Citocinas: funções, tipos e receptores - Ciência - 2023

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As citocinas - As citocinas são pequenas proteínas sinalizadoras (alguns autores chamam de peptídeos) que regulam um grande número de funções biológicas, muitas delas relacionadas ao sistema imunológico, hematopoiese, reparo de tecidos e proliferação celular.

O termo "citocina" agrupa um grande número de proteínas que apresentam características estruturais e funcionais muito diferentes e significa, mais ou menos, "fatores produzidos pelas células", uma vez que sua síntese não se restringe a um único tipo de célula do corpo.

Essas proteínas são produzidas e secretadas em altas concentrações por diferentes tipos de células em animais e podem afetar células próximas, razão pela qual se diz que exercem funções de sinalização "parácrinas".

Também podem atuar remotamente induzindo a secreção de fatores solúveis na corrente sanguínea (função endócrina ou sistêmica) e podem até atuar diretamente na célula que os sintetiza (função autócrina).

As citocinas são vistas como "símbolos" de uma linguagem especializada, cujo significado depende do contexto em que são expressas e enviadas de um lugar para outro.

As primeiras citocinas descritas foram as linfoquinas, produtos solúveis produzidos pelos linfócitos em resposta a antígenos policlonais e específicos; estes representam um grupo importante de fatores de resposta imunológica.

Funções de citocina

As citocinas são glicoproteínas solúveis (não são do tipo imunoglobulina) de pequeno tamanho (até 40 kDa) que são produzidas e liberadas por diferentes tipos de células do corpo, podem ter ações locais ou remotas, que se exercem em concentrações de pico ou nanomolares.

Comunicação no sistema imunológico

A função mais notável das citocinas é sua participação na comunicação entre os diversos componentes do sistema imunológico e na troca de informações entre esses componentes e as demais células do corpo (sinalização intercelular).

Em outras palavras, praticamente todas as funções imunológicas dependem da atividade biológica desses "mensageiros" sistêmicos.

As citocinas exibem uma ampla gama de funções imunológicas, tanto efetoras quanto regulatórias, e seus efeitos em nível de tecidos e sistemas biológicos, na maioria dos organismos onde são produzidas, podem ser extremamente extensos e complexos.

Eles são efetores imunológicos tão importantes que o tipo de citocina produzida durante a resposta imune a qualquer estímulo determina inicialmente se a resposta será citotóxica, humoral, celular ou alérgica.

Defesa contra vírus

Estão profundamente envolvidos em processos inflamatórios e na defesa contra infecções de origem viral; participam da apresentação de antígenos, da diferenciação da medula óssea, da ativação e do recrutamento de células, da expressão de moléculas de adesão celular, etc.

Assim, as citocinas não participam apenas na defesa imunológica do organismo, mas também em processos "normais", fisiológicos e metabólicos, integrando assim os dois aspectos da vida celular e orgânica.

Fatores de crescimento

Muitos autores consideram que essas proteínas se comportam como fatores de crescimento, uma vez que representantes como fator de necrose tumoral (TNF), linfocinas, interleucinas e interferons (IFNs) estão ativamente relacionados à proliferação, morte, diferenciação e desenvolvimento celular em contextos corporais diferentes.

Este vídeo mostra uma animação em que um macrófago ingere bactérias e posteriormente libera citocinas:

Citocinas e hormônios?

Vários cientistas fazem uma analogia entre citocinas e hormônios, mas isso não é totalmente correto por alguns motivos importantes:

- Os hormônios são sintetizados e liberados por tecidos bastante especializados, enquanto as citocinas são produzidas por um grande número de células diferentes no corpo.

- Os hormônios são o principal produto sintético das células especializadas que os produzem, enquanto as citocinas representam apenas uma pequena quantidade dos produtos sintetizados por uma célula.

- A expressão hormonal ocorre em resposta a sinais de controle homeostático (alguns dos quais dependem do ciclo circadiano), mas as citocinas, por outro lado, só se expressam quando são especificamente estimuladas por eventos "prejudiciais" à vida celular.

Tipos de citocinas

Muitas citocinas foram inicialmente descritas de acordo com suas principais funções biológicas, mas hoje se caracterizam principalmente por sua estrutura, uma vez que podem exercer uma grande diversidade de funções que são difíceis de resumir em um epíteto curto.

No entanto, a classificação atual dessas proteínas depende de vários parâmetros: algumas foram identificadas de acordo com a "ordem numérica" de sua descoberta, de acordo com alguma atividade funcional, de acordo com sua participação nas respostas inflamatórias, segundo sua origem celular primária e de acordo com sua similaridade estrutural com outras moléculas relacionadas.

Assim, os membros de uma "superfamília" de citocinas compartilham características, tais como homologias de sequência, sistemas de receptor recíproco, etc., embora não necessariamente semelhança estrutural. Algumas famílias são conhecidas:

- Os receptores TNF da família TNF (do inglês Fator de necrose tumoral), que inclui citocinas imunorreguladoras, como fator de necrose tumoral (TNF), linfotoxinas e alguns ligantes celulares, como CD40L (medeia a ativação de linfócitos B e T) e FasL ou CD95 (promove a morte celular programada).

- A família do receptor IL-1 / IL-1 (do inglês Interleucina), grupo onde são classificadas as citocinas IL-1β, IL-1α, IL-18, IL-33 e IL-36, bem como antagonistas de receptores, conhecidos como IL-1RA, IL-38 e a citocina antiinflamatória IL- 37 (medeia as funções fisiológicas e de defesa).

- A família de receptores IL-1 / IL-1 também inclui receptores Toll-like (TLRs). Receptores Toll-like), que atuam como moléculas do sistema imunológico inato para o reconhecimento de padrões moleculares associados a espécies microbianas.

Certos textos da literatura científica relacionada agrupam citocinas de acordo com seu local de produção em "citocinas derivadas de fagócitos mononucleares" e "citocinas derivadas de linfócitos T". Também os separam em relação às respostas que medeiam: citotóxica (antiviral e anticâncer), humoral, celular ou alérgica; além daqueles que são imunossupressores.

- De acordo com a resposta inflamatória

Dependendo se promovem ou não reações ou respostas inflamatórias, as citocinas são classificadas em citocinas pró-inflamatórias e citocinas anti-inflamatórias.

Citocinas pró-inflamatórias

A inflamação mediada por essas citocinas consiste em uma cascata de expressão de produtos gênicos que geralmente não são expressos em um ser humano saudável.

Embora certas endotoxinas e outros produtos "inflamatórios" sejam capazes de desencadear a expressão desses genes "pró-inflamatórios", as citocinas IL-1 e TNF, e mesmo o interferon IFN-γ, são particularmente eficazes em sua estimulação, portanto que são tidas como as principais citocinas pró-inflamatórias.

Independentemente de o processo inflamatório ter sido desencadeado por infecção, trauma, isquemia, células T ativadas ou alguma toxina, essas duas moléculas agem sinergicamente para iniciar a cascata de mediadores inflamatórios.

Citocinas antiinflamatórias

Essas proteínas, ao contrário, bloqueiam o processo de resposta inflamatória ou suprimem a intensidade com que ele ocorre.Fazem parte desse grupo as interleucinas IL-4, IL-10, IL-13 e o fator transformador de crescimento (TGF) -β (que bloqueia a produção de IL-1 e TNF).

Existem também IL-6 - produzida por células B, células T e monócitos - e IL-11 - produzida por células estromais e fibroblastos.

Com base no exposto, afirma-se que o desenvolvimento de uma doença (seja em curto ou longo prazo) depende, em grande medida, do “equilíbrio” entre os efeitos das citocinas pró-inflamatórias e anti-inflamatórias.

Na verdade, algumas pesquisas sugerem que a suscetibilidade a certas doenças é determinada geneticamente pelo equilíbrio na expressão dos genes que codificam os dois tipos de citocinas.

Um quadro patológico progride, então, quando os mediadores antiinflamatórios fornecem um controle que não é suficiente para bloquear a atividade pró-inflamatória (em doenças controladas pelo sistema imunológico) ou quando o controle é exagerado e acaba inibindo a resposta imunológica, fazendo com que o hospedeiro tenha o risco de uma infecção sistêmica.

Receptores

Uma parte essencial da função de qualquer citocina é sua interação e associação com um par de receptores (interação ligante-receptor).

Alguns autores classificam as citocinas de acordo com o tipo de receptor ao qual se ligam, que pode ser:

- Tipo I (da família da hematopoietina)

- Tipo II (da família do interferon)

- A família de receptores de proteínas TNF (fator de necrose tumoral)

- Receptores de IL-1

- Receptores do tipo Toll

- Receptores de IL-17

- Receptores de tirosina quinase

- Família de serina quinase do receptor do fator de crescimento transformador

Tipo I (da família da hematopoietina)

Hormônios (eritropoietina (EPO), trombopoietina (TPO) e leptina) e citocinas, como fatores estimuladores de colônias de granulócitos (G-CSFs), também estão ligados a esses receptores. Fator estimulador de colônia de granulócitos), os atores estimuladores de colônias de granulócitos de macrófagos (GM-CSFs) e as interleucinas IL-2 a IL-7, IL-9, IL-11 a IL-13, IL-15, IL-21, IL-23, IL-27, IL-31 e IL-35.

Essas citocinas "tipo I" são caracterizadas pela semelhança que compartilham em suas sequências, pois cada uma contém quatro hélices alfa antiparalelas com duas conexões ou laços, um curto e um longo, que são estruturalmente "arranjados" em uma configuração "up-up". ”E“ baixo-baixo ”.

Tipo II (da família do interferon)

Esses receptores são ligados pelo interferon IFN-α / β, IFN-γ, interleucinas IL-10, IL-19, IL-20, IL-22, IL-24, IL-26 e IL-28 a IL- 30

Eles são heterodímeros compostos por duas subunidades conhecidas como IFNAR1 e IFNAR2, que compartilham similaridade com algumas sequências de motivos em receptores do tipo I. Eles trabalham principalmente com citocinas antivirais.

IL-1 e receptores semelhantes a Toll (TLR)

Eles estão associados a respostas desencadeadas por interleucina IL-1α / β, IL-18, IL-33 e IL-36 a IL-38.

Família de serina quinase de receptor de fator de crescimento transformador

Essa família de receptores de citocinas está relacionada à resposta das proteínas TGF-β1, TGF-β2 e TGF-β3, que são produzidas por células T, macrófagos e outras células do corpo.

Referências

Borish, L. C., & Steinke, J. W. (2003). 2. Citocinas e quimiocinas. Journal of Allergy and Clinical Immunology, 111 (2), S460-S475.
Cavaillon, J. M. (1994). Citocinas e macrófagos. Biomedicina e farmacoterapia, 48 (10), 445-453.
Dinarello, C. A. (2000). Citocinas pró-inflamatórias. Baú, 118 (2), 503-508.
Nathan, C., & Sporn, M. (1991). Citocinas em contexto. The Journal of cell biology, 113 (5), 981-986.
Opal, S. M., & DePalo, V. A. (2000). Citocinas antiinflamatórias. Baú, 117 (4), 1162-1172.
O'Shea, J. J., Gadina, M., & Siegel, R. M. (2019). Citocinas e receptores de citocinas. Em Clinical immunology (pp. 127-155). Somente repositório de conteúdo!