La molécula CD28

Es una glicoproteína de membrana de 44 KDa con una secuencia de 202 tirosinas kinasas de la familia Src, p56lck y p59fyn; este evento induce la activación de PI-3K, la cual fosforila el grupo hidroxilo de la posición 3 de los lípidos que contienen inositol, generando fosfatidilinositol 3 fosfato, fosfatidilinositol 3,4 bifosfato y fosfatidilinositol 3,4,5 trifosfato (12).

Aminoácidos, cuyo gen se localiza en el brazo largo del cromosoma 2. Consta de una porción extracelular que posee un dominio único homólogo a los dominios de la región variable de las inmunoglobulinas (IgV), una región hidrofóbica transmembrana y una cola citoplasmática corta. Un residuo de císteina en la porción extracelular le permite formar homodímeros, aunque también existe en forma de monómeros.

El CD28 humano presenta extensa homología al CD28 de otras especies de mamíferos, incluyendo monos, ratones y pollos (1, 7). La región más conservada entre las diferentes especies es un hexapéptido, MYPPPY, en el sitio de unión a sus ligandos, las moléculas CD80 y CD86; dicho motivo se encuentra cerca al residuo de cisteína.

El CD28 se encuentra en el 80% de las células T de sangre periférica humana, distribuyéndose en el 95% de los linfocitos T CD4 y 50% de los CD8. Su expresión incrementa a medida que las células T maduran en el timo, variando del 5% en los timocitos CD3 (-) hasta virtualmente todos los timocitos unipositivos (8). También se ha documentado en células plasmáticas y recientemente se detectó en la superficie de los eosinófilos (9).

No obstante expresarse de manera constitutiva, su presencia en la membrana se incrementa transitoriamente después de la activación de las células T, seguida por una disminución cuando se produce la unión con el ligando.

Eventos bioquímicos que se desencadena tras la estimulación del CD28

La cascada de eventos bioquímicos que se desencadena tras la estimulación del CD28 es independiente del TCR y entrecruzada con la señalización de este receptor antigénico. La cola citoplasmática del CD28 posee un motivo YMNM al cual se asocia el dominio SH2 de la subunidad p85a de la enzima fosfatidilinositol 3 kinasa ( PI-3K) (10, 11).

Poco tiempo después de la unión del CD28 con su ligando, la tirosina de dicho motivo es fosforilada posiblemente por las proteínas

merosas interacciones moleculares de esta enzima permiten la activación de la vía Ras y de la fosfolipasa Cg1 ( PLCg1). Uno de los resultados finales es la activación de las proteínas kinasas activadas por mitógenos (MAPKs), principalmente JNKs y ERKs las cuales activan los factores de transcripción de la familia AP1, Jun y Fos (13). AP-1 forma parte del complejo de unión al elemento de respuesta al CD28 (CD28RE); AP-1, en concordancia con NFAT y NF-kB, promueve la transcripción del gen de la IL-2.

El CD28 es la principal molécula coestimuladora en la activación de las células T:

Donde cumple un amplio espectro de funciones; uno de los efectos más importantes que se observa es el incremento dramático en la producción de IL-2 y de otras citoquinas como IL-4, IL-5, IL-13, IFNg, TNFa y GM-CSF. Dichas citoquinas actúan como factores de crecimiento, ejerciendo una acción autocrina y paracrina.

Así mismo, disminuye el umbral de respuesta de las células T, requiriéndose un número menor de TCRs que necesitan ser estimulados para obtener una activación completa (14).

También, previene la apoptosis y ayuda a mantener la supervivencia regulando positivamente el gen BCL-XL (15).

Un hallazgo experimental muy consistente es la modulación que hace el CD28 de la diferenciación de los linfocitos T hacia clonas Th1/Th2. Los ensayos in vivo e in vitro tendientes a bloquear sus funciones, muestran una desviación hacia la producción de citoquinas Th1.

En efecto, Seder y col demostraron que no se produce IL-4 al bloquear las interacciones CD28/B7 con la proteína de fusión hCTLA4-Ig (16). De igual forma, interviene de manera importante en la conversión de los linfocitos T CD8 en células citotóxicas (8).

(Lea También: Moléculas CD40 y CD40L (CD154))

CTLA-4

El antígeno asociado al linfocito T citolítico (CTLA-4), deriva su nombre de haber sido originalmente identificado como el cuarto cDNA de una genoteca murina de células T citotóxicas (7, 4). Su homología estructural al CD28, tanto en la localización cromosómica como en la organización exon-intrón, sugiere que ambos genes provienen de un ancestro común (17). La proteína, con un peso de 33 a 45 KDa, se expresa como dímero o monómero y consta de un dominio extracelular tipo IgV, una región transmembrana y una cola citoplasmática.

CTLA-4 se expresa en células T CD4 y CD8 activadas, en niveles 10 a 100 veces menores que los correspondientes a CD28, pero se une a CD80 y CD86 con una constante de disociación 20 a 50 veces más alta (17). Alcanza una expresión máxima a las 48- 72 horas después de la activación de las células T (1).

Los estudios que han pretendido establecer la función de CTLA-4 han resultado controvertidos.

Aunque inicialmente se le atribuyó un papel semejante al CD28 en la activación de las células T, los hallazgos experimentales más recientes le adjudican un papel regulador negativo. De hecho, la tendencia de los ratones Knock out para CTLA-4 a desarrollar enfermedades autoinmunes soportan esta noción (1, 15).

El mecanismo responsable de la función de CTLA-4 parece estar relacionado con la asociación de esta molécula a la fosfatasa SHP2, a la competencia por moléculas intracelulares como PI3K y a la inhibición de la unión del CD28 con sus ligandos, al poseer mayor afinidad por éstos (1).

Existen relaciones coordinadas entre la expresión y función de CD28 y CTLA-4; se ha visto que la presencia en la membrana y el estímulo de CD28 son esenciales para la expresión máxima y la regulación eficiente del RNA mensajero de CTLA-4. Asimismo, los antagonistas de CD28 bloquean la modulación positiva de CTLA-4 en respuesta a los antígenos (1).

CD80 y CD86

Las moléculas CD80 (B7.1) y CD86 (B7.2) poseen una región extracelular con dos dominios tipo Ig (uno variable y otro constante), una porción transmembrana y una cola citoplasmática corta (7). CD80 y CD86 comparten sólo el 25% de homología en la secuencia, especialmente en la cola citoplasmática, donde CD86 tiene 3 sitios potenciales de fosforilación por la PKC, indicando que esta molécula puede tener propiedades de señalización (15). Los genes que codifican para CD80 y CD86 han sido mapeados en el cromosoma 3 humano, en estrecha vecindad (18).

CD80 y CD86 se expresan en células presentadoras de antígenos activadas. La presencia de CD80 ha sido documentada en células B, células dendríticas, células de Langerhans, monocitos activados, linfocitos T y una variedad de líneas tumorales (15). Aunque todavía no es claro el papel de los ligandos de la familia B7 en las células T, un hallazgo reciente es que los linfocitos T de memoria humanos expresan una forma funcional de CD86 que puede coestimular las respuestas de las células T vírgenes (19).

La cinética de expresión y el significado funcional de CD80 es diferente de CD86. Mientras que CD80 comienza a detectarse a las 24 horas de la activación y alcanza niveles máximos a las 48 y 72 horas después de la estimulación, CD86 experimenta una regulación positiva más rápida, detectándose a las 6 horas y llegando a una expresión pico a las 24 horas.

Sin embargo, durante la estimulación alogénica estas moléculas exhiben un comportamiento distinto, pues se ha detectado incremento dramático en la expresión de CD86 que se sostiene hasta el quinto día, en un cultivo mixto de linfocitos; CD80, con un perfil de expresión similar, muestra niveles 3 a 5 veces más bajos que los de CD86 (20).

B7.2 es la molécula coestimuladora primaria

Asimismo, los hallazgos experimentales indican que B7.2 es la molécula coestimuladora primaria responsable del inicio de las respuestas de las células T y la provisión de la ayuda cognada a las células B (1, 21). B7.1, en cambio, parece predominar en las respuestas inflamatorias crónicas, como se ha observado en algunos modelos de enfermedades autoinmunes.

Los hallazgos de Lanier y col, quienes estimularon linfocitos T de sangre periférica humana con células transfectadas con las moléculas CD80 y CD86, corroboran que dichas moléculas proveen señales coestimuladoras eficientes a los linfocitos T para la proliferación, la producción de IL-2 y la generación de células citotóxicas (22).

El estímulo con alergenos de las células de biopsias de tejido bronquial procedentes de pacientes con asma atópica, reveló que las moléculas CD80 y CD86 son necesarias para la producción de las citoquinas IL-4, IL-5 e IL-13 por parte de las células T (23).

Usando el modelo de células Jurkat, una línea de células T humanas leucémicas, se encontró que la vía de transducción de señales de CD80 y CD86 involucra la activación de PI-3K, y que esta enzima se requiere para la producción de IL-2 (24).

No obstante, Slavik y col hallaron diferencias cuantitativas en los efectos de CD80 y CD86:

sobre la asociación de PI-3K con CD28 y la fosforilación del residuo de tirosina del motivo YMNM, aunque notaron que las moléculas de la familia B7 comparten eventos de transducción de señales comunes, como la fosforilación de CBL y Vav para la activación transcripcional mediada por NF-AT y la coestimulación para la producción de IL-2 y GM-CSF (25).

También, se ha visto que los ligandos naturales del CD28 pueden cooperar con el incremento en las concentraciones de calcio intracelular y la activación de la proteína kinasa C, necesarios para estimular a las kinasas Jun (26).

Por otra parte, el uso de ratones transgénicos les permitió a Penninger y a sus colaboradores percatarse de que los timocitos gd utilizan para su desarrollo señales coestimuladoras distintas a las ejercidas por el sistema CD28/B7 (27).

La regulación de CD80 y CD86 es ejercida de manera diferencial por diversos factores. El entrecruzamiento del receptor antigénico de las células B y el estímulo de la vía de señalización de CD40/CD40L inducen la expresión de ambas moléculas, mientras que la ligación del receptor Fc en monocitos las regula negativamente.

La IL-4 es un potente inductor de B7.2 y en menor grado de B7.1. La IL-10 bloquea la expresión de CD80 y CD86 en macrófagos peritoneales y regula negativamente a B7.2, pero no a B7.1, en células dendríticas humanas.

El IFNg también exhibe efectos complejos; incrementa la expresión de CD86 en linfocitos B, macrófagos peritoneales y monocitos de sangre periférica, al tiempo que hace una modulación positiva de CD80 en éstas últimas células, mostrando sorprendentemente una acción contraria sobre la expresión de este ligando en macrófagos peritoneales (15).