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Azúcares en la superficie celular: ¿Nuevos determinantes de la respuesta inmune en atopia y más?

PIEL-L LATINOAMERICANA da la más cordial bienvenida a la amiga y colega Dra. Marcela Gaete (Dermatólogo y Nutriólogo chilena)  por su re-incorporación a nuestro Blog, como coordinadora en el módulo de NUTRIDERMATOLOGÍA, y le agradecemos su esfuerzo e interés en sus trabajo.
Los Editores

Drs. J. Honeyman, M. Gaete

Recientemente ha tenido gran desarrollado el área de la glicómica, que es el estudio del glicoma o los oligosacáridos presentes en el organismo. Los “azúcares” de la superficie celular son considerados uno de los principales códigos biológicos, por las múltiples estructuras ramificadas formadas capaces de “transmitir” información.

Corresponde al término análogo de la genómica y de la proteómica, que estudian el genoma y la proteómica, respectivamente.

Los glicanos están presentes en todas las superficies celulares y se asocian a proteínas y lípidos.

Diversos estudios han confirmado la importancia de los N-glicanos como determinantes de una respuesta de tipo inflamatoria o una respuesta tolerogénica1.

Es así como la célula expresa diferentes tipos de glicanos  en su superficie, dependiendo de la activación enzimática de las glicosidasas o las glicosiltransferasas. Esta información contenida en los glicanos “es traducida” por las lectinas2.

La lectinas son proteínas que se unen a los glicanos. Un tipo de lectinas, las galectinas son lectinas que se unen a los glicanos que contienen N-acetillactosaminas.

Estas galectinas cumplen una importante rol en la respuesta inmune innnata y adaptativa, identificándose 15 tipos de galectinas en mamíferos, que actúan “traduciendo la información” contenida en los glicanos.

A nivel del sistema inmune todas las células expresan galectinas, en forma inducible o constitutiva. Su producción es aumentada por la presencia de linfocitos T y B activados, células NK, macrófagos y linfocitos T reguladores CD4+CD25+.

La interacción Galectina – Glicano regula la proliferación celular, apoptosis, adhesión, inflamación y también transformación oncogénica y desarrollo de metástasis.

Además existen factores inmunoendocrinos capaces de alterar la glicosilación. Ciertas citoquinas proinflamatorias, como la IL-6, y el TNF-?; citoquinas Th2, como la Il-4 y la IL13, hormonas como los glucocorticoides, prolactina, estrógenos y andrógenos son capaces de modificar el “pattern” de glicosilación de los glicanos en la superficie celular, lo que conlleva a una modificación de la interacción Galectina- Glicano1. Ésto se ha demostrardo en patologías autoinmunes, como la artritis reumatoidea, lupus eritematoso sistémico, nefropatía por IgA, y en patologías neoplásicas malignas, como cáncer de próstata, colon y mama. En el Sindrome de Wiskott Aldrich, se ha demostrado una alteración hereditaria de la O-glicosilación.

Es importante considerar que las galectinas se pueden ubicar en la superficie celular, y que algunas galectinas como la 3 y la 10, son secretadas al extracelular, diferenciándose de las citoquinas y quimioquinas por no poseer un receptor específico.
Al unirse a los glicanos de la superficie celular, actúan induciendo la activación y polarización linfocitaria.

Estudios in vitro han demostrado que las galectinas 1, 2 y 9, regulan la activación Th1 y Th17, aumentando la síntesis de citoquinas de tipo Th22,3. La galectina-1 induciría la apoptosis de los linfocitos Th1, promoviendo los Th23., limitando así la respuesta Th1 y Th17.

El principal mecanismo por el que participan en la regulación de la respuesta inmune es modificando la afinidad química de la sinapsis inmunológica entre linfocito y célula presentadora de antígeno4,5.

Esto ha planteado un rol protector de algunas galectinas en la autoinmunidad y la inflamación crónica.

Ciertas galectinas se unen a los glicanos del receptor del linfocito T (TCR).  La alta afinidad de esta unión disminuye la movilidad de este receptor TCR en la membrana, favoreciendo su exposición a las células presentadoras de antígeno, lo que aumenta la respuesta inmune. Esto es de gran importancia, considerando que la autoinmunidad podría estar relacionada con un aumento disrregulado de la activación de la respuesta inmune.

En la respuesta de tipo alérgica, la galectina -3 tendría un importante rol uniéndose a la IgE. Su acción no está totalmente definida, ya que su actividad depende si actúa a nivel intracelular o extracelular. La galectina-3 endógena se ubica en las hendiduras lipídicas de la superficie celular de las células dendríticas y estimula la migración de éstas6.

Estudios en animales han demostrado que la galectina-3 endógena estimularía la respuesta inflamatoria alérgica7,8, aumentando la polarización a Th2 y disminuyendo la respuesta Th1. Otros autores utilizando dosis farmacológicas, no fisiológicas, han obtenido resultados inhibitorios, probablemente por las altas dosis.

El rol amplificador de la respuesta alérgica de la galectina -3 se demuestra también por el aumento del rolling y adhesión de los eosinófilos, junto con un aumento de la liberación de histamina e IL-4.

Otros estudios demuestran el efecto inhibidor de la galectina-3 en la expansión de los linfocitos T reguladores CD4+CD25 +FOXP3+, disminuyendo su activación9.

No sólo a nivel inmune son importantes las galectinas. Se ha demostrado su sobreexpresión en ciertos tumores, y recientemente Iacobini y col demostraron el rol protector de la galectina-3 en la progresión de la aterogénesis.  Se compararon animales con y sin expresión de galectina-3. Su ausencia aumentó la lipoperoxidación y progresión de las placas de aterogénesis, lo que sugiere su rol protector disminuyendo las vías proinflamatorias relacionadas con la ateroesclerosis10.

Como conclusión, la interacción Galectina- Glicano puede considerarse un sistema de “encendido y apagado” en la sinapsis inmunológica, participando en la inmunorregulación y recientemente se ha sugerido su participación en procesos metabólicos como la aterogénesis10 y también en la progresión tumoral11.

BIBLIOGRAFÍA

1.    Rabinovich GA, Toscano MA. Turning ‘sweet’ on immunity: galectin-glycan interactions in immune tolerance and inflammation. Nat Rev Immunol. 2009 May;9(5):338-52, 2009.
2.    Motran CC, Molinder KM, Liu SD, Poirier F, Miceli MC. Galectin-1 functions as a Th2 cytokine that selectively induces Th1 apoptosis and promotes Th2 function. Eur J Immunol. ;38(11):3015-27, 2008.
3.    Blois, S. M. et al. A pivotal role for galectin-1 in fetomaternal tolerance. Nature Med. 13, 1450–1457, 2007.
4.    Vagin O, Kraut JA, Sachs G. Role of N-glycosylation in trafficking of apical membrane proteins in epithelia. Am J Physiol Renal Physiol. 2009 Mar;296(3):F459-69.
5.    Demetriou, M., Granovsky, M., Quaggin, S. Dennis, J. W. Negative regulation of T-cell activation and autoimmunity by Mgat5 N-glycosylation.Nature 409, 733–739 (2001).
6.    Hsu DK, Chernyavsky AI, Chen HY, Yu L, Grando SA, Liu FT. Endogenous galectin-3 is localized in membrane lipid rafts and regulates migration of dendritic cells. J Invest Dermatol. 2009 Mar;129(3):573-8.

7.    Zuberi, R. I. et al. Critical role for galectin-3 in airway inflammation and bronchial hyperresponsiveness in a murine model of asthma. Am. J. Pathol. 165,2045–2053 (2004).

8.    Saegusa J, Hsu DK, Chen HY, Yu L, Fermin A, Fung MA, Liu FT. Galectin-3 is critical for the development of the allergic inflammatory response in a mouse model of atopic dermatitis. Am J Pathol. 2009 Mar;174(3):922-31.

9.    Jiang, H. R. et al. Galectin-3 deficiency reduces the severity of experimental autoinmune encephalomyelitis. J. Immunol. 182, 1167–1173 (2009).

10.    Iacobini C, Menini S, Ricci C, Scipioni A, Sansoni V, Cordone S, Taurino M, Serino M, Marano G, Federici M, Pricci F, Pugliese G. Accelerated Lipid-Induced Atherogenesis in Galectin-3-Deficient Mice. Role of Lipoxidation via Receptor-Mediated Mechanisms. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2009 Apr 9.

11.    Nangia-Makker P, Balan V, Raz A. Regulation of tumor progression by extracellular galectin-3. Cancer Microenviron. 2008 Dec;1(1):43-51.


Acerca de GAETE Marcela | HONEYMAN Juan

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