CD31: nejen marker pro endotelové buňky

CD31 je 130 kDa adhezní molekula destiček a endotelových buněk (EC), která byla původně identifikována z EC a krevních destiček1 a později z krevních leukocytů2. Zralý CD31 obsahuje krátký NH2-koncový peptid, za nímž následuje šest imunoglobulinových (Ig) domén typu C2, z nichž každá je mimo buňky lemována dvěma konzervovanými cysteinovými zbytky3 , 19 aa transmembránovou doménu a 118 aa cytoplazmatický ocas obsahující dva imunotyrozinové inhibiční motivy (ITIM)4 (obr. 1), které zprostředkovávají intracelulární signalizaci. Ačkoli byl CD31 původně klasifikován jako molekula buněčné adheze,3 pozdější studie naznačily, že CD31 spouští následnou inhibiční signalizaci4 při transhomofilním zapojení CD31 během interakce buňky s buňkou.5 Signalizace CD31 se podílí na regulaci odlučování leukocytů, aktivaci T-buněk, aktivaci destiček a angiogenezi, které jsou rozhodující pro patogenezi aterosklerózy a aneuryzmat břišní aorty (AAA).

Fornasa et al.6 použili myši s deficitem apolipoproteinu E (Apoe-/-) náchylné k ateroskleróze a prokázali, že aa551-574 – syntetický peptid umístěný na karboxylovém konci Ig domény 6 (obr. 1) – potlačuje angiotenzinem II (Ang-II) perfuzí indukované AAA a aterosklerózu. Tento peptid snížil infiltraci aterosklerotických lézí a peri-aortálních leukocytů a zvýšil ukládání kolagenu v aterosklerotických placích kořene aorty a v břišní aortě. Ačkoli CD31 obvykle používáme jako marker EC k detekci angiogeneze v aterosklerotických lézích a lézích AAA, jeho exprese v jiných buňkách komplikuje jeho patobiologii. V určitých prostředích mohou buňky exprimovat různé formy CD31, které plní různé funkce. Každá doména na CD31 (obrázek 1) hraje odlišnou roli v buňkách i v rozvoji cévních a jiných zánětlivých onemocnění. Například CD31 ztrácí svůj vzor exprese mezibuněčného spojení poté, co jsou EC vystaveny zánětlivým cytokinům. Neutrofily ztrácejí povrchovou expresi CD31 po transendoteliální migraci in vitro nebo extravazaci v lidské kůži transplantované myším s těžkou kombinovanou imunodeficiencí.7,8 Předchozí studie ukázaly, že CD31 je štěpen mezi doménami 5 a 6 a vylučován do média především u kultivovaných lidských T-buněk nebo T-buněčných linií, čímž zvyšuje aktivaci T-buněk.9 Nedostatek signalizace CD31 zvyšuje aktivaci T-buněk10 a zvyšuje infiltraci T-buněk do aterosklerotických tepen.11 Pro signalizaci CD31 a potlačení aktivace T-buněk jsou tedy nutné alespoň některé extracelulární domény CD31, které se mohou během vývoje aterosklerózy a AAA ztratit. Fornasa a spol.6 skutečně prokázali, že CD4+ T buňky z myších aterosklerotických lézí nebo z periferní krve myší s aterosklerózou nebo AAA postrádají extracelulární CD31. Exogenní CD31 peptid aa551-574 od lidí nebo myší (obr. 1) prokázal na dávce závislé potlačení imunitních odpovědí lidských T-buněk.9In vitro aa551-574 potlačil intracelulární mobilizaci Ca2+ myších splenocytů vyvolanou zesíťováním CD3 a CD28. V myším modelu opožděné přecitlivělosti tento peptid snížil tloušťku ucha vyvolanou 2-chlor-3-nitrobenzenem.9 Snížení aterosklerózy a AAA ve studii Fornasa et al. tedy může být důsledkem účasti aa551-574 na potlačení imunitních reakcí T-buněk. Ačkoli aa551-574 neovlivnil celkový počet cirkulujících krevních buněk, snížil CD69+ aktivované T-buňky a sekreci zánětlivých cytokinů a recipročně zvýšil periferní CD4+CD25+FoxP3+ regulační T-buňky.6

Studie Fornasa et al. se zaměřuje na roli CD31 v ateroskleróze a AAA, ale CD31 se může podílet i na dalších lidských onemocněních spojených s T-buňkami a může ovlivňovat jakékoli buňky exprimující CD31. Fornasa a spol. použili peptid CD31 aa551-574 ke snížení CD4+ specifických imunitních odpovědí proti oxidovanému lipoproteinu o nízké hustotě (oxLDL) – autoantigenu, který snižuje extracelulární CD31 se současným zvýšením rozpustného CD31 v supernatantu u kultivovaných CD4+ T buněk,9 což naznačuje, že CD31 se podílí na autoimunitě T buněk. V aterosklerotických placích a v peri-aortě aneuryzmatu se peptid CD31 zaměřuje také na makrofágy, což vede ke snížení exprese intracelulárních proteáz a snížení aktivity a uvolňování makrofágových cytokinů a chemokinů (např. IL6, MCP-1, MIP-1α a MIP-1β).6 Makrofágy jsou pravděpodobně nejhojnějšími zánětlivými buňkami v aterosklerotických lézích a lézích AAA. Ačkoli nebylo testováno, zda se exprese CD31 na makrofázích12 mění při perfuzi Ang-II a iniciaci aterosklerózy a AAA, cílení aa551-574 in situ na makrofágy in vivo a účinná inhibice aktivity makrofágů in vitro rozšiřují patobiologii CD31 na tento běžný typ zánětlivých buněk, který se podílí na většině, ne-li všech lidských zánětlivých onemocněních.

Úloha CD31 při aktivaci T-buněk byla již dříve naznačena u trombózy, aterosklerózy, AAA a mnoha dalších zánětlivých onemocnění a dokonce i u stárnutí. Myši s deficitem CD31 jsou náchylné k rozvoji aterosklerózy, artritidy a experimentální autoimunitní encefalomyelitidy. V lidské krvi ztrácejí CD4+ i CD8+ T-buňky se stárnutím CD31 a současně se zvyšuje riziko trombózy.13 U starších Apoe-/- myší (obou pohlaví) je počet CD4+CD31+ buněk v lézích kořene aorty nebo v cirkulaci třikrát nižší u myší s trombózou než u myší bez trombózy. Když byly Apoe-/- myši imunizovány minimálně modifikovaným LDL, CD4+CD31- buňky ze sleziny proliferovaly dvakrát rychleji než CD4+CD31+ buňky.11 Tato pozorování naznačují, že trombóza snižuje expresi CD31, a tím zvyšuje proliferaci T-buněk. U lidí se u pacientů s AAA výrazně snižuje počet periferních CD4+CD31+ a CD8+CD31+ buněk a recipročně se zvyšuje počet CD4+CD31- a CD8+CD31- buněk. Počet periferních CD4+CD31- buněk pozitivně koreluje (R= 0,324, P < 0,01), zatímco počet CD8+CD31+ buněk negativně koreluje (R=0,244, P<0,05) s plochou průřezu AAA.14 Fornasa a spol.6 prezentovali stejná pozorování u experimentálních AAA a aterosklerózy jako u lidí.14 Nedostatek intaktní exprese CD31 souvisí se ztrátou imunosupresivních aktivit a se zvýšeným výskytem aterosklerózy a AAA u lidí i u myší.

Studie stejné skupiny odhalily některá kontroverzní pozorování. U samic Apoe-/- myší, kterým byla intramuskulárně přenesena celá extracelulární část CD31 nebo kterým chyběly Ig domény 1-2, se vyvinuly různé fenotypy. Po 6 měsících myši, které dostaly DNA konstrukt obsahující celou extracelulární část CD31, vykazovaly významně sníženou velikost aterosklerotické léze, intraplakové ukládání fibrinu a infiltraci Th1,2+ T-lymfocyty, počet periferně aktivovaných T-lymfocytů (CD3+CD4+CD69+) a proliferaci T-lymfocytů ve slezině ve srovnání s těmi, kterým byl podán DNA konstrukt postrádající Ig domény 1-2, nebo pouze vehikulum.15 Tato pozorování nepřímo naznačují, že domény Ig 1-2 pomáhají regulovat aktivaci T-buněk a aterosklerózu, zatímco přítomnost domény Ig 6, která obsahuje peptid aa551-574, k potlačení aktivity T-buněk nestačí. Je možné, že Ig domény 1-2 jsou nutné ke zprostředkování transhomofilní interakce CD31 na buňkách exprimujících intaktní CD31.5 Naopak na buňkách exprimujících zkrácený CD31 – jako jsou T buňky a makrofágy z aterosklerotických a AAA lézí – je zbývající juxtamembránový extracelulární fragment Ig domény 6 vystaven na leukocytech po aktivaci indukovaném vylučování CD31. Díky nedefinovaným molekulárním mechanismům může peptid aa551-574 obnovit inhibiční dráhu CD31/SHP2, která byla jinak znehodnocena ztrátou transhomofilních Ig domén 1-2 s vylučováním CD31. Studie Fornasa et al. navrhuje terapeutické využití tohoto peptidu u experimentální aterosklerózy a AAA.

Konflikt zájmů: žádný nebyl deklarován.

Poznámky autora

.