CD31: oltre un marcatore per le cellule endoteliali

CD31 è una molecola di adesione piastrino-endoteliale (CE) di 130 kDa che fu inizialmente identificata nelle CE e nelle piastrine1 e successivamente nei leucociti del sangue.2 Il CD31 maturo contiene un breve peptide NH2-terminale seguito da sei domini immunoglobulinici (Ig) di tipo C2, ciascuno affiancato da due residui di cisteina conservati all’esterno delle cellule,3 un dominio transmembrana di 19 aa e una coda citoplasmatica di 118 aa contenente due motivi inibitori a base di immunotyrosine (ITIM)4 (Figura 1) che mediano la segnalazione intracellulare. Sebbene il CD31 sia stato inizialmente classificato come molecola di adesione cellulare,3 studi successivi hanno suggerito che il CD31 innesca una segnalazione inibitoria a valle4 sull’impegno transomofilo del CD31 durante l’interazione cellula-cellula.5 La segnalazione del CD31 partecipa alla regolazione del distacco dei leucociti, dell’attivazione delle cellule T, dell’attivazione piastrinica e dell’angiogenesi, tutti fattori critici nella patogenesi dell’aterosclerosi e degli aneurismi dell’aorta addominale (AAA).

Fornasa et al.6 usano topi apolipoproteina E deficitaria (Apoe-/-) inclini all’aterosclerosi per dimostrare che aa551-574 – un peptide sintetico situato al carbossilterminale del dominio 6 delle Ig (Figura 1) – ha soppresso gli AAA e l’aterosclerosi indotti dalla perfusione di angiotensina II (Ang-II). Questo peptide ha ridotto la lesione aterosclerotica e l’infiltrazione leucocitaria peri-aortica e ha aumentato la deposizione di collagene nelle placche aterosclerotiche della radice aortica e nell’aorta addominale. Anche se in genere usiamo CD31 come marcatore CE per rilevare l’angiogenesi nelle lesioni aterosclerotiche e AAA, la sua espressione in altre cellule rende complicata la sua patobiologia. In certi ambienti, le cellule possono esprimere diverse forme di CD31 che esercitano funzioni diverse. Ogni dominio su CD31 (Figura 1) svolge ruoli distinti nelle cellule così come nello sviluppo di malattie vascolari e altre malattie infiammatorie. Per esempio, CD31 perde il suo modello di espressione della giunzione intercellulare dopo che le CE sono esposte a citochine infiammatorie. I neutrofili perdono l’espressione di superficie di CD31 dopo la migrazione transendoteliale in vitro o lo stravaso nella pelle umana trapiantata in topi con immunodeficienza combinata grave.7,8 Studi precedenti hanno dimostrato che CD31 viene scisso tra i domini 5 e 6 e secreto nei media in cellule T umane coltivate o linee di cellule T, migliorando così l’attivazione delle cellule T.9 Una mancanza di segnalazione di CD31 migliora l’attivazione delle cellule T10 e aumenta l’infiltrazione delle cellule T nelle arterie aterosclerotiche.11 Pertanto, almeno alcuni dei domini extracellulari di CD31 sono necessari per la segnalazione di CD31 e la soppressione dell’attivazione delle cellule T, che possono andare persi durante lo sviluppo di aterosclerosi e AAA. Infatti, Fornasa et al.6 dimostrano che le cellule T CD4+ dalle lesioni aterosclerotiche del topo, o dal sangue periferico di topi con aterosclerosi o AAA, mancano di CD31 extracellulare. Il peptide esogeno CD31 aa551-574 da esseri umani o topi (Figura 1) ha mostrato una soppressione dose-dipendente delle risposte immunitarie delle cellule T umane.9 In vitro, aa551-574 soppresso CD3 e CD28 cross-linking indotto splenociti del mouse mobilitazione intracellulare Ca2 +. In un modello murino di ipersensibilità ritardata, questo peptide ha ridotto lo spessore dell’orecchio 2-chloro-3-nitrobenzene-elicitato.9 La ridotta aterosclerosi e AAA nello studio di Fornasa et al. quindi può derivare dalla partecipazione aa551-574 in risposte immunitarie soppresse delle cellule T. Anche se aa551-574 non ha influenzato il numero totale di cellule del sangue circolanti, ha ridotto le cellule T attivate CD69+ e la secrezione di citochine infiammatorie e reciprocamente aumentato le cellule T regolatrici CD4+CD25+FoxP3+ periferiche.6

Lo studio di Fornasa et al. si concentra sul ruolo di CD31 nell’aterosclerosi e negli AAA, ma CD31 può anche contribuire ad altre malattie umane associate alle cellule T e può influenzare tutte le cellule che esprimono CD31. Fornasa et al. hanno usato il peptide CD31 aa551-574 per ridurre le risposte immunitarie CD4+-specifiche contro le lipoproteine a bassa densità ossidate (oxLDL) – un autoantigene che riduce il CD31 extracellulare con un concomitante aumento del CD31 solubile nel surnatante in cellule T CD4+ in coltura,9 suggerendo che il CD31 partecipa all’autoimmunità delle cellule T. Nelle placche aterosclerotiche e nella peri-aorta aneurismatica, il peptide CD31 si rivolge anche ai macrofagi, portando a una ridotta espressione di proteasi intracellulare e a una ridotta attività e rilascio di citochine e chemochine macrofagiche (ad esempio IL6, MCP-1, MIP-1α e MIP-1β).6 I macrofagi sono probabilmente le cellule infiammatorie più abbondanti nelle lesioni aterosclerotiche e AAA. Anche se se l’espressione CD31 sui macrofagi12 cambiato su Ang-II perfusione e aterosclerosi e inizio AAA non è stato testato, aa551-574 in situ targeting sui macrofagi in vivo e inibizione efficace delle attività dei macrofagi in vitro estendere CD31 pathobiology a questo tipo comune cellula infiammatoria che è implicato nella maggior parte, se non tutte, le malattie infiammatorie umane.

Il ruolo di CD31 nell’attivazione delle cellule T è stato implicato in precedenza nella trombosi, nell’aterosclerosi, nell’AAA e in molte altre malattie infiammatorie e persino nell’invecchiamento. I topi CD31-deficienti sono inclini a sviluppare aterosclerosi, artrite ed encefalomielite autoimmune sperimentale. Nel sangue umano, sia le cellule T CD4 + e CD8 + perdono CD31 con l’invecchiamento, e il rischio di trombosi aumenta in concomitanza.13 In vecchi topi Apoe-/- (entrambi i sessi), il numero di cellule CD4 + CD31 + nelle lesioni della radice aortica o in circolazione è tre volte inferiore nei topi con trombo rispetto a quelli senza trombo. Quando i topi Apoe-/- sono stati immunizzati con LDL minimamente modificato, le cellule CD4+CD31- della milza hanno proliferato due volte più velocemente delle cellule CD4+CD31+.11 Queste osservazioni suggeriscono che la trombosi riduce l’espressione di CD31, aumentando così la proliferazione delle cellule T. Nell’uomo, il numero di cellule CD4+CD31+ e CD8+CD31+ periferiche diminuisce significativamente nei pazienti con AAA, con aumenti reciproci delle cellule CD4+CD31- e CD8+CD31-. Il numero di cellule CD4+CD31- periferiche è correlato positivamente (R= 0,324, P < 0,01), mentre il numero di cellule CD8+CD31+ è correlato negativamente (R=0,244, P<0,05) con la superficie della sezione trasversale dell’AAA.14 Fornasa et al.6 hanno presentato le stesse osservazioni negli AAA sperimentali e nell’aterosclerosi come quelle fatte nell’uomo.14 La mancanza di espressione intatta di CD31 si associa con la perdita di attività immunosoppressive e con un’aumentata incidenza di aterosclerosi e AAA, nell’uomo e nel topo.

Studi dello stesso gruppo hanno rivelato alcune osservazioni controverse. Nei topi femmina Apoe-/-, il trasferimento genico intramuscolare dell’intera porzione extracellulare di CD31, o quelli mancanti dei domini Ig 1-2, ha sviluppato fenotipi diversi. Dopo 6 mesi, i topi che hanno ricevuto il costrutto di DNA contenente l’intera porzione extracellulare di CD31 hanno dimostrato dimensioni della lesione aterosclerotica significativamente ridotte, deposito di fibrina intraplaque e infiltrazione di cellule T Th1.2+, numero di cellule T periferiche attivate (CD3+CD4+CD69+) e proliferazione di cellule T nella milza rispetto a quelli trattati con il costrutto di DNA mancante dei domini Ig 1-2 o con il solo veicolo.15 Queste osservazioni suggeriscono indirettamente che i domini Ig 1-2 aiutano a regolare l’attivazione delle cellule T e l’aterosclerosi, mentre la presenza del dominio Ig 6, che contiene il peptide aa551-574, non è sufficiente a sopprimere le attività delle cellule T. È possibile che i domini Ig 1-2 siano necessari per mediare l’interazione transomofila di CD31 sulle cellule che esprimono CD31 intatto.5 Al contrario, sulle cellule che esprimono CD31 troncato – come le cellule T e i macrofagi delle lesioni aterosclerotiche e AAA – il frammento extracellulare juxtamembrana rimanente del dominio Ig 6 è esposto sui leucociti dopo il distacco di CD31 indotto dall’attivazione. Con meccanismi molecolari non definiti, il peptide aa551-574 può ripristinare la via inibitoria CD31/SHP2 che è stata altrimenti invalidata dalla perdita dei domini Ig transhomophilic 1-2 con lo shedding di CD31. Lo studio di Fornasa et al. propone un’applicazione terapeutica di questo peptide nell’aterosclerosi sperimentale e negli AAA.

Conflitto di interessi: nessuno dichiarato.