Células T reguladoras na era pós genômica

As células T reguladoras têm sido amplamente estudadas em diferentes contextos e seu papel no controle da resposta imune em humanos e camundongos é claro. O mecanismo de funcionamento do fator de transcrição FOXP3 (principal indutor de sua atividade), no entanto, é menos claro, parecendo ser um pouco diferente em humanos do que tem sido observado em camundongos.

Sabe-se que FOXP3 pode interagir com outros fatores de transcrição, aos quais principalmente suprime sua ativação (1, revisado aqui), levando a uma diversidade de populações de Treg, com atividade supressora capaz de manter a homeostase em diferentes contextos inflamatórios (2).

Interação de FOXP3 com outros fatores de transcrição, e seu papel na atividade das Treg. (From: Y Gao et. al. Genes and Immunity (2012) 13, 1-13)

Complicado? Espera só.

A pesquisa em células Treg tem acompanhado as tendências de observação ampla de coisas, algumas já comentadas aqui no blog (3, 4) levando à obtenção de toneladas de dados, que em todo caso ajudam a corroborar (ou não...) observações anteriores, e propor novos conceitos e linhas de pesquisa, mesmo que às vezes a comunidade científica demore (porém cada vez menos) em digerir a quantidade de informação obtida neste tipo de estudos (não assim a indústria, mas isso e outro assunto).

Em um artigo publicado recentemente por Simon Barry e colaboradores na Journal of Immunology (5), em que os pesquisadores fizeram um escrutínio de genoma completo em nTreg isoladas e expandidas de sangue de cordão umbilical humano para identificar sítios de ligação do FOXP3 com outros genes mediante arranjos de imunoprecipitação da cromatina, os autores identificaram muitas! coisas novas. Vou ver se consigo passar a mensagem.

Primeiro, eles encontraram 8308 regiões genômicas únicas (7012 delas associadas a genes, 5579 com pelo menos uma região de interação com o FOXP3), onde potencialmente poderia agir o FOXP3, diretamente com a seguinte sequencia alvo: [(A/G)(C/T)(A/C)AA(C/T)A]. (encontrada usando o algoritmo bioinformático WEEDER).

Como esperado, estes genes estão envolvidos na proliferação, ativação e controle da morte celular em linfócitos T durante a resposta imune e também em doenças inflamatórias e autoimunes. Também houve representação nesses genes alvo, de moléculas envolvidas na resposta a sinalização pelo TCR e citocinas imunomoduladoras, fatores de crescimento, e fatores de transcrição como AP-1, BCL6, HAML (família Runx), HNF1, MYBL, NFAT, OVOL, PAX2, PRDF (família PRDM1/Blimp1), e STAT5.

Além disso,  foram encontrados sítios de interação do FOXP3 com regiões codificadoras para os miR: mir-155, mir-21, mir-22, e mir-142.

O peptidase inhibitor 16 (PI16) foi encontrado expresso de maneira predominante nas nTreg e não nas células T efetoras, e portanto foi proposto como um novo marcador fenotípico de superfície para as células nTreg, confirmando estudos prévios que propunham este marcador.

Os autores ainda comparam a expressão desses genes em nTreg em repouso ou ativadas... e depois comparam o genoma de nTreg murinas com o de nTreg humanas, mostrando pelo menos 4037 genes que estavam diferencialmente associados á região de ligação do FOPX3 entre humano e murino, com uma interseção de “apenas” 888 genes alvo. 

Este trabalho vem complementar alguns estudos sobre alvos da ação do FOXP3, feitos anteriormente com Treg de Camundongos e humanos (6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 ), e aportar informação sobre o cada vez mais complicado e amplo mecanismo de regulação da imunidade exercido pelas Treg. 

Primeiro secretoma de células humanas é publicado

Fonte: Jeremy C. Simpson, UCD.

Por cerca de 20 anos, o pesquisador Jeremy C. Simpson, Professor de Biologia celular da University College Dublin na Irlanda estudou secreção, o processo pelo qual as células liberam hormônios, enzimas, moléculas de sinalização, dentre outros, para o meio extracelular.

Durante a maior parte desse tempo, segundo o pesquisador, eles conseguiram analisar algumas poucas moléculas, mas nos últimos cinco anos, a tecnologia que usaram tornou-se disponível para a análise da secreção celular de uma forma verdadeiramente sistemática. Dois estudos do genoma da Drosophila, em 2006 e 2010, identificaram numerosos genes de secreção, mas aproximadamente 40% deles não tinham equivalentes no genoma humano, permanecendo ainda o mistério sobre o secretoma humano.

O resultado da análise de células humanas foi publicado on-line em junho deste ano na revista Nature Cell Biology. Simpson e colaboradores sistematicamente bloquearam cada um dos 22,000 genes do genoma humano, utilizando RNA de interferência. O grupo examinou mais de oito milhões de células de mais de 700.000 imagens microscópicas para identificar 3.629 proteínas que parecem contribuir para secreção celular (equivalente a 15% do genoma humano).

A partir dessa triagem, o grupo selecionou 554 proteínas que promoviam efeitos importantes na secreção. O propósito era investigar qual o papel dessas proteínas nos eventos iniciais da secreção, que ocorrem no retículo endoplasmático (RE), onde proteínas secretórias são sintetizadas e modificadas no complexo de Golgi. A clonagem e análise da localização subcelular de 179 dessas proteínas revelou que mais do que dois terços estava localizada no citoplasma e membranas das vias endocíticas e secretórias. A depleção de 143 dessas proteínas resultou em perturbações na organização dos complexos vesiculares COPI e COPII da via secretora inicial ou na morfologia do complexo de Golgi.

Das proteínas identificadas na triagem, algumas são conhecidas pelo envolvimento na secreção celular, outras são proteínas não previamente associadas com secreção e outras são moléculas que nunca tinham sido caracterizas anteriormente. 

Um total de 59 proteínas principais da via secretória foram identificadas, mas surpreendentemente, várias proteínas envolvidas em sinalização na superfície celular e organização do citoesqueleto também foram detectadas. Esses dados sugerem que células humanas tenham uma sinalização sofisticada e um sistema de feedback entre RE, Golgi e a superfície celular, permitindo-os modular a atividade secretora, baseado no ambiente externo. Investigações futuras irão dizer se essa hipótese está realmente correta.

Referências:

- Simpson, J.C., et al. 2012. Genome-wide RNAi screening identifies human proteins with a regulatory function in the early secretory pathway. Nat Cell Biol. doi: 10.1038/ncb2510.

- Wendler, F., et al. 2010. A genome-wide RNA interference screen identifies two novel components of the metazoan secretory pathway. EMBO J 29(2):304-14.

- Bard, F., et al. 2006. Functional genomics reveals genes involved in protein secretion and Golgi organization. Nature 439(7076):604-7.