iRhom2 e metaloproteases, na linha de montagem de TNF-alfa

O iRhom2 é essencial no tráfego da enzima convertidora
de TNFa (TACE) desde o retículo endoplásmico para o
Golgi e na sua ativação,  em macrófagos.

As metaloproteases (MP) de membrana (também chamadas de disintegrin and metalloproteinases, ADAM, e "sheddases") participam em processos biológicos extremamente importantes para a resposta imune, como a migração celular, e a liberação de citocinas e outros mediadores inflamatórios que são previamente transportados até a superfície celular. Elas clivam esses mediadores em determinadas regiões entre os dominios trans-membrana e o ectodomínios.

Como é regra nas MP, a regulação da sua atividade é dada entre outros fatores por modificações pos-traducionais, pela especificidade do sustrato, e também pela localização e transporte intracelular destas moléculas. Tudo isto converte as MP em moléculas com atividades biológicas muito versáteis. Dentre elas, tal vez uma das mais estudadas ADAM seja a ADAM17 (também chamada de TACE por TNF-a converting enzyme). Como o nome já diz, a TACE cliva o TNFa da membrana, para ser finalmente secretado (1,2).


Um par de papers publicados na edição do 13 de janeiro da Science trazem uma novidade interessante do ponto de vista conceitual neste processo da produção de TNFa (3,4). Os dois mostram a participação da molécula  iRhom2  na liberação final de TNFa após ser transportado até a membrana celular.

A iRhom2 é uma pseudoprotease  que está relacionada à familia das rhomboid, um grupo de serin proteases de membrana altamente conservada em diferentes espécies desde drosófila até mamíferos. Em drosófila o papel da iRhom2 está relacionado com a regulação da sinalização do epidermal growth factor (EGF), no retículo endoplásmico, favorecendo a degradação de vários ligantes de EGF. Já nos mamíferos, existem duas formas de iRhom, das quais a 2 e a mais restrita a células do sistema inmune, particularmente macrófagos (5). 

O primeiro artigo de MclLwai, Lang et. al. mostra que a deficiencia de iRhom2 leva a uma drástica redução na produção de TNFa in vitro e in vivo, acompanhada pela incapacidade das células em externalizarem a forma ativa da TACE. Por meio de experimentos de imunoprecipitação de frações celulares, eles demostram que a iRhom2 tem um contato íntimo com a TACE, e que a hiper-expressão de iRhom2 torna as células ressistentes à indução de apoptose por TNFa, porque essas células producem altas quantidades de sTNFR1. Interessante que esse efeito não involve outras ADAM como a 9 e a 15.

Chama a atenção a ausência de efeito da decifiência do iRhom2 na produção de IL-12, IL-6 e de outras citocinas, apesar da marcada diminuição na liberação de TNFa... O fato é que o fenótipo dos camundongos iRhom2KO é bem interessante: eles são altamente ressistentes à indução de sepse letal com GalN + LPS. Esse fenótipo é revertido pela injeção de rTNFa. Os autores também demonstraram o efeito da deficiência de iRhom2 na infecção por L. monocytogenes. Como esperado, os iRhom2KO são menos capaces de controlar o crescimento do patógeno, e morrem mais rápido que os WT.

O segundo trabalho, de Adrain et. al. confirma os achados do primeiro grupo de pesquisadores, e acrescenta que a iRhom2 é necessária para a maturação (além do transporte desde o retículo endoplásmico e através do golgi) da TACE.

Os dois trabalhos mostram mecanismos até agora desconhecidos de regulação do transporte e da atividade de uma metaloprotease de membrana, que têm implicações importantes na liberação de moléculas efetoras da resposta imune. Provavelmente outras moléculas similares a iRhom2 participem também na liberação de outras citosinas ou no transporte desde o RE para a membrana de moléculas como TLR...

A equivalência de função dessa molécula em células humanas já foi vista nesses trabalhos. Agora falta ver o fenótipo da sua deficiência em nossa espécie. Mas parece que o fenótipo estaria mais próximo daquele da drosofila (6).

A iRhom2 pode ser uma nova ferramenta terapêutica, que permita atenuar os efeitos de TNFa em doenças inflamatórias como a artrite e muitas outras, sem muitos dos efeitos adversos que os atuais anti-TNFa produzem.  Uma alternativa ao grande desafio que parece ter sido desenvolver um inibidor da TACE (7).

Referências

1. Black RA, Rauch CT, Kozlosky CJ, Peschon JJ, Slack JL, Wolfson MF, et al. A metalloproteinase disintegrin that releases tumour-necrosis factor-alpha from cells. Nature 1997;385(6618):729–733 PMID: 9034190.
2. Scheller J, Chalaris A, Garbers C, Rose-John S. ADAM17: a molecular switch to control inflammation and tissue regeneration. Trends Immunol. 2011 Aug;32(8):380-7. Epub 2011 Jul 13. Review. PMID: 21752713.
3. McIlwain DR, Lang PA, Maretzky T, Hamada K, Ohishi K, Maney SK, Berger T, Murthy A, Duncan G, Xu HC, Lang KS, Häussinger D, Wakeham A, Itie-Youten A, Khokha R, Ohashi PS, Blobel CP, Mak TW. iRhom2 regulation of TACE controls TNF-mediated protection against Listeria and responses to LPS. Science. 2012 Jan 13;335(6065):229-32. PMID: 22246778.
4. Adrain C, Zettl M, Christova Y, Taylor N, Freeman M. Tumor necrosis factor signaling requires iRhom2 to promote trafficking and activation of TACE. Science. 2012 Jan 13;335(6065):225-8. PMID: 22246777. 
5. Koonin EV, Makarova KS, Rogozin IB, Davidovic L, Letellier MC, Pellegrini L.The rhomboids: a nearly ubiquitous family of intramembrane serine proteases that probably evolved by multiple ancient horizontal gene transfers. Genome Biol. 2003;4(3):R19. Epub 2003 Feb 28. PMID: 12620104.
6. Blaydon DC, Etheridge SL, Risk JM, Hennies HC, Gay LJ, Carroll R, Plagnol V, McRonald FE, Stevens HP, Spurr NK, Bishop DT, Ellis A, Jankowski J, Field JK, Leigh IM, South AP, Kelsell DP. RHBDF2 Mutations Are Associated with Tylosis, a Familial Esophageal Cancer Syndrome. Am J Hum Genet. 2012 Jan 18. [Epub ahead of print] PMID: 22265016.
7. Murumkar PR, DasGupta S, Chandani SR, Giridhar R, Yadav MR. Novel TACE inhibitors in drug discovery: a review of patented compounds. Expert Opin Ther Pat. 2010 Jan;20(1):31-57. Review. PMID: 20021284 .