tal como mencionado acima, as ARSs funcionam como reguladores e moléculas sinalizadoras no desenvolvimento de células imunitárias. Não é difícil imaginar que as ARSs também funcionam como moléculas pleiotrópicas que regulam vários processos biológicos em doenças imunes, como doenças autoimunes, doenças infecciosas e imunidade tumoral.
ARSs e doenças auto-imunes
é bem conhecido que as ARSs estão muitas vezes envolvidas no desenvolvimento do ASSD como autoantigens específicos. Esta doença é um grupo heterogêneo de doença autoimune caracterizada por doença pulmonar intersticial (dpi), miosite, mãos de mecânico, fenômeno de Raynaud, e arthritis61. Até agora, há principalmente oito anti-ARS auto-anticorpos, incluindo anti-histidyl (anti-Jo-1), anti-alanil (anti-PL-12), anti-threonyl (anti-PL-7), anti-asparaginyl (anti-KS), anti-glycyl (anti-EJ), anti-phenylalanyl (anti-Zo), anti-tyrosyl (anti-Ha), e anti-isoleucyl (anti-JO) em ASSD62,63. Entre eles, o anticorpo anti-Jo-1 é o mais comum. Um estudo anterior de Stone et al.Os níveis de autoanticorpo anti-Jo-1 estavam modestamente correlacionados com a actividade idiopática da miopatia inflamatória. Notavelmente, a especificidade anti-ARS autoanticorbo estava relacionada com as características clínicas, a gravidade da doença e até mesmo a sobrevivência dos pacientes ASSD 65,66,67,68. Hamaguchi et al.69 descobriu que os auto-anticorpos anti-ARS eram geralmente mutuamente exclusivos, o que significa que dois ou mais anticorpos raramente apareceram no mesmo paciente ASSD. Mais importante, eles descobriram que o diagnóstico clínico de anti-Jo-1, anti-EJ, e anti-PL-7 a maioria era de polimiosite ou dermatomiosite; o diagnóstico clínico de anti-PL-12 foi principalmente clinicamente amyopathic dermatomiosite ou ILD; e o diagnóstico clínico de anti-KS e anti-OJ era principalmente ILD. Entretanto, doentes com auto-anticorpos anti-PL-7, anti-EJ e anti-Jo-1 desenvolveriam a miosite mais tarde se apenas mostrassem ILD no momento do início. Em comparação com os doentes sem DST Anti-PL-7, Os doentes chineses com DSI anti-PL-7 tinham maior probabilidade de se desenvolverem rapidamente de modo progressivo e a sua taxa de sobrevivência diminuiu mais rapidamente na fase inicial do acompanhamento a longo prazo 70. Além disso, ao analisar o teste log-rank e a relação de riscos proporcionais à Cox, os investigadores demonstraram que os doentes não-Jo-1 com auto-anticorpos tinham uma sobrevivência pior em comparação com os doentes Jo-1-Positivos 71.
de facto, pesquisas sucessivas têm tentado definir a relação entre os auto-antígenos ARS e as respostas imunitárias inatas e adaptativas(Fig. 2). Howard et al. revelou que a histidil-tRNA sintetase (HisRS) e AsnRS podiam actuar como agentes quimioatractários para os leucócitos, enquanto que outras ARSs sem actividade antigénica não tinham actividade quimiotáctica semelhante72. Especificamente, estes dois miosite autoantigens induziram selectivamente a migração de linfócitos, monócitos activados e DCs imaturos. Além disso, HisRS induziu CC chemokine receptor 5 (CCR5)-transfected cells a migrar, enquanto AsnRS induziu CCR3-transfected cells a migrar. Recentemente, o domínio único de extensão N-terminal de AsnRS humanas tem demonstrado estar associado à actividad quimiotáctica mediada pelo CCR373. Fernandez et al.Observou-se que as reacções adversas recombinantes provocaram miosite em ratinhos através da diferenciação mielóide múltipla resposta primária Gene 88 (MyD88) – dependente das TLRs. Ou seja, os ratinhos estimulados por HisRS, TLR2 e TLR4, por nocaute duplo, mostraram uma redução significativa na inflamação muscular, enquanto os ratinhos de TLR2 e TLR4, por nocaute simples, ainda apresentavam infiltração linfocítica no tecido muscular. As células assassinas naturais (NK) de doentes com DST tinham uma caracterização fenotípica anormal, tais como o aumento da expressão do receptor inibitório IG-like transcript 2 (ILT2) e receptor diferenciado CD57, bem como a diminuição da expressão do receptor activador NKP3075. Entretanto, a síntese de IFN-γ nas células NK estimulantes IL-12 mais IL-18 foi significativamente diminuída, indicando que a função celular também era anormal. Notavelmente, as infiltrações de células NK nos tecidos pulmonares de pacientes com DSD eram densas e difusas. Estes resultados sugerem que as células NK podem contribuir para o desenvolvimento e progressão da DSA.
Roles of ARSs in the development of ASSD.
Ascherman et al.Sustentou que tanto as células apresentadoras de antigénios derivados de PBMC (pcs) como as CCD mediavam a proliferação de células T do sangue periférico desencadeada pela proliferação de células T humanas Jo-1 de comprimento total, mas apenas os CCS suportaram respostas proliferativas ao fragmento76. Mais profundamente, verificou-se que esta proliferação de células T era dependente do principal complexo de histocompatibilidade (MHC) de classe II, indicando a presença de respostas de células T específicas de Jo-1 em doentes com polimiosite positiva de Jo-1. Ao analisar as primeiras respostas de anticorpos induzidas por Jo-1 humano ou rato, os investigadores descobriram que as respostas das células B E T à imunização Jo-1 mostraram uma especifidade significativa77. De notar, as células B E T Auto-reativas induzidas por murine Jo-1 visando seus próprios epitopos, e a propagação do epítopo ocorreu uniformemente 8 semanas após a imunização única, sugerindo que o autoanticorpo Jo-1 foi capaz de conduzir uma resposta imunitária sustentada. Quando células PBMCs e líquido de lavagem broncoalveolar (BALF) de doentes com DSTs foram estimulados com HisRS ou um peptídeo derivado de HisRS (HisRS11-23), a expressão de CD40L nas células T CD4+ dos compartimentos correspondentes foi aumentada 78. Em comparação com PBMCs, as células CD4+ T do BALF mostraram um fenótipo notável do Th1 após a estimulação, tal como a produção de mais IFN-γ e IL-2, indicando a presença de células T CD4+ específicas do HisRS no sangue e pulmão de doentes com DSA.para além destas possíveis respostas auto-imunes, o sistema imunitário dos doentes com DSA também apresenta outras anomalias. Estudos recentes revelaram que a frequência das células B da memória CD19+CD27+ no sangue periférico dos doentes com DIS com anti-Jo-1 diminuiu, enquanto que a frequência das células B CD19+cd27− sem tratamento prévio aumentou 79. Além disso, a infiltração das células B da memória CD20+CD27+ estava presente no músculo dos doentes anti-Jo-1, indicando que a homeostase das células B estava diminuída no dis. Em comparação com os doentes Jo-1-negativos, os doentes Jo-1-Positivos apresentaram um perfil Fc-glicano com glicanos menos bissectados e afucosilados, o que foi melhorado em IgG80 auto-imune anti-Jo-1. O que é importante é que as características do perfil Fc-glicano estavam correlacionadas com certas informações clínicas e diagnósticas dos doentes, sugerindo que os IgG específicos Fc-glycans podem ser responsáveis pela patogenicidade dos auto-anticorpos anti-Jo-1.curiosamente, as ARSs também foram desreguladas noutras doenças auto-imunes, incluindo esclerose múltipla, artrite reumatóide, trombocitopenia imunológica e lúpus eritematoso sistémico 81,82,83,84. Por exemplo, Narasimhan et al.85 tentou prever a expressão do gene sinovial analisando as características dos Perfis metabolómicos séricos dos doentes com artrite reumatóide. Observaram que o metabolismo da serina/glicina e a biossíntese da aminoacil-tRNA estavam relacionados com as assinaturas das células TNF-α/CD3E e B/plasma, indicando que estas vias podem estar envolvidas na regulação das funções linfocitárias no sinovio reumatóide. Em geral, a indoleamina-2,3-dioxigenase (OID) e a WRS são responsáveis pelo metabolismo e utilização do triptofano, respectivamente, e desempenham papéis importantes na regulação imuna86. A relação entre a cinurenina sérica e o triptofano aumentou nos doentes da doença de Graves em comparação com os controlos sãos 87. Outros estudos descobriram que a expressão do OID nas células B e DCs era maior do que nos controles saudáveis, mas não nas células T CD4+. Em contraste, a expressão do WRS nas células T CD4+ foi superior à dos controlos saudáveis, mas não nas células B e DCs. Os elevados níveis de WRS nas células CD4+ T aboliram a imunossupressão mediada pelo IDO a partir do DCs, que pode estar relacionada com a patogénese da doença de Graves.as Art e as doenças infecciosas nas infecções virais tornaram-se actores importantes numa variedade de infecções virais (Fig. 3). A síndrome da Imunodeficiência Adquirida (SIDA) é um defeito adquirido da imunidade celular associado à infecção pelo vírus da imunodeficiência humana (HIV). Embora esta doença possa ser tratada, não tem cura e tem um grande impacto na saúde. Por conseguinte, a prevenção da infecção pelo VIH é muito importante 88. Durante a montagem do HIV-1, a célula hospedeira tRNALys,3 como iniciador para a transcrição reversa, foi seletivamente embalada no virion por uma interação específica com o KRS humano,bem como a poliproteína vírica Gag e os precursores gagpolor89,90,91, 92 (Fig. 3a). Surpreendentemente, outras ARSs não foram detectadas no HIV-1, sugerindo que o KRS pode ser especificamente incorporado em particles89,93. Recentemente, Duchon et al.Observou-se que a infecção pelo VIH-1 desencadeou a libertação de KRS do MSC para formar um conjunto livre de KRS, o que pode ser devido à fosforilação específica de S207 em KRS (Fig. 3a). Ao mesmo tempo, os pesquisadores descobriram que o KRS liberado foi parcialmente transportado para o núcleo. Curiosamente, o bloqueio desta via através da adição de um inibidor MAPK/cinases com sinais extracelulares regulamentados (MEK) nas células produtoras de VIH-1 poderia reduzir a infecciosidade dos viriões descendentes, sugerindo que o VIH-1 utilizava um MSC dinâmico para melhorar a sua própria replicação.
uma infecção por VIH-1 desencadeia a libertação de KRS do MSC para formar um grupo livre de KRS, e depois o KRS libertado é parcialmente transportado para o núcleo. O bloqueio desta via através da adição de inibidores da MEK reduz a infecciosidade dos viriões da progénie. Além disso, o KRS liga-se a um elemento semelhante ao tRNA localizado perto do local de ligação ao primer dentro do ARN genómico VIH-1,facilitando assim o recozimento eficiente do tRNALys, 3 ao ARN viral antes da transcrição reversa. Além disso, a célula hospedeira tRNALys interage com o KRS humano, a poliproteína Gag, e o precursor GagPol para formar um complexo de embalagem durante a montagem do HIV-1. a infecção Viral B induz especificamente a fosforilação de EPRS no Ser990, o que conduz subsequentemente à dissociação de EPRS do MSC. O EPRS dissociado interage com o PCB-2 e bloqueia a ubiquitinação mediada pelo PCB-2, que por sua vez inibe a replicação viral.
na verdade, a incorporação de tRNALys no virion estava intimamente relacionada com a sua interacção com o KRS95. Quando o KRS nas células infectadas foi especificamente inibido,o vírus resultante mostrou uma redução da embalagem de tRNALys e tRNALys, 3 recozendo para ARN viral. Em particular, a incorporação de tRNALys dependia da capacidade de KRS se ligar a tRNALys, em vez de sua capacidade de aminoacilato tRNALys96. Além disso, o KRS ligado a um elemento semelhante ao tRNA localizado perto do local de ligação primer dentro do ARN genómico VIH-1,facilitando assim o recozimento eficiente do tRNALys,3 ao ARN viral antes da transcription97,98, 99 (Fig. 3a). Em conjunto, estes estudos elucidam fortemente que o KRS desempenha um papel importante na montagem do HIV-1.adicionalmente, Clarke et al.100 comparou a expressão do gene celular após infecção cerebral com o vírus da encefalite japonesa (JEV) e o vírus do Nilo Ocidental (WNV) (dois vírus que causaram a doença do sistema nervoso central) e o reovírus (um vírus neurotrópico não relacionado) pela análise microarray. Em cérebros infectados com todos os três vírus, muitos genes foram upregulated, tais como genes relacionados com a inflamação, IFN sinalização, e o sistema imunológico, enquanto genes relacionados com o glutamato de sinalização foram desativado. Nomeadamente, 14 ARSs foram upregulated em JEV ou WNV-infectados cérebros, enquanto nenhum desses ARSs foram upregulated após reovirus infecção, sugerindo que ARSs podem estar envolvidos no desenvolvimento de JEV ou WNV induzida por doenças do sistema nervoso central. Um motivo de ARN de 32 nucleótidos na extremidade 3′ do genoma da gastroenterite transmissível coronavírus (TGEV) foi encontrado para interagir com o hospedeiro EPRS e arginil-tRNA sintetase (RRS)101. Uma vez que este motivo de RNA tinha alta homologia para o inibidor ativado por interferão gama do elemento tradução (marcha), ele poderia se ligar ao complexo de marcha e inibir a tradução de um mRNA quimérico compreendendo o motivo de RNA. As células infectadas com mutações que albergam TGEV no motivo de ARN de 32 nucleótidos exibiram uma resposta imunitária inata mais potente mediada pela via do gene 5 associado à diferenciação do melanoma (MDA5), indicando que este motivo de ARN inibiu possivelmente a resposta imunitária do hospedeiro durante a infecção por TGEV. Recentemente, Lee et al.102 demonstrou que a infecção viral induziu especificamente fosforilação de EPRS no Ser990, o que subsequentemente levou à dissociação de EPRS do MSC (Fig. 3b). O EPRS dissociado interagiu com a ubiquitinação da proteína de ligação poli(rC) 2 (PCBP2) e bloqueou a replicação viral mediada pela proteína de sinalização mitocondrial mitocondrial (MAVS), que por sua vez inibiu a replicação viral. De forma consistente, os ratinhos EPRS-haploid (Eprs+/−) exibiram imunodeficiência extensa, tais como viremia mais grave e depuração viral retardada.os estudos proteómicos revelaram que 26 proteínas eram significativamente diferentes entre as fases aguda e convalescente de Vibrio cholerae O1 infection103. Através da análise da ontologia genética (GO), os pesquisadores demonstraram que essas proteínas expressas diferencialmente estavam principalmente relacionadas com respostas imunitárias inatas, expressão citocina e apoptose. Curiosamente, os níveis de S100A8 e WRS foram mais elevados nas células de propria lamina durante a fase aguda da cólera, sugerindo que estas duas proteínas podem desempenhar um papel importante na resposta inflamatória intestinal na cólera em fase inicial. Recentemente, através da análise de conjuntos integrados de dados transcriptomas e metabolomas, Duffy et al.Verificou-se que a progressão da tuberculose estava associada a um perfil imunometabólico, incluindo triptofano, cortisol, glutationa e redes de acilação de tRNA. Após infecção por diversos agentes patogénicos, tais como Salmonella typhimurium, Staphylococcus aureus e vírus sincicial respiratório, os monócitos hospedeiros secrediram rapidamente o WRS105. Os WRS secretados resultaram na produção de citocinas em macrófagos humanos e murinos e aumento dos níveis de CD40, CD80 e CD86 na superfície celular, indicando que o WRS poderia ativar macrófagos. Estudos adicionais revelaram que o WRS induziu a produção de quimiocina e fagocitose ligando-se ao complexo factor 2 de diferenciação mielóide TLR4 (MD2) em macrófagos.
além disso, as toxinas Shiga produzidas por Escherichia coli induziram KRS em células THP-1 diferenciadas do tipo macrófago a dissociar-se do MSC e subsequentemente serem secretadas para o espaço extracelular 106. Por sua vez, o KRS secretado poderia promover a produção de citoquinas pró-inflamatórias em células THP-1, tais como IL-8, IL-1β e TNF-α. Diferindo das toxinas Shiga, as toxinas acetiltransferase produzidas por Salmonella Enteritidis e Typhimurium inibiram a tradução em macrófagos pela acetilação de aminoacil-tRNAs, induzindo assim a formação de persiste de Salmonella durante a infecção107. Em conclusão, as Aras do hospedeiro não só participam da montagem do HIV, mas também protegem contra infecções bacterianas e virais através da modulação das respostas imunitárias, indicando que as Aras desempenham um papel importante nas doenças infecciosas.as artérias e a imunidade tumoral são estreitamente relacionadas com a imunidade tumoral (Fig. 4). As células cancerígenas do ovário podem secretar TRRS em resposta ao estresse celular, e os níveis de TRRS em espécimes de doentes com cancro foram correlacionados com o avanço da doença e com o Fator de crescimento endotelial vascular (VEGF)108. Foi de particular interesse verificar que a Rams foi sobre-expressa em leucócitos infiltrados, incluindo neutrófilos e células plasmáticas, dentro de tumores ováricos. Estes dados demonstraram que a TRRS pode manipular o microambiente tumoral através da regulação da angiogênese e respostas das células imunitárias, afetando assim a progressão tumoral. Analogamente, pode existir uma elevada expressão de KRS nas células cancerosas gástricas e nas suas células inflamatórias infiltradas, tais como células T CD4+, macrófagos/monócitos e/ou neutrófilos 109. Entre eles, os doentes com expressão elevada de KRS nas células cancerígenas estavam associados a uma menor sobrevivência global do cancro gástrico, enquanto os doentes com expressão elevada de KRS nas células inflamatórias estavam associados a uma maior sobrevivência global. Além disso, os doentes com expressão elevada de KRS em células cancerígenas acompanhadas de expressão baixa ou inexistente de KRS em células inflamatórias apresentaram taxas de sobrevivência significativamente reduzidas. Visivelmente, Kim et al.Estudo sistemático do mecanismo de secreção de KRS nas células do carcinoma colorectal (Fig. 4). Nas células tumorais, um motivo de ligação PDZ no C-terminus do KRS foi exposto através da clivagem do N-terminal pela caspase-8. The exposed PDZ-binding motif bound to syntenin, which in turn promoted KRS dissociation from MSC and subsequent secreção into the extracelular space in the form of exosomes. Os exossomas libertados podem induzir migração macrófaga e expressão de várias citocinas. Curiosamente, os exossomas que contêm KRS muito baixos tinham uma actividade imunoestimulatória mais forte do que o KRS nu, e o HSP90, um factor imunoestimulatório nos exossomas, estava positivamente correlacionado com o KRS, indicando que o KRS pode desempenhar um papel sinérgico com outros factores inflamatórios presentes nos exossomas. As antraciclinas induziram a translocação da calreticulina (CRT) para a superfície das células cancerígenas, levando à morte das células imunogénicas111. Kepp et al.112 descobriu que o KRS também translocado para a superfície das células cancerígenas que estimularam por indutores de morte imunogênicos e co-localizado com CRT em jangadas lipídicas. Além disso, a depleção do KRS inibiu a exposição ao CRT, indicando que o KRS estava envolvido na translocação do CRT na morte de células cancerígenas imunogénicas.
nas células tumorais, um motivo de ligação da PDZ no C-terminus do KRS é exposto através da clivagem do N-terminal pela caspase-8. O motivo de ligação PDZ exposto liga-se à sintenina, que por sua vez promove a dissociação KRS do MSC e subsequente secreção no espaço extracelular na forma de exossomas. Os exossomas libertados induzem migração macrófaga e expressão de várias citocinas. Além disso, após fosforilação do resíduo S207 de KRS nas células cancerígenas do cólon, O KRS dissocia-se do MSC e translocata para o núcleo. Em seguida, o KRS nuclear promove a transcrição GAS6 pelo MiTF e, assim, causa a polarização M2 de macrófagos. Os macrófagos M2 secretam FGF2, GROa e M-CSF, que podem não só ativar sinais intracelulares nas células cancerígenas, mas também promover a secreção de lamininas pelas Caf, levando à remodelação micro-ambiental e metástase cancerígena.
um estudo recente de Adam et al.113 descobriu que as células cancerígenas podiam re-regular o WRS de duas formas diferentes para se adaptarem ao stress nutricional causado pela degradação do triptofano. Por um lado, a depleção de triptofano causado pela alta expressão de indoleamine-2,3-dioxygenase-1 (IDO1) e triptofano-2,3-dioxygenase (TDO2) em LN229 células de glioblastoma ativado o controle geral não derepressible-2 (GCN2) quinase, resultando na fosforilação da eucarióticas tradução de iniciação fator 2α (eIF2a) e a ativação da ativação do fator de transcrição 4 (ATF4), que mais upregulated FOI expressão. Por outro lado, as células T que se infiltram no tumor induziram conjuntamente a expressão do IDO1 e do WRS no cancro da mama, no carcinoma do cólon e no linfoma das células B, segregando o IFN-γ. Após a fosforilação do resíduo S207 do KRS nas células cancerosas do cólon, A molécula do KRS dissociava-se do MSC e translocava para o nucleus114 (Fig. 4). Em seguida, o KRS nuclear promoveu a transcrição específica de 6 (GAS6) por MiTF e, assim, causou a polarização M2 de macrófagos. M2 macrófagos secretado vários factores solúveis, tais como o fator de crescimento de fibroblastos 2 (FGF2), o crescimento regulado oncogene-α (GROa) e macrófagos, o fator estimulador de colônia, que não só activado intracelular de sinais em células cancerosas, mas também promoveu laminina secreção associada a câncer fibroblastos, levando à microambientais remodelação e a metástase do câncer. Além disso, as células tumorais poderiam libertar Fas, um ligante apoptótico, que induzia macrófagos a segregar glicil-tRNA sintetase (GRS)115. Por sua vez, o GRS secretado liga-se à cadherina-6 nas células cancerígenas, aumentando assim a actividade da fosfatase 2A (PP2A). Finalmente, o PP2A ativado inibiu a sinalização ERK via desphosporilação do ERK, suprimindo assim a tumorigénese. No geral, as Ares são participantes ativos na imunidade tumoral. Por um lado, as células tumorais regulam as funções das células imunitárias através da secreção de ARSs. Por outro lado, as células imunitárias relacionadas com o tumor também podem secretar ARSs, afetando assim o desenvolvimento do tumor.