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Chemochine

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Le chemochine (abbreviazione di citochine chemiotattiche, dall'inglese chemotactic cytokines) sono un grande gruppo di proteine a basso peso molecolare della famiglia delle citochine caratterizzate da una buona omologia di struttura. La loro funzione principale consiste nell'attivazione e nel reclutamento (chemiotassi) dei leucociti nei siti di flogosi anche se alcune di esse svolgono e vengono prodotte in assenza di infiammazione o infezione per regolare il traffico dei leucociti nell'organismo.

Struttura

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Le chemochine sono proteine a basso peso molecolare (8-12 kD) tutte strutturalmente omologhe e provviste di uno o due ponti disolfuro, possono essere monomeri, dimeri o oligomeri. Se ne conoscono all'incirca 50 e vengono di norma divise in quattro classi in base al numero e alla posizione dei residui di cisteina collocati nella regione N-terminale, responsabili della formazione dei ponti disolfuro. Le quattro famiglie sono le chemochine CC, che possiedono i residui di cisteina adiacenti l'uno all'altro, la famiglia CXC, in cui sono separati da un amminoacido qualsiasi, la famiglia C, che possiede un solo residuo di cisteina e la famiglia CX3C, dove i due residui sono separati da tre amminoacidi qualsiasi. La maggior parte delle chemochine conosciute forma la famiglia CC e la famiglia CXC, la famiglia C ha pochi rappresentanti e della famiglia CX3C è nota solo la fractalchina. Le cellule che secernono chemochine, principalmente fibroblasti, cellule endoteliali, cellule epiteliali e leucociti lo fanno in particolare in seguito ad attivazione dei TLR e all'attivazione di fattori di trascrizione come NF-κB o AP-1 in seguito ad infezione o infiammazione, alcune chemochine però sono prodotte costitutivamente. Alcune chemochine legano eparan-solfato presente all'interno del glicocalice di alcune cellule, come quelle endoteliali, in questo modo è più facile per i leucociti circolanti venire a contatto con loro durante il rotolamento e l'extravasazione leucocitaria.

I recettori per le chemochine fanno parte della famiglia dei GPCR (G-Protein Coupled Receptors), strutturalmente sono perciò formati da una regione extracellulare che lega la chemochina, da sette α-eliche transmembrana e associati ad una proteina G sul versante citoplasmatico. Il legame della chemochina attiva il recettore ma al contempo ne diminuisce l'espressione sulla superficie cellulare. Sinora si conoscono 10 recettori CCR che legano le chemochine CC, 7 recettori CXCR che legano le chemochine CXC, 2 recettori XCL che legano le chemochine C e un solo recettore CX3CR che lega le chemochine CX3R. Di alcune chemochine, però, non si conosce il recettore corrispondente. I recettori per le chemochine sono presenti su tutti i leucociti, le cellule che ne sono più ricche sono i linfociti T.

Tipologia

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ChemochinaNome alternativoRecettoreFunzioni
Chemochine CC
CCL1I-309, TCA-3CCR8Reclutamento di monociti e migrazione di cellule endoteliali
CCL2MCP-1CCR2Reclutamento di diversi tipi di leucociti
CCL3MIP-1αCCR1, CCR5Reclutamento di diversi tipi di leucociti
CCL4MIP-1βCCR5Reclutamento di linfociti T, cellule dendritiche, monociti, cellule NK, corecettore per HIV
CCL5RANTESCCR1, CCR3, CCR5Reclutamento di diversi tipi di leucociti
CCL6C10, MRP2CCR1-
CCL7MCP-3, MARCCCR1, CCR2, CCR3Reclutamento di diversi tipi di leucociti
CCL8MCP-2CCR3, CCR5Reclutamento di diversi tipi di leucociti
CCL9/CCL10MRP-2, CCF18CCR1-
CCL11EotassinaCCR3Reclutamento di eosinofili, basofili e linfociti TH2
CCL12MCP-5CCR2Reclutamento di diversi tipi di leucociti
CCL13MCP-4, NCC-1, Ckβ10CCR2, CCR3Reclutamento di diversi tipi di leucociti
CCL14HCC-1, MCIF, Ckβ1, NCC-2, CCLCCR1, CCR5-
CCL15MIP-1δ, Leucotactina-1, HCC-2, NCC-3CCR1, CCR3Reclutamento di diversi tipi di leucociti
CCL16HCC-4, NCC-4, LMC, Ckβ12CCR1, CCR2-
CCL17TARC, Dendrochina, ABCD-2CCR4Reclutamento di linfociti T e basofili
CCL18DC-CK1, PARC, AMAC-1, Ckβ7, MIP-4?Homing dei linfociti e delle cellule dendritiche
CCL19MIP-3β/ELC, Exodus-3, Ckβ11CCR7Migrazione di linfociti T e di cellule dendritiche nei linfonodi
CCL20MIP-3α, Exodus-1, Ckβ4CCR6-
CCL21SLC, 6Ckine, Exodus-2, Ckβ9, TCA-4CCR7Migrazione di linfociti T e di cellule dendritiche nei linfonodi
CCL22MDC, DC/β-CKCCR4Reclutamento di linfociti T e basofili
CCL23MPIF-1, Ckβ8, MIP-3CCR1-
CCL24Eotassina-2, MPIF-2, Ckβ6CCR3Reclutamento di eosinofili, basofili e linfociti TH2
CCL25TECK, Ckβ15CCR9-
CCL26Eotassina-3, MIP-4α, IMAC, TSC-1CCR3Reclutamento di eosinofili, basofili e linfociti TH2
CCL27CTACK, ILC, Eschina, Skinchina, PESKYCCR10Migrazione nel derma
CCL28MECCCR10Migrazione nel derma
Chemochine CXC
CXCL1GROα, GRO1, NAP-3, KCCXCR2Reclutamento di neutrofili
CXCL2GROβ, GRO2, MIP-2αCXCR2Reclutamento di neutrofili
CXCL3GROγ, GRO3, MIP-2βCXCR2Reclutamento di neutrofili
CXCL4PF4CXCR3BAggregazione piastrinica
CXCL5ENA-78CXCR2Reclutamento di neutrofili
CXCL6GCP-2CXCR1, CXCR2Reclutamento di neutrofili
CXCL7NAP-2, CTAPIII, β-Ta, PEPCXCR2Reclutamento di neutrofili
CXCL8IL-8, NAP-1, MDNCF, GCP-1CXCR1, CXCR2Reclutamento di neutrofili
CXCL9MIG, CRG-10CXCR3Reclutamento di linfociti T effettori
CXCL10IP-10, CRG-2CXCR3, CXCR3BReclutamento di linfociti T effettori
CXCL11I-TAC, β-R1, IP-9CXCR3, CXCR7Reclutamento di linfociti T effettori
CXCL12SDF-1α/β, PBSFCXCR4, CXCR7Reclutamento di diversi tipi di leucociti, corecettore per HIV
CXCL13BCA-1, BLCCXCR5Migrazione dei linfociti B nei follicoli
CXCL14BRAK, Bolechina--
CXCL15WECHE, Lungchina--
CXCL16SRPSOXCXCR6, CXCR5-
CXCL17DMC, VCC-1--
Chemochine C
XCL1Linfotactina-α, SCM-1α, ATACXCR-1Reclutamento di linfociti T e cellule NK
XCL2Linfotactina-β, SCM-1βXCR-1
Chemochine CX3C
CX3CL1Fractalchina, Neurotactina, ABCD-3CX3CR1Reclutamento di linfociti T, cellule NK e macrofagi, attivazione delle cellule NK e dei CTL

Funzioni

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Esempio di come l'azione delle chemochine permetta un cambio di affinità nelle integrine, causando il rallentamento dei leucociti

In caso di infiammazione o di infezione le chemochine esposte sul glicocalice delle cellule endoteliali aumentano l'affinità delle integrine espresse sulla membrana plasmatica di alcuni leucociti come i granulociti neutrofili o i linfociti che ne vengono a contatto rotolando a contatto con la superficie luminale delle cellule endoteliali. L'espressione di queste chemochine è spesso causata dall'azione di TNF e IL-1, due citochine comunemente secrete dai macrofagi e dei linfociti NK. L'aumento dell'affinità delle integrine rallenta il rotolamento dei leucociti che in questo modo aderiscono all'endotelio e possono iniziare il processo di extravasazione leucocitaria mediante il quale lo oltrepassano per poi migrare nel sito di infezione o flogosi in base alla concentrazione delle chemochine che legano i loro recettori.

Ciascun recettore delle chemochine può legare di norma differenti tipi di chemochine che possono avere funzioni diverse o sovrapponibili per cui la specificità della risposta dipende più dall'assortimento dei recettori sulla superficie del leucocita che non dalla singola chemochina. Questo è anche un modo per indirizzare i leucociti ai tessuti corretti. Ad esempio la cute infiammata produce CCL17 e CCL27 e le cellule effettrici T dirette in quella direzione esporranno CCR4 e CCR10. Ancora, nell'intestino viene prodotta prevalentemente CCL25 che legherà con CCR9 espresso sui linfociti diretti lì.

In condizioni normali le chemochine regolano il traffico dei leucociti negli organi linfoidi e verso tessuti non-linfoidi sempre in base alla loro concentrazione. Questo principio è alla base della segregazione di alcune popolazioni linfocitarie in determinate porzioni dell'organo linfoide ed è fondamentale per la maturazione linfocitaria. Nei linfonodi, infatti, vengono prodotte le chemochine CCL19 e CCL21 che riconoscono il recettore CCR7 espresso nei linfociti T che non hanno ancora incontrato l'antigene e nelle cellule dendritiche (DC) che, invece, lo hanno appena catturato. Questo permette alle DC e ai linfociti T di incontrarsi nel linfonodo per dare inizio all'attivazione linfocitaria.

Le chemochine sono coinvolte anche nell'angiogenesi sia come pro-angiogenetici che come inibitori dell'angiogenesi; in questo processo sono coinvolte in particolare le chemochine CXC. Altre chemochine, come CXCR4, sono importanti nell'embriogenesi per la migrazione di alcune cellule dei foglietti embrionali che portano alla formazione di cuore e cervelletto.

Bibliografia

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  • Abbas, Lichtman, Pillai; Immunologia cellulare e molecolare, 7ª edizione 2012, ELSEVIER

Altri progetti

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Voci correlate

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Collegamenti esterni

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