16.0 KB · ⇊ 5 parts · ⤓ Micron 16.0 KB · ⤓ HTML 36.3 KB

top

I mwbwToll-Like Receptor TLR (in italiano mwcaRecettori Toll-simili) sono una classe di proteine che giocano un ruolo chiave nella difesa dell'organismo, in particolare nell'immunità innata.

Sono mwcgrecettori transmembrana a singolo passaggio, non catalitici, espressi soprattutto sulla membrana di cellule sentinella come macrofagi e cellule dendritiche. Essi riconoscono determinate strutture tipiche di mwcwpatogeni e mwdamicrobi e per questo motivo fanno parte della superfamiglia dei "recettori che riconoscono profili molecolari" (mwdqmwdgPattern Recognition Receptors o PRR). Una volta che il patogeno ha fatto breccia nelle barriere anatomiche dell'ospite (es. cute o mucosa intestinale dell'uomo) esso è riconosciuto grazie ai TLR che attivano le risposte immunitarie delle cellule sentinella.

Nell'mweauomo esistono dieci TLR funzionanti nominati TLR1, TLR2, TLR3, TLR4, TLR5, TLR6, TLR7, TLR8, TLR9, TLR10. In altre specie sono stati scoperti anche TLR11, TLR12 e TLR13.cite-ref-1[1]

Il nome deriva dall'analogia strutturale con il gene mwfwToll ("pazzesco", "fantastico", in tedesco)cite-ref-2[2] identificato in mwhamwhqDrosophila da mwhgChristiane Nüsslein-Volhard nel 1985.cite-ref-3[3]

• Ubicazione dei TLR e analisi della struttura quaternaria

• Ligandi dei TLR

• TLR sulle superfici cellulari

• TLR sulle membrane intracellulari

• Dettagli di trasduzione del segnale

• Tabella riassuntiva

• Note

• Bibliografia

• Altri progetti

I TLR nei mammiferi sono espressi sulle membrane di:

• Monociti e macrofagi

• Cellule dendritiche

• Cellule NK (Natural Killer)

• Cellule dell'immunità di tipo adattativo (Linfociti B e T)cite-ref-4[4]

• Cellule non specializzate in funzioni di tipo immunitario (es. fibroblasti, cellule endoteliali, cellule epiteliali)

Nell'uomo cinque TLR (TLR1, TLR2, TLR4, TLR5 e TLR6) sono presenti sulla membrana cellulare e sono deputati a riconoscere profili patogeni nell'ambiente extracellulare.

Altri quattro TLR (TLR3, TLR7, TLR8 e TLR9) sono invece presenti nelle membrane intracellulari, come reticolo endoplasmatico ed endosomi.

Dal punto di vista strutturale sono tutti delle mwnqglicoproteine integrali con una struttura extracellulare a semicerchio contenente residui di mwngleucina e tratti caratteristici contenenti mwnwcisteina responsabili del legame. Nella porzione citoplasmatica sono presenti delle code che contengono il dominio TIR (mwoaToll-IL-1 Receptor) deputato all'attivazione cellulare. Nel dettaglio, sono presenti 16-28 moduli ricchi di leucina composti da 20-30 amminoacidi che presentano una sequenza ripetuta: LxxLxLxxN, dove L sta per leucina, N per mwoqasparagina e x per un amminoacido qualsiasi. I TLR possono anche dimerizzare o eterodimerizzare aumentando così la specificità per altri profili molecolari. Un esempio è la risposta verso i peptidoglicani che è mediata da dimeri di TLR2 e TLR6. Alcuni TLR possono aver bisogno di molecole accessorie per agire come MD2 o CD14.

I Toll-Like Receptors sono deputati al riconoscimento di una grande varietà di mwqamolecole espresse dai patogeni ma non dalle cellule dell'organismo. I TLR possono essere presenti sia sulle membrane extracellulari che intracellulari e sono specializzati nel riconoscere profili molecolari distinti. Il legame con questi ultimi attiva i recettori scatenando una risposta di tipo mwqqinfiammatorio.

Dei 9 TLR, sono cinque quelli presenti sulla membrana cellulare e deputati a riconoscere profili patogeni nell'ambiente extracellulare: TLR1, TLR2, TLR4, TLR5 e TLR6. TLR2 riconosce l'acido lipoteicoico e insieme al TLR6 i peptidoglicani, mentre TLR4 riconosce specificamente il mwrqlipopolisaccaride legato alla proteina LBP (LPS Binding Protein) legata a MD2 che forma un complesso con la proteina di membrana CD14, sfruttando così queste molecole accessorie. I recettori TLR4 non sono in grado da soli di legare il lipopolisaccaride. La proteina CD14 tuttavia ha la caratteristica di essere legata alla membrana mediante l'ancora GPI. In particolari condizioni fisiologiche l'ancora può essere tagliata da una fosfolipasi liberando così CD14 in ambiente extracellulare. CD14, insieme ad MD2, è quindi così libero di associarsi alla LBP con legato il polisaccaride, permettendo il riconoscimento del complesso ai TLR4. In questo modo anche cellule prive di CD14, ma con TLR4 esposti sulla membrana, sono in grado di avviare la trasduzione del segnale.cite-ref-5[5]

Nei topi è presente anche il TLR11 capace, come il TLR5, di riconoscere proteine intere. È espresso su macrofagi, cellule dendritiche e negli epiteli epatici, renali e vescicalicite-ref-janeway87-6-0[6].

Uno studio ha inoltre mostrato come il Toll-like receptor 4 sembri interagire con gli mwuaoppioidi creando un rinforzo nello sviluppo della mwuqdipendenza. Tale effetto sembra suffragato anche dalla reattività di questo recettore con gli antagonisti degli oppioidicite-ref-7[7](il mwvg(+)-Naloxone e (+)-altrexon). Questa scoperta potrebbe ridurre il rischio di dipendenza nell'utilizzo cronico di questi farmaci.

I restanti 4 TLR, TLR3, TLR7, TLR8 e TLR9 sono invece recettori presenti nelle membrane intracellulari, come reticolo endoplasmatico ed endosomi. Il loro principale ruolo è il riconoscimento di ligandi formati da acidi nucleici tipici dei microbi: RNA a doppia catena riconosciuti dal TLR3, CpG non metilate e DNA a singola o doppia elica dal TLR9, RNA a singola catena per i TLR7 e TLR8. Sebbene l'RNA a singola catena e il DNA a doppia catena siano presenti anche nelle cellule eucariotiche, i Toll-Like Receptors sono in grado di distinguere fra self e non self in base alla posizione di tali molecole: gli acidi nucleici dell'organismo non sono mai presenti negli endosomi se non in casi di cellule danneggiate che possono comunque portare a pericolo per il tessuto.

Le cascate di segnale dipendono dalla tipologia del recettore e possono coinvolgere numerosi mediatori tra cui le MAP-chinasi e il fattore infiammatorio mwxaNF-κBcite-ref-8[8].

| Recettore | Ligando(i) | Sede ligando | Secondo messaggero | Sede recettore | Tipo cellulare |

|---|---|---|---|---|---|

| TLR 1 | politriacil-lipopetidi | Batteri | MyD88/MAL | Superficie cellulare | Monociti / Macrofagi Alcuni ceppi di cellule dendritiche Linfociti B |

| TLR 2 | poli glicolipidi | Batteri | MyD88/MAL | Superficie cellulare | Monociti/macrofagi Cellule dendritiche mieloidi Mastociti |

| TLR 2 | polilipopeptidi | Batteri | MyD88/MAL | Superficie cellulare | Monociti/macrofagi Cellule dendritiche mieloidi Mastociti |

| TLR 2 | poli lipoproteine | Batteri | MyD88/MAL | Superficie cellulare | Monociti/macrofagi Cellule dendritiche mieloidi Mastociti |

| TLR 2 | acido lipoteicoico | Batteri | MyD88/MAL | Superficie cellulare | Monociti/macrofagi Cellule dendritiche mieloidi Mastociti |

| TLR 2 | peptidoglicano | Batteri Gram-positivi | MyD88/MAL | Superficie cellulare | Monociti/macrofagi Cellule dendritiche mieloidi Mastociti |

| TLR 2 | HSP70 | Cellule dell'ospite | MyD88/MAL | Superficie cellulare | Monociti/macrofagi Cellule dendritiche mieloidi Mastociti |

| TLR 2 | zimosano | Funghi | MyD88/MAL | Superficie cellulare | Monociti/macrofagi Cellule dendritiche mieloidi Mastociti |

| TLR 2 | Vari altri | | MyD88/MAL | Superficie cellulare | Monociti/macrofagi Cellule dendritiche mieloidi Mastociti |

| TLR 3 | RNA a doppia elica (dsRNA), poli I:C | Virus | TRIF | Endosomi | Cellule dendritiche Linfociti B |

| TLR 4 | lipopolisaccaride (LPS) | Batteri Gram-negativi | MyD88/MAL/TRIF/TRAM | Superficie cellulare | Monociti/macrofagi Cellule dendritiche mieloidi Mastociti Epitelio intestinale |

| TLR 4 | varie heat shock proteins | Batteri e cellule dell'ospite | MyD88/MAL/TRIF/TRAM | Superficie cellulare | Monociti/macrofagi Cellule dendritiche mieloidi Mastociti Epitelio intestinale |

| TLR 4 | fibrinogeno | Cellule dell'ospite | MyD88/MAL/TRIF/TRAM | Superficie cellulare | Monociti/macrofagi Cellule dendritiche mieloidi Mastociti Epitelio intestinale |

| TLR 4 | residui di eparan-solfato | Cellule dell'ospite | MyD88/MAL/TRIF/TRAM | Superficie cellulare | Monociti/macrofagi Cellule dendritiche mieloidi Mastociti Epitelio intestinale |

| TLR 4 | residui di acido ialuronico | Cellule dell'ospite | MyD88/MAL/TRIF/TRAM | Superficie cellulare | Monociti/macrofagi Cellule dendritiche mieloidi Mastociti Epitelio intestinale |

| TLR 4 | Vari altri | | MyD88/MAL/TRIF/TRAM | Superficie cellulare | Monociti/macrofagi Cellule dendritiche mieloidi Mastociti Epitelio intestinale |

| TLR 5 | flagellina | Batteri | MyD88 | Superficie cellulare | Monociti/Macrofagi Alcuni ceppi di cellule dendritiche Epitelio intestinale |

| TLR 6 | polidiacyl-lipopeptidi | Mycoplasma | MyD88/MAL | Superficie cellulare | Monociti/macrofagi Mastociti Linfociti B |

| TLR 7 | imidazochinolina | Piccoli composti sintetici | MyD88 | Organelli intracellulari | Monociti/Macrofagi Cellule dendritiche plasmacitoidi Linfociti B |

| TLR 7 | loxoribina (un analogo della guanosina ) | Piccoli composti sintetici | MyD88 | Organelli intracellulari | Monociti/Macrofagi Cellule dendritiche plasmacitoidi Linfociti B |

| TLR 7 | bropirimina | Piccoli composti sintetici | MyD88 | Organelli intracellulari | Monociti/Macrofagi Cellule dendritiche plasmacitoidi Linfociti B |

| TLR 7 | RNA a singola elica | Virus | MyD88 | Organelli intracellulari | Monociti/Macrofagi Cellule dendritiche plasmacitoidi Linfociti B |

| TLR 8 | piccoli composti sintetici; RNA a singola elica | Batteri / Virus | MyD88 | Organelli intracellulari | Monociti/Macrofagi Alcuni ceppi di cellule dendritiche Mastociti |

| TLR 9 | DNA con CpG non metilate | Batteri / Virus | MyD88 | Endosomi | Monociti/Macrofagi Cellule dendritiche plasmacitoidi Linfociti B |

| TLR 10 | sconosciuto | sconosciuta | sconosciuto | Superficie cellulare | Monociti/Macrofagi Linfociti B |

| TLR 11 (presente solo nei topi) | Profilina | Batteri uropatogeni | MyD88 | Superficie cellulare | Monociti/Macrofagi epatociti rene epitelio vescicale |

cite-note-11. ↑ mwat0Ranjeet Singh Mahla, Madhava C. Reddy e D. Vijaya Raghava Prasad, mwat4mwat8Sweeten PAMPs: Role of Sugar Complexed PAMPs in Innate Immunity and Vaccine Biology, in mwauaFrontiers in Immunology, vol.mwaue 4, 2 settembre 2013, mwauiDOI:mwaum10.3389/fimmu.2013.00248. mwauqURL consultato il 18 settembre 2017.

cite-note-22. ↑ mwaugSignificati del termine mwauktoll in tedesco

cite-note-33. ↑ mwau0G.K. Hansson, K. Edfeldt, mwau4mwau8Toll to be paid at the gateway to the vessel wall, in mwavaArterioscler. Thromb. Vasc. Biol., vol.mwave 25, n.mwavi 6, 2005, pp.mwavm 1085-1087, mwavqDOI:mwavu10.1161/01.ATV.0000168894.43759.47, mwavyPMIDmwavc mwavg15923538.

cite-note-44. ↑ mwavwYves Delneste, Céline Beauvillain e Pascale Jeannin, mwav0mwav4mwav8[Innate immunity: structure and function of TLRsmwawa], in mwaweMedecine Sciences: M/S, vol.mwawi 23, n.mwawm 1, January 2007, pp.mwawq 67-73, mwawuDOI:mwawy10.1051/medsci/200723167. mwawcURL consultato il 18 settembre 2017.

cite-note-55. ↑ mwawsAbbul K. Abbas, Andrew H. Lichtman, Shiv Pillai, mwawwCellular and Molecular Immunology - Eighth Edition, Elsevier Masson, 2015.

cite-note-janeway87-66. ↑ Murphy, mwaxaJaneway's Immunobiology, Garland Science, 2012; pagina 87

cite-note-77. ↑ mwaxqDAT isn't all that: cocaine reward and reinforcement require Toll-like receptor 4 signaling, Northcutt AL1, Hutchinson MR,Watkins LR, su mwaxuMolecular Psychiatry. 2015 Feb 3. doi: 10.1038/mp.2014.177

cite-note-88. ↑ mwaxkT. Kawai, A. Shizuo, mwaxoThe role of pattern-recognition receptors in innate immunity: update on Toll-like receptors, in mwaxsNature Immunology, vol.mwaxw 11, n.mwax0 5, 2010.

• mwayiCharles A. Janeway, Paul Travers, Mark Walport, Mark J. Shlomchik, Immunobiologia (3ª edizione italiana sulla 6ª inglese), Padova, Piccin, 2007, ISBN 88-299-1814-8.

• mwayuKenneth Murphy, Janeway's Immunobiology, Londra/New York, Garland Science, 2012, ISBN 978-0-8153-4243-4.

• mwaycAbul K. Abbas, Andrew H. Lichtman, Shiv Pillari, Immunologia cellulare e molecolare, Milano, ELSEVIER, 2012, ISBN 978-88-214-3270-5.

Altri progetti

• Wikimedia Commons

• Wikimedia Commons contiene immagini o altri file su Toll-like receptor