a Imunidade
23.6.3 Imunidade Relacionadas com a GTPase (IRG) Família
A imunidade relacionados GTPases (IRGs) são uma família de proteínas induzidas por IFNy que são importantes na resistência contra uma ampla variedade de intravacuolar bacterianas e parasitas patogénicos, incluindo T. gondii (Taylor et al., 2004, 2007; Zhao et al., 2009b). Das centenas de genes aumentadas pelo IFNy, os genes IRG estão entre os mais abundantes., Estas proteínas, anteriormente chamadas de p47 GTPases, foram descritas pela primeira vez na década de 1990 e na última década numerosos estudos estabeleceram o papel das proteínas IRG na resistência ao Toxoplasma (Hunn et al., 2011; Zhao et al., 2009b). A maior parte do trabalho envolveu as seguintes sete IRG membros: Irgm1 (GRA-47), Irgm2 (GTPI), Irgm3 (IGTP), Irga6 (IIGPI), Irgb6 (TGTP), Irgd (IRG-47) e Irgb10. Verificou-se que a maioria destas proteínas IRG está associada à inibição da T., gondii in vitro, e dos quatro genes IRG que foram eliminados (Irgm1, Irgm3, Irga6 e Irgd), todos foram encontrados para aumentar significativamente a susceptibilidade à infecção de T. gondii, estabelecendo assim o papel das proteínas IRG na resistência a T. gondii em ratinhos.
As proteínas IRG são 46-47 kDa GTPases, contendo um domínio de ligação GTP semelhante ao Ras (denominado G1). A família de proteínas IRG consiste de duas subfamílias, baseadas no domínio de ligação nucleotídica dentro do domínio de ligação G1 GTP com uma subfamília com um motivo de aminoácidos GMS e a outra subfamília com um motivo GKS., Os três membros do IRG da subfamília GMS incluem, Irgm1, Irgm2 e Irgm3, enquanto os membros do IRG, Irga6, Irgb6, Irgd e Irg10 pertencem à subfamília GKS. As proteínas GMS IRG são reguladores das proteínas GKS ligando-se às proteínas GKS IRG e mantendo-as no estado inactivado através de uma interação dependente do PIB (Hunn et al., 2008). Os genes IRG estão presentes em todos os filos vertebrados, estando presentes em cefalocordados, anfíbios, peixes, répteis e mamíferos. No rato, a família IRG é diversa, codificando aproximadamente 23 genes, 21 dos quais codificam proteínas (Bekpen et al., 2005)., A família IRG, no entanto, parece ter sido repetidamente perdida durante a evolução, sem genes IRG presentes em qualquer um dos genomas de aves disponíveis e o número de genes IRG em seres humanos reduziu drasticamente com apenas dois genes IRG, IRGC e IRGM, presentes (Bekpen et al., 2009, 2010).,
Em IFNy estimulado células hospedeiras infectadas com Toxoplasma vários IRG proteínas localizar para o Toxoplasma parasitophorous vacúolo membrana dentro de minutos de invasão, com o parasitophorous membrana vacuolar, posteriormente, tornar-se vesiculated e, finalmente interrompida, resultando no lançamento do parasita para o citosol e a degradação do parasita (Martens et al., 2005; Ling et al., 2006; Melzer et al., 2008). Em macrófagos infectados com Toxoplasma, destruição da T., gondii é acompanhado pela inclusão do parasita nos autofagossomas e subsequente entrega autofágica aos lisossomas (Ling et al., 2006; Butcher et al., 2005). A ruptura vacuolar mediada pelo IRG também ocorre em fibroblastos e astrócitos estimulados pelo IFNy, mas a via autofágica não foi encontrada envolvida (Melzer et al., 2008; Zhao et al., 2009b; Martens et al., 2005). No entanto, os ratos deficientes no regulador autofágico, atg5, são deficientes na sua capacidade de controlar a replicação de T. gondii, indicando que a via autofágica está envolvida de alguma forma (Konen-Waisman e Howard, 2007)., O Atg5 foi considerado necessário para a entrega de proteínas IRG para o PV, embora isto pareça funcionar por um mecanismo independente da via autofágica normal (Zhao et al., 2008). Finalmente, em fibroblastos estimulados por IFNy, a ruptura do VP mediada pelo IRG resulta em necrose das células do hospedeiro, após a libertação do parasita no citoplasma do hospedeiro, indicando que a destruição da célula do hospedeiro pode ser parte do mecanismo IRG em alguns tipos de células (Zhao et al., 2009b).,
O IRG mecanismo envolve a coordenação de um carregamento de IRG GTPases sobre o Toxoplasma vacúolo com, pelo menos, seis IRG proteínas (Irgm2, Irgm3, Irga6, Irgb6, Irgd e Irg10) a localização para o Toxoplasma vacúolo (Khaminets et al., 2010). O revestimento das proteínas IRG para o PV ocorre dentro de uma hora após a invasão e é hierárquico com Irgb6 e Irgb10 Carregando primeiro. Após infecção por T. gondii, as proteínas GKS perdem a sua interacção com as proteínas GMS e acumulam-se na membrana PV (PVM) no estado activo de ligação GTP, levando à vesiculação e ruptura do PV (Hunn et al.,, 2008; Papic et al., 2008). Apesar da grande quantidade de informação agora entendida sobre os aspectos moleculares e bioquímicos da inibição mediada pelo IRG de T. gondii, os mecanismos envolvidos na vesiculação levando à ruptura do PV ainda não são compreendidos. As proteínas IRG estão relacionadas com as GTPases tipo dynamin conhecidas por mediar a formação vesicular e deformação das membranas e tem sido sugerido que a proteína IRG age de forma análoga mediando a vesiculação do PVM, embora isso não tenha sido demonstrado (Hunn et al., 2011).,as estirpes do tipo I são resistentes à inibição IFNy mediada pelo IRG (Steinfeldt et al., 2010; Howard et al., 2011). Esta deficiência no controle mediado por IFNy está associada a uma falha de acumulação de proteínas IRG no PVM (Zhao et al., 2009a). Verificou-se que isto se deve em grande parte à rhoptry quinase polimórfica, ROP18, que, nas estirpes de tipo I, fosforila as proteínas GKS IRGA6, Irgb6 e Irgb10, causando dissociação de IRG do vacuol e inibição da ruptura do PV (Zhao et al., 2009a; Steinfeldt et al., 2010; Fentress et al., 2010)., Verificou-se que outra proteína de rhoptry, o ROP5, interage directamente com as proteínas IRG, reduzindo o revestimento de IRG e inactivando as proteínas IRG (Fleckenstein et al., 2012; Niedelman et al., 2012). O ROP5 pode interagir com o IRGs na ausência do ROP18. Contudo, as proteínas de rhoptry, ROP5 e ROP18, enquanto mediam a inibição nas células murinas activadas por IFNy, não afectam a sobrevivência nas células humanas activadas por IFNy (Niedelman et al., 2012)., Estes resultados sugerem que, embora o ROP5 e o ROP18 possam ter evoluído para bloquear o IRGs, podem não ter efeitos na sobrevivência de parasitas em espécies que não possuem o sistema IRG, como os humanos. Por que os IRGs são uma família tão grande de proteínas no genoma Murino e tão reduzida em seres humanos, ou se homólogos funcionais existem em seres humanos, ainda não é claro.