato, NLRP11 foi recentemente identificado como um regulador negativo da resposta IFN tipo I. Foi demonstrado que a superexpressão de NLRP11 inibe respostas de IFN induzidas por SeV e poli(I:C) em células THP-1 [170,171]. Qin e outros. propuseram a ligação de NLRP11 ao sinalossoma acoplado a MAVS e subsequente desestabilização da proteína adaptadora TRAF6 como o mecanismo regulador [171], no entanto, mostramos que NLRP11 também inibe as respostas de IFN tipo I induzidas por TBK1-, argumentando a favor de uma mecanismo alternativo, agindo a jusante da ativação de TRAF6 [170]. Ainda sabemos pouco sobre o papel fisiológico de NLRP11, e um homólogo de NLRP11 parece estar ausente em camundongos [209]. A alta expressão de NLRP11 em células B [170] pode ser sugestiva do papel de NLRP11 em infecções virais trópicas de células B.

Os reguladores de resposta do interferon tipo I (IFN) (IRFs) são uma classe chave de citocinas envolvidas em diversos processos biológicos, incluindo respostas imunes. A relação entre IRF e imunidade é próxima.

Os membros da família IRF incluem 10 proteínas, incluindo IRF1 a IRF10, que desempenham um papel importante na resposta imune. IRF1, IRF3 e IRF7 desempenham papéis importantes na infecção viral, apoptose, tumorigênese e proliferação celular. IRF3 e IRF7 podem ativar a transcrição do tipo I IFN durante a infecção por vírus, promover a proliferação e diferenciação de células imunes e melhorar a resistência do corpo a patógenos. Além disso, o IRF1 e outros IRFs também desempenham um papel importante na ativação e regulação das células T, atenuação imune e doenças autoimunes.

Estudos mostraram que, na ausência de membros da família IRF, a resistência do corpo a patógenos será afetada e problemas como infecções e tumores ocorrerão facilmente. Além disso, alguns IRFs também estão relacionados à ocorrência e desenvolvimento de doenças autoimunes. Portanto, a pesquisa sobre a relação entre IRF e imunidade ajudará a revelar o mecanismo de resposta imune dos organismos e fornecerá novas ideias e métodos para o tratamento de doenças. Deste ponto de vista, precisamos melhorar a imunidade. Cistanche pode melhorar significativamente a imunidade. Cistanche também tem efeitos antivírus e anticancerígenos, que podem fortalecer a capacidade do sistema imunológico de lutar e melhorar a imunidade do corpo.

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2.7. NLRP12

NLRP12 é outra proteína NLR reguladora com múltiplas funções em respostas imunes bacterianas, parasitárias e virais. Pode formar um inflamassoma [210] que é ativado após a infecção por bactérias como Yersinia pestis [211] ou protozoários como Plasmodium [212]. Em contraste, níveis reduzidos de NLRP12 correlacionam-se com níveis mais altos de IL-1 em um modelo de dieta rica em gordura para obesidade [213], e Silveira et al. observaram uma produção aumentada de atividade de IL-1 e caspase-1 em BMDM murino infectado por Brucella abortus de animais Nlrp12-/- [214]. Além de seu papel na sinalização do inflamassoma, o NLRP12 possui funções anti-inflamatórias em diferentes vias. Ele inibe a sinalização MAPK e regula negativamente a via NF-κB canônica e não canônica [214-217]. Em humanos, a importância do NLRP12 como um regulador antiinflamatório é enfatizada pela observação de que mutações raras no NLRP12 estão causando a síndrome autoinflamatória familiar ao frio (FCAS) [218].

NLRP12 foi proposto para funcionar como um ponto de controle mielóide para indução de IFN por vírus de RNA. Em resposta à infecção por VSV ou ao agonista RIG-I 50ppp-dsRNA e short poly(I:C), a deficiência de NLRP12 em DCs humanas e de camundongos resulta em aumento da produção de IFN- e suas citocinas relacionadas, incluindo TNF [173]. In vivo, camundongos Nlrp12-/- mostram uma resposta aumentada de IFN e TNF tipo I à infecção por VSV, o que resulta em menor carga viral e recuperação mais rápida [173]. Mecanicamente, o NLRP12 atenua a sinalização imunológica mediada por RIG-I, promovendo a degradação mediada por RNF125-de RIG-I. Ele aumenta ainda mais a ubiquitinação ligada ao K63-do RIG-I pelo TRIM25, impedindo sua ativação [173]. A expressão da maioria dos NLRs é regulada positivamente após a infecção microbiana. Em contraste, a expressão de NLRP12 é regulada negativamente durante a infecção por VSV, permitindo assim uma resposta robusta de IFN [173]. A expressão reduzida sob estímulos microbianos também foi mostrada para a proteína inibidora NLRC3 [186].

Em resumo, o efeito inibitório dominante de NLRP12 na indução de IFN tipo I é provavelmente mediado pela interferência na sinalização de RIG-I. Isso está de acordo com uma função inibitória de NLRP12 em NOD2 que atua em sinergia com MAVS e TBK1 [174] (consulte também um capítulo sobre a sinalização de NOD2).

2.8. NLRP14

A função de NLRP14 na imunidade inata até agora não foi bem estudada. O NLRP14 é expresso nos testículos e ovários [219,220] e sua deficiência causa falha reprodutiva em camundongos machos e fêmeas [220]. Mutações no gene NLRP14 também estão associadas à infertilidade em homens [219]. Mecanicamente, foi demonstrado que o NLRP14 protege o HSPA2, um membro HSP70 específico do testículo importante para a diferenciação de células germinativas e espermatogênese, da degradação mediada por proteassoma recrutando a co-chaperona BAG2 [221].

A detecção inadequada de ácidos nucleicos citosólicos pode resultar em respostas autoimunes. A inibição da detecção de ácido nucleico é particularmente importante durante a fertilização, quando o DNA da célula espermática está presente no citoplasma do oócito. Ao minerar dados de sequenciamento de RNA e selecionar genes candidatos especificamente expressos em células germinativas e regulados negativamente após a fertilização, Abe et al. identificou NLRP14 como um regulador de detecção de ácido nucleico putativo [175]. Nos oócitos, a injeção de siRNA visando o NLRP14 leva à fertilização abortada e ao desenvolvimento inicial do embrião [222]. Abe et al. poderia mostrar que a transdução de células HEK293T com NLRP14 reduziu significativamente a ativação do promotor mediada por ISRE e NF-κB no contexto de STING, TRIF, TBK1 e IRF3, mas não IRF7 [175].
O KO induzido por CRISPR/Cas9 de NLRP14 em células HEK293T que expressam STING e siRNA de forma estável em células epiteliais brônquicas humanas primárias (HBEC) resultou em detecção aprimorada de DNA e RNA, bem como em secreção aumentada de IFNs tipo I e imunidade antiviral. Mecanicamente, NLRP14 tem como alvo TBK1 para ubiquitinação e degradação. Portanto, NLRP14 também prejudica a sinalização induzida por RIG-I e MAVS. Em um loop de feedback negativo, as moléculas adaptadoras STING e MAVS medeiam a degradação proteassômica de NLRP14, o que pode ser importante para restaurar a detecção de ácido nucleico após a fertilização [175].

Tomados em conjunto, esses achados indicam que o NLRP14 desempenha papéis importantes na espermatogênese e no controle negativo da detecção de DNA citosólico em oócitos durante a fertilização, embora o último seja baseado em um único estudo e aguarde validação em outros sistemas.

3. Efeito sinérgico de NLRs em respostas de IFN Tipo I sobre ácido nucleico e detecção bacteriana

3.1. NOD1

NOD1 é o membro fundador da família NLR [108,223] e atua como um sensor citosólico do componente conservado da parede celular bacteriana -ácido D-glutamil-meso-diaminopimélico (iE-DAP) encontrado em bactérias Gram-negativas e algumas bactérias Gram-positivas [ 106.110]. É amplamente expresso em diferentes tipos de células [108] onde está localizado nas membranas, principalmente as membranas plasmáticas [224-226]. Além de detectar bactérias, NOD1 também foi proposto como um sensor de pequena atividade de GTPase e perturbação de F-actina, causada por infecções bacterianas [227-229]. NOD1 induz a sinalização de NF-κB através da ativação de sua serina/treonina-proteína quinase 2 (RIPK2) [230] e é importante para a depuração bacteriana também por interferir na autofagia [226].

O tratamento com IFN e poli(I:C) pode aumentar a expressão de NOD1 em vários tipos de células, incluindo células progenitoras neurais de camundongos adultos, [123]. Consequentemente, o nível de transcrição de NOD1 é induzido por infecção por HCV [231], norovírus [232] e citomegalovírus humano (HCMV) [124].

NOD1 é normalmente conectado à ativação de NF-κB via RIPK2, no entanto, também pode ativar a expressão do gene IFN-, conforme demonstrado por ensaios de repórter de gene usando estimulação com Legionella pneumophila morta pelo calor [125]. In vivo, o tratamento de camundongos com o ligante NOD1 FK156 resulta em altos níveis de IFN- sérico, o que não era observável em camundongos deficientes em Nod1-[126,127]. Durante a infecção por Helicobacter pylori, NOD1 contribui para a indução epitelial de IFNs tipo I. Nesse processo, a ativação de NOD1 por iE-DAP pode resultar na interação de RIPK2 com TRAF3, que por sua vez ativa TBK1 e IKKε [126]. Nas células do cólon HT29, a estimulação com iE-DAP leva à translocação nuclear de IRF7 e IRF9, mas não de IRF3. A expressão e a translocação nuclear do complexo ISGF3 podem ser induzidas por NOD1 [126,127]. A estimulação com Tri-DAP de fibroblastos de prepúcio humano tem um efeito protetor contra a infecção por HCMV, mas não por HSV-1.

O pré-tratamento com Tri-DAP aumenta a resposta de IFN e suprime a replicação do HCMV, enquanto o knockdown de NOD1 resulta em respostas de IFN diminuídas [124]. A indução de IFN- por NOD1 depende de RIPK2, pois o knockdown de RIPK2 não confere os efeitos protetores da expressão de IFN- induzida por Tri-DAP durante a infecção por HCMV. Enquanto isso, a mutação do CARD de NOD1 (E56K) é suficiente para atenuar a secreção de IFN tipo I, interrompendo a interação com RIPK2 [124]. Curiosamente, a formação complexa entre NOD1 e dsRNA pode ser demonstrada por experimentos de co-precipitação [231]. Enquanto NOD1 pode interagir com MDA5 e TRAF3 em células de mamíferos, peixes NOD1 podem ligar direta ou indiretamente o RNA viral [233]. No entanto, como os componentes da parede celular bacteriana estão amplamente presentes nas águas superficiais [234], é bem concebível que esse efeito também possa depender da ativação de NOD1 mediada por PGN.

Juntos, esses dados mostram que NOD1 está ligado a respostas IFN tipo I; no entanto, os detalhes moleculares desta via permanecem indefinidos. Notavelmente, resta estabelecer quais tipos de células podem induzir respostas de IFN tipo I dependentes de NOD1-. Em células mielóides humanas THP1, por exemplo, o ligando NOD1-não consegue induzir a produção da citocina IP10 induzida por IFN [126]. Além disso, em eosinófilos, a ativação de NOD1 ou NOD2 não resulta na indução de IFN- [128]. Os achados discutidos acima mostram que os efeitos de NOD1 na resposta de IFN tipo I são desencadeados pela ativação de PGN bacteriana, sugerindo que NOD1 é um fator importante para vincular o reconhecimento bacteriano e viral. Após a infecção viral, a indução da sinalização NOD1 dependente de RIPK2-pode ser de importância fisiológica para a maior letalidade e morbidade associadas à infecção bacteriana secundária [232].

3.2. NOD2

O membro da família NLR NOD2, que está intimamente relacionado com NOD1 [235] é o sensor citosólico para o componente da parede celular bacteriana muramil dipeptídeo (MDP) [107,111]. Em contraste com o NOD1 amplamente expresso, a expressão de NOD2 é mais restrita a determinados tipos de células [236-238]. NOD2 ativa a via NF-κB através de RIPK2 [235,239] e pode induzir xenofagia pelo recrutamento da proteína autofágica ATG16L1 após desafio bacteriano [226]. As mutações no domínio LRR de NOD2 estão fortemente associadas à doença de Crohn (DC) [111,236,240,241]. Além disso, o NOD2 está associado à síndrome de Blau [242] e à dermatite atópica [243]. Como para NOD1, tipo I IFN-indução por NOD2 requer RIPK2 [129]. Ao contrário de seu papel classicamente atribuído como um sensor bacteriano, Sabbah e colegas de trabalho descreveram uma função alternativa para NOD2 como um sensor para ssRNA viral. Mecanicamente, o NOD2 sinaliza via MAVS para induzir a ativação do IRF3 e subsequente secreção de IFNs tipo I [130]. A ativação do eixo NOD2-RIPK2 pelo RNA viral também foi confirmada de forma independente [244]. Além disso, NOD2 contribui para a restrição de HCMV via indução de interferons tipo I [131]. Além da ativação por vírus, NOD2 também pode aumentar as respostas de IFN tipo I em desafios bacterianos. Aqui, a detecção de produtos de degradação lisossômica bacteriana por NOD2 resulta em uma cascata de sinalização que induz a transcrição de IFNs tipo I por IRF5 [129,132–134] em sinergia com outras vias de sinalização PRR [245].

Embora a estimulação de MDP sozinha não resulte na ativação2-dependente de NOD de um gene repórter de IFN, a transcrição de IFN e ISG15 induzida pelo vírus da febre aftosa é reduzida pelo knockdown mediado por siRNA de NOD2 [135], sugerindo um efeito sinérgico. Isso também foi documentado no cólon de camundongos, onde o NOD2 conduz uma resposta de IFN tipo I que instiga a resistência à colonização microbiana. Este processo é então regulado oportunamente pelo NLRP12, que visa a degradação do NOD2. [174]. No entanto, o papel de NOD2 na indução de respostas de IFN contra patógenos bacterianos parece ser dependente da espécie bacteriana, pois as respostas de IFN não foram prejudicadas em camundongos Nod2-/- após Streptococcus pneumoniae e L. monocytogenes desafio [246,247].

Embora um papel benéfico de NOD2 tenha sido relatado durante a infecção por IAV, isso só foi observado após desafios adicionais com MDP [248]. Isso defende um efeito sinérgico da sinalização de NOD2 induzida por MDP e detecção viral. Consequentemente, o nocaute do MAVS abole esse efeito positivo, indicando uma dependência da sinalização RIG-I [248]. O knockdown de NOD2 ou MAVS também abole os efeitos do tratamento com leucotrieno B4 na infecção por IAV em camundongos [249]. Se a ativação de RIPK2 induzida por NOD2-difere entre detecção de MDP ou ligação de ssRNA viral, ainda precisa ser elucidado.

Em contraste com o papel positivo proposto de NOD2 na defesa antiviral, o crosstalk negativo entre RIG-I e NOD2 foi postulado por Morosky et al. Eles mostraram uma interação de RIG-I e NOD2 superexpressos. Enquanto RIG-I inibe a ativação de NF-κB induzida por NOD2-, foi observada uma influência negativa dependente da dose de NOD2 na atividade do promotor de IFN- induzida por RIG-I [136]. Isso também foi demonstrado para peixe-zebra RIG-I e NOD2 [250]. Os mecanismos subjacentes a esta regulação negativa mútua permanecem obscuros, mas podem depender da expressão de alguma proteína adaptadora específica do tipo de célula. De fato, a poliubiquitinação K63- de TRAF6 foi regulada negativamente pela expressão de IRF4 induzida por MDP em células derivadas de monócitos [251-253].

O NOD2 há muito é considerado um sensor bacteriano geral. Recentemente, tornou-se evidente que o NOD2 também contribui para a detecção viral. Ainda não está totalmente estabelecido se o efeito de NOD2 na indução de respostas de IFN é direto ou indireto, por ativação da via NF-κB e interação com RIG-I. Avanços recentes, no entanto, sugerem que os efeitos são bastante sinérgicos e, pelo menos em parte, induzidos pela ativação de NOD2 por PGN bacteriano. Isso ilustra bem a interação íntima entre detecção bacteriana e viral e tem implicações importantes em doenças infecciosas e distúrbios auto-inflamatórios.

3.3. NLRC4

O NLRC4 também pode formar um inflamassoma mesmo que atípico, pois não contém um PYD. A detecção dos ativadores bacterianos da flagelina [254-256] e da proteína bastonete dos sistemas de secreção tipo 3 [112] pelo inflamassoma NLRC4 não é realizada pela própria proteína. Em vez disso, ele se baseia na família de proteínas NAIP. A expressão de NAIP é regulada pelo fator 8 regulado por IFN (IRF8), que é diretamente regulado pela sinalização de IFN tipo I [257,258]. Consequentemente, a perda de Irf8 reduz a expressão da atividade do inflamassoma Nlrc4 e Nlrc4 em BMDMs de camundongos [258]. Portanto, a função do inflamassoma NLRC4 pode ser influenciada por IFNs tipo I, embora os autores tenham descoberto que Irf8 regulava a expressão de Naip independentemente da sinalização de IFN [258].

Em camundongos, o Naip5 foi inicialmente identificado como um marcador de suscetibilidade para Legionella pneumophila. A suscetibilidade à infecção por Legionella é imitada pela deleção de Irf1 e Irf8, respectivamente. Estudos genéticos elegantes revelaram uma forte interação genética entre Irf8 e Nlrc4, sugerindo que o próprio inflamassoma NLRC4 pode induzir respostas de IFN tipo I por Irf8 [150]. De acordo com a função discutida acima de NOD1 e NOD2 na ligação da detecção bacteriana a respostas antivirais, em DCs, a ativação de NLRC4 por flagelina bacteriana e subsequente secreção de IL-22 e IL-1 resulta em melhor controle de infecção por rotavírus [259].

3.4. NLRP6

O NLRP6 forma um inflamassoma envolvido na detecção de patógenos bacterianos Gram-positivos e vírus. Após a ativação, pode modular a imunidade inata e adaptativa desencadeando a produção de IL-1 e IL-18 [260]. Em termos de uma ligação com as respostas de IFN do tipo I, foi demonstrado que a expressão de NLRP6 pode ser regulada positivamente pela sinalização de IFN induzida pelo ácido lipoteicóico de L. monocytogenes, que também serve como um ativador do inflamassoma de NLRP6 [167].

Wang et ai. mostraram que o NLRP6 contribui para o controle da infecção pelo vírus da encefalomiocardite (EMCV) e infecção por norovírus [168]. Funcionalmente, NLRP6 interage com o RNA-helicase Dhx15 para formar um sensor para dsRNA viral que subsequentemente recruta MAVS para a indução de respostas antivirais tipo I e III IFN [168]. Será interessante elucidar se Dhx15 tem especificidade para determinados RNAs virais. Por outro lado, a estimulação de LPS resulta em transcrição de IFN tipo I temporariamente aumentada em camundongos NLRP6 knock-out [261].

Atualmente, é necessário mais trabalho para elucidar o papel fisiológico do NLRP6 nas respostas de IFN tipo I. A formação de um complexo de um NLR com uma helicase DEAD-box como um sensor para ácidos ribonucleicos, no entanto, pode ser um tema comum, pois o Nlrp9b também usa a proteína DEAD-box Dhx9 como um sensor para RNA de fita dupla [169], e a detecção de RNA viral e bacteriano por DHX33 demonstrou aumentar a formação do inflamassoma NLRP3 [262] (ver abaixo).

3.5. NLRP9

O NLRP9 é altamente expresso no sistema reprodutivo [205], onde pode formar um inflamassoma [263,264]. Embora apenas um gene NLRP9 esteja presente em humanos, existem duplicações desse gene, levando a três parálogos (Nlrp9a, Nlrp9b e Nlrp9c) em roedores [209]. A proteína Nlrp9b de camundongo é expressa em células epiteliais intestinais e contribui para a restrição da infecção por rotavírus por induzir a morte celular piroptótica. Isso é mediado pela formação do complexo com Dhx9, uma helicase de RNA que reconhece o dsRNA curto e medeia a formação do inflamassoma pelo recrutamento de ASC [169]. No entanto, esta função não é compartilhada pelos outros parálogos Nlrp9 em camundongos. Portanto, resta estabelecer como o NLRP9 humano contribui para as respostas de IFN do tipo I.

4. Tipo I IFN modula a qualidade da resposta NLR à infecção

NLRP3

NLRP3 é uma das proteínas NLR mais bem caracterizadas. É citosólico, formador de inflamassoma NLR [265,266]. A montagem do inflamassoma NLRP3 ocorre no centrossomo perinuclear, o centro organizador de microtúbulos (MTOC) da célula [267]. Antes da montagem do inflamassoma NLRP3, é necessária uma etapa de preparação. Acredita-se que essa etapa de preparação funcione por meio de diferentes mecanismos. A expressão de NLRP3 é regulada positivamente de maneira dependente de NF-κB pela sinalização de TLR e modificações pós-traducionais como deubiquitinação e fosforilação também foram relatadas como desempenhando um papel na etapa de iniciação [268-270].

Além do priming clássico da expressão de NLRP3 por mecanismos dependentes de NF-κB, foi sugerido que a expressão de NLRP3 também é regulada por IFNs tipo I. De fato, o knockdown da secreção de IFN reduz a transcrição e a atividade de NLRP3 [160], enquanto o IFN tipo I induzido por patógenos desencadeia a ativação da via não canônica do inflamassoma por meio da regulação positiva da caspase-11 [161,162]. Ao contrário, outros estudos relatam uma inibição do inflamassoma NLRP3 após a sinalização do IFN tipo I. O inflamassoma Nlrp3 pode ser inibido por IFNs tipo I de duas maneiras. Primeiro, in vitro, o tratamento com IFN resulta em uma diminuição da ativação da caspase-1 e níveis reduzidos de pró-IL-1 e IL-1 . Os IFNs tipo I e tipo II induzem a expressão da proteína 16 induzível por IFN gama (IFI16), que é um regulador negativo do inflamassoma NLRP3 [271]. Em segundo lugar, o IFN- resulta em secreção aumentada de IL-10, que por sua vez reduz os níveis de pró-IL-1 [272]. Em camundongos, foi relatado que a inibição do inflamassoma acoplado a Nlrp3-por IFN- é dependente de NO, possivelmente mediada por nitrosilação de tiol de NLRP3 [273].

Em termos de função nas respostas antivirais, o Nlrp3 protege camundongos contra alguns vírus de RNA (IAV e rinovírus humano) por meio da regulação da caspase-1 [274–276]. A ativação de NLRP3 por proteínas virais formadoras de poros (viroporinas), como a proteína IVA M2 ou a viroporina 3a do coronavírus, foi proposta como mecanismo de ativação [275,277,278]. NLRP3 pode ainda atuar como um sensor de dsRNA [276]. Nesses processos, o MAVS foi implicado na ubiquitinação de ASC, levando ao aumento da atividade do inflamassoma de NLRP3 por seu recrutamento para as mitocôndrias [279,280].

5. Doenças mediadas por NLR juntam-se ao crescente espectro de interferonopatias

O termo genérico 'interferonopatia tipo I' foi conceituado com base em evidências clínicas de semelhanças biológicas entre os comportamentos doentios de várias condições autoinflamatórias com uma regulação positiva constitutiva da produção de IFN tipo I, incluindo a síndrome de Aicardi-Goutières [281,282]. A falha em induzir ou manter adequadamente as respostas de IFN tipo I em relação a infecções ou lesões teciduais anda de mãos dadas com o aumento da patogenicidade e morbidade de doenças infecciosas e autoinflamatórias [283,284]. Isso se reflete no fato de que muitos vírus desenvolveram mecanismos de evasão direcionados às respostas antivirais de IFN. Os IFNs tipo I chegaram à clínica e são usados ​​como drogas para combater infecções virais.

Para o tratamento das infecções pelos vírus da hepatite B e C, o IFN- estava sendo usado em conjunto com a terapia antiviral, e eles são testados experimentalmente para outras doenças virais [285,286]. Avanços no desenvolvimento de medicamentos e regimes de tratamento para hepatite viral, no entanto, levaram à substituição do uso de IFN por regimes antivirais mais específicos e com menos efeitos colaterais [287]. Apesar de uma pequena contribuição da imunidade adaptativa, ficou claro que a gama de interferonopatias é mais ampla do que se pensava anteriormente. O advento do sequenciamento do exoma revelou que mutações em genes que codificam vários componentes da resposta antiviral do IFN também podem causar interferonopatias. O estudo dos condutores moleculares desta doença ajudou na identificação do sistema citosólico de detecção de ácido nucleico. O excesso de respostas de IFN tipo I é altamente prejudicial para o hospedeiro e pode exacerbar a carga da doença após uma infecção viral ou até mesmo levar a uma menor tolerância do tecido aos danos causados ​​pelos vírus [288,289].

Portanto, é crucial que as respostas de IFN tipo I sejam reguladas com precisão e possam ser reguladas negativamente em um momento apropriado. Se uma resposta de IFN tipo I será benéfica ou prejudicial em muitos casos, depende do tempo e da intensidade, bem como do controle e redução adequados no momento apropriado. Além disso, devido à sua ação no sistema imune adaptativo, os IFNs beta são usados ​​para o tratamento da doença autoimune esclerose múltipla (EM) [290].

Várias das proteínas NLR discutidas acima foram identificadas como fatores envolvidos ou impulsionadores de tais patologias. Conforme descrito em detalhes acima, um efeito regulador negativo do IFN- na formação e ativação do inflamassoma NLRP3 foi demonstrado em vários estudos. O envolvimento do inflamassoma NLRP3 na terapia com IFN de pacientes com EM foi sugerido [272,291]. Em monócitos humanos primários ao serem tratados com IFN-, tanto a secreção de IL-1 induzida por NLRP3- quanto a ativação de caspase-1 são diminuídas [272].

No camundongo, o modelo experimental de encefalomielite autoimune (EAE), modelando MS, o mecanismo por trás do tratamento eficaz com IFN, demonstrou ser conferido por meio da indução de Socs1 mediada pelo receptor de IFN, que atenua ainda mais a ativação de Rac1 e diminui a produção de radicais espécies de oxigênio (ROS). Acredita-se que isso, por sua vez, resulte na inibição do inflamassoma NLRP3. Este grupo também relatou que a terapia com IFN não é eficaz quando a EAE é induzida de maneira NLRP3-independente [292]. Uma associação de NLRs com doenças auto-inflamatórias também é o caso da desregulação do inflamassoma NLRC4 na síndrome de ativação de macrófagos, uma doença caracterizada por níveis altamente aberrantes de IL-18 e IFN- [293]. Assim, o controle mediado por NLR das respostas de IFN tipo I também se aplica ao braço adaptativo do sistema imunológico. Mutações de NLRP12 estão associadas com FCAS, que é caracterizada por episódios intermitentes de febre e inflamação serosa [218]. Os camundongos Nlrp12-/- são altamente suscetíveis à colite e ao câncer colorretal associado à colite [215,294], ao passo que são resistentes à salmonelose [216]. Normand et al. revelou uma nova função do NLRP12 como um bloqueador de ponto de verificação monocítico para a sinalização de NOD2 [174].

Eles poderiam mostrar que NLRP12 interage com NOD2 e promove poliubiquitinação ligada a K48-e degradação de NOD2 em resposta ao MDP. Isso leva à inibição subsequente da via canônica NF-κB e reprime a atividade da via de sinalização JAK/STAT. O FCAS que causa a mutação NLRP12 R284X não consegue inibir a ativação de NF-κB e TBK1 dependente de NOD2-. Camundongos Nlrp12-/- mostraram superexpressão significativa de ISGs no ceco, incluindo proteína 44 induzida por IFN (IFI44), proteína induzida por IFN com repetições de tetratricopeptídeo 2 (IFIT2), apolipoproteína L9, bem como 20 -50 -oligoadenilato sintetase 2 (OAS2 ) e representado com ativação aumentada de STAT1 no ceco, o que pode influenciar a persistência de alguns vírus entéricos, como os norovírus endêmicos [174].

Além disso, uma variante genética rara do gene de codificação NLRP14-que confere supressão reduzida da atividade TBK1 está presente em uma frequência de cerca de 1,7 por cento em todo o mundo [175]. Níveis não fisiologicamente elevados de IFN tipo I interrompem a formação de túbulos seminíferos, resultando na perda de células germinativas [295] e a injeção intraperitoneal de IFN- leva à diminuição da espermatogênese [296]. De acordo com essas observações, altos níveis de IFN- foram medidos em homens inférteis [297], aludindo à função discutida acima dos NLRs para controlar as respostas do IFN no sistema reprodutivo.

6. conclusões

Uma resposta de IFN tipo I funcional e bem balanceada é fundamental para muitos processos imunológicos. A falha em induzir, manter ou controlar adequadamente as respostas de IFN do tipo I resulta em controle prejudicado da infecção e imunopatologia nas extremidades extremas, e as perturbações nas respostas de IFN do tipo I estão associadas ao equilíbrio imunológico desregulado no braço inato e adaptativo.

Membros da família de proteínas NLR surgiram recentemente como reguladores das respostas de IFN tipo I e podem contribuir negativa e positivamente para os resultados da sinalização (Figura 2, Tabela 1). Além disso, alguns NLRs podem atuar como sensores diretos ou indiretos de vírus ou podem induzir a sinalização de IFN tipo I para desafios infecciosos. A formação de complexos com helicases DEAD-box emerge assim como um mecanismo geral para detecção indireta de ácidos nucleicos virais, exemplificado por Nlrp9b e NLRP6. Resta estabelecer se e quais DEAD-box helicases também podem ser responsáveis ​​pela detecção de RNA viral por NOD2, NLRC4 ou NLRP12.

Os exemplos discutidos acima revelam que os NLRs acima mencionados contribuem fundamentalmente para vincular a detecção bacteriana e a imunidade antiviral. Isso não deve ser considerado apenas no contexto da infecção bacteriana, mas também se aplica à tolerância ao componente viral da microbiota. O papel dos IFNs tipo I como reguladores negativos da produção de IL-1, que é mediada por inflamassomas contendo NLR, está se tornando cada vez mais evidente [272,291,298,299]. Além disso, sabe-se que os interferons tipo I podem induzir citocinas anti-inflamatórias (como IL-10) ​​e, assim, podem reprimir a expressão de citocinas e quimiocinas pró-inflamatórias, bem como de peptídeos antimicrobianos, e assim contribuir para a qualidade das respostas antibacterianas [300]. O papel dos NLRs neste contexto é apenas emergente, e será interessante abordar isso com mais detalhes em trabalhos futuros.

Os detalhes moleculares da função da maioria dos NLRs na regulação negativa das respostas de IFN tipo I ainda não estão totalmente definidos. No entanto, dos avanços atuais, surgem pelo menos dois mecanismos gerais das funções NLR na sinalização IFN tipo I (i) Impedimento da interação de adaptadores de sinalização (como TRAFs e MAVS) por interação física com NLRs e (ii) ativação de E 3-ligases por NLRs que levam à degradação proteassômica dos principais componentes da sinalização de IFN (como TBK1). Para essa degradação, a autofagia pode ser outro hub central de sequestro [301], que deve ser abordado em trabalhos futuros.

Estudos futuros ajudarão a obter mais conhecimento sobre os mecanismos subjacentes de como os NLRs atuam nas respostas de IFN tipo I e levarão a uma melhor compreensão do papel dos NLRs em doenças infecciosas e autoinflamatórias. A longo prazo, isso ajudará a definir novos alvos para uma melhor intervenção terapêutica. Para o último, a ligação entre a ativação bacteriana de NLRs e as respostas antivirais parece ser um caminho promissor ao considerar a intervenção alvo do microbioma intestinal.

Contribuições do autor:

Conceituação, IK, NM, MC e TAK; redação — rascunhos originais, IK, TW, NM; redação—revisão e edição, IK, NM, MC e TAK Todos os autores leram e concordaram com a versão publicada do manuscrito.

Financiamento:

Ioannis Kienes reconhece o apoio do Landesgraduiertenförderung de Baden-Württemberg.

Conflitos de interesse:

Os autores declaram não haver conflito de interesses.

Referências

1. Negishi, H.; Taniguchi, T.; Yanai, H. A Classe de Citocinas do Interferon (Ifn) e a Família de Fatores de Transcrição do Fator Regulador de Ifn (Irf). Primavera Fria Harb. Perspectiva. Biol. 2018, 10, a028423. [CrossRef] [PubMed]

2. Conklin, DC; Grant, FJ; Rixon, MW; Kindsvogel, W. Interferon-Epsilon; ZymoGenetics: Seattle, WA, EUA, 2003.

3. Diaz, OM; Bohlander, S.; Allen, G. Nomenclatura do Interferon Genesa Humano. J. Interferon Cytokine Res. 1996, 16, 179–180. [CrossRef] [PubMed]

4. Fleur, L.; David, W.; Nardelli, B.; Tsareva, T.; Mather, D.; Feng, P.; Semenuk, M.; Taylor, K.; Buergin, M.; Chinchila, D.; e outros Interferon-K, um novo interferon tipo I expresso em queratinócitos humanos. J. Biol. Chem. 2001, 276, 39765–39771.

5. Kotenko, VS; Gallagher, G.; Baurin, VV; Lewis-Antes, A.; Shen, M.; Shah, NK; Langer, JA; Sheikh, F.; Dickensheets, H.; Donnelly, RP Ifn-Lambdas medeiam a proteção antiviral através de um complexo receptor de citocina de classe II distinta. Nat. imunol. 2003, 4, 69–77. [CruzRef]

6. Prokunina-Olsson, L.; Muchmore, B.; Tang, W.; Pfeiffer, RM; Parque, H.; Dickensheets, H.; Hergott, D.; Porter-Gill, P.; Mumy, A.; Kohaar, I.; e outros Uma variante upstream de Ifnl3 (Il28b) que cria um novo gene de interferon Ifnl4 está associada à eliminação prejudicada do vírus da hepatite C. Nat. Genet. 2013, 45, 164–171. [CruzRef]

7. Uzé, G.; Lutfalla, G.; Gresser, I. Transferência genética de um receptor alfa de interferon humano funcional para células de camundongo: clonagem e expressão de seu cDNA. Cell 1990, 60, 225–234. [CruzRef]

8. Novick, D.; Cohen, B.; Rubinstein, M. The Human Interferon Alpha/Beta Receptor: Caracterização e Clonagem Molecular. Cell 1994, 77, 391–400. [CruzRef]

9. Domanski, P.; Witte, M.; Kellum, M.; Rubinstein, M.; Hackett, R.; Pitha, P.; Colamonici, OR Clonagem e Expressão de uma Forma Longa da Subunidade Beta do Receptor Interferon Alfa Beta Necessário para a Sinalização. J. Biol. Chem. 1995, 270, 21606–21611. [CruzRef]

10. Cohen, B.; Novick, D.; Barak, S.; Rubinstein, M. Associação Induzida por Ligando dos Componentes do Receptor de Interferon Tipo I. Mol. Célula. Biol. 1995, 15, 4208–4214. [CruzRef]

11. Müller, M.; Briscoe, J.; Laxton, C.; Guschin, D.; Ziemiecki, A.; Silvennoinen, O.; Harpur, AG; Barbieri, G.; Witthuhn, BA; Schindler, C.; e outros A Proteína Tirosina Quinase Jak1 Complementa Defeitos na Transdução de Sinal Interferon-Alfa/Beta e -Gamma. Nature 1993, 366, 129–135. [CruzRef]

12. Velázquez, L.; Fellous, M.; Stark, GR; Pellegrini, S. A Protein Tyrosine Kinase in the Interferon Alpha/Beta Signaling Pathway. Cell 1992, 70, 313–322. [CruzRef]

13. Domanski, P.; Peixe, E.; Nadeau, OW; Witte, M.; Platânias, LC; Yan, H.; Krolowski, J.; Pitha, P.; Colamonici, OU Uma Região da Subunidade Beta do Receptor de Interferon Alfa Diferente da Caixa 1 Interage com Jak1 e é Suficiente para Ativar a Via Jak-Stat e Induzir um Estado Antiviral. J. Biol. Chem. 1997, 272, 26388–26393. [CrossRef] [PubMed]

14. Yan, H.; Krishnan, K.; Greenlund, CA; Gupta, S.; Lim, JT; Schreiber, RD; Schindler, CW; Krolewski, JJ Subunidade Fosforilada do Interferon-Alfa Receptor 1 (Ifnar1) Atua como um Local de Acoplamento para a Forma Latente da Proteína Stat2 de 113 Kda. EMBO J. 1996, 15, 1064–1074. [CrossRef] [PubMed]

15. Schindler, C.; Shuai, K.; Prezioso, VR; Darnell, JE, Jr. Fosforilação de tirosina dependente de interferon de um fator de transcrição citoplasmática latente. Science 1992, 257, 809-813. [CrossRef] [PubMed]

16. Darnell, JE, Jr.; Kerr, IM; Stark, GR Jak-Stat Vias e Ativação Transcricional em Resposta a Ifns e Outras Proteínas de Sinalização Extracelular. Science 1994, 264, 1415-1421. [CrossRef] [PubMed]

17. Fu, XY Um Fator de Transcrição com Domínios Sh2 e Sh3 é Ativado Diretamente por uma Proteína Citoplasmática Tirosina Quinase(S) Induzida por Interferon Alfa. Cell 1992, 70, 323–335. [CruzRef]

18. Schindler, C.; Fu, XY; Improta, T.; Aebersold, R.; Darnell, JE, Jr. Proteínas do fator de transcrição Isgf-3: um gene codifica as proteínas 91-e 84-Kda Isgf-3 que são ativadas pelo interferon alfa. Proc. Nacional Acad. ciência EUA 1992, 89, 7836–7839. [CruzRef]

19. Ehret, BG; Reichenbach, P.; Schindler, U.; Horvath, CM; Fritz, S.; Nabholz, M.; Bucher, P. DNA Binding Specificity of Different Stat Proteins. Comparação da especificidade in vitro com locais-alvo naturais. J. Biol. Chem. 2001, 276, 6675–6688. [CruzRef]

20. Decker, T.; Lew, DJ; Mirkovitch, J.; Darnell, JE, Jr. Ativação citoplasmática de Gaf, um fator de ligação ao DNA regulado por gama Ifn. EMBO J. 1991, 10, 927–932. [CruzRef]

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