3.8 CARD11-mangel
caspase-rekrutteringsdomæne 11 (CARD11), også kendt som caspase – rekrutteringsdomæne membranassocieret guanylatkinaseprotein 1 (CARMA1) er medlem af en familie af membranassocierede guanylatkinaser og fungerer som et stilladsprotein, der letter dannelsen af makromolekylære komplekser, der integrerer TCR-og BCR-medieret signalering og fremmer aktivering af de makromolekylære systemer, der kanonisk NF-kB signalvej (Bertin et al., 2001). Det udtrykkes overvejende i hæmatopoietiske og lymfoide væv, såsom milt, thymus og perifere leukocytter (Bertin et al., 2001). Efter antigen-receptorindgreb og aktivering af PLC-release omdannes phosphatidylinositol 4,5-bisphosphat (PIP2) til inositol 1,4,5-trisphosphat (InsP3) og diacylglycerol (DAG). Sidstnævnte aktiverer proteinkinase C (PKC)-kur i B-lymfocytter og PKC-kur i T-lymfocytter. PKC phosphorylerer linker-regionen i CARD11 (Matsumoto et al., 2005; Sommer et al., 2005), inducerende konformationsændringer, der gør det muligt for CARD11 at associere med B-celle lymfom 10 (BCL10) og slimhindeassocieret lymfoid vævslymfomtranslokationsprotein 1 (MALT1) (McCully & Pomerantse, 2008). CARD11-BCL10-MALT1 (CBM)-komplekset rekrutterer tumornekrosefaktorreceptor-associeret faktor 6 (TRAF6) protein, som aktiverer IkB-kinase (IKK) – komplekset, der phosphorylerer inhibitoren IkBa, hvilket resulterer i dets phosphorylering og allestedsnærværende. Dette frigiver underenheder af NF-kB fra IkBa. NF-kB-dimerer kan således translokere til kernen og binde til konsensussekvenser af målgener og derved formidle deres transkription (Fig. 4.2). Især binder CARD11 sig til den regulatoriske underenhed IKK-Krist (også kendt som NF-kB essential modulator, NEMO) (Stilo et al., 2004) og modulerer sin polyubikvitation efter antigen-receptor stimulering (Shambharkar et al., 2007). Denne ændring er afgørende for IKK kinase aktivitet (Shambharkar et al., 2007).
en rolle for CBM-komplekset i immunfunktion og homeostase blev yderligere demonstreret, når somatisk forstærkning af funktionsmutationer af CARD11 og kromosomale translokationer, der involverede BCL10 og MALT1, blev identificeret hos patienter med diffust stort B-celle lymfom og MALT lymfom (Shaffer, Young,& Staudt, 2012). Interessant nok bestemte introduktion af CARD11-punktmutationer fundet i lymfom i antigenaktiverede modne B-lymfocytter hos mus en omskifter fra selvantigen-induceret B-celledød til T-celleuafhængig proliferation, hvilket indikerer, at CARD11 også fungerer som en modulator for B-celletolerance (Jeelall et al., 2012).
for nylig er bialleliske tab af funktionsmutationer af CARD11 blevet identificeret hos patienter med kombineret immundefekt. Stepensky et al. har beskrevet et 13 måneder gammelt kvindeligt spædbarn, født af sammenhængende forældre, der præsenterede med tilbagevendende infektioner, herunder P. jiroveci lungebetændelse og progressiv panhypogammaglobulinæmi (Stepensky et al., 2013). Tilsvarende, Greil et al. rapporterede sagen om en 6 måneder gammel kvinde født af sammenhængende forældre, der præsenterede P. jiroveci lungebetændelse og agammaglobulinæmi (Greil et al., 2013). Begge patienter havde et normalt antal T-og B-lymfocytter i periferien med et polyklonalt TCR-repertoire og bevarede niveauer af TRECs og af kappa-receptorudskæringscirkler, hvilket indikerer, at generation af T-og B-lymfocytter ikke blev påvirket. Imidlertid var B-celler umodne med en øget andel af overgangsb-lymfocytter (Greil et al., 2013; Stepensky et al., 2013). Desuden udtrykte både na-kurvelymfocytter og overgangsb-lymfocytter lavere mængder af B-celleaktiverende faktorreceptor (BAFF-R) (Stepensky et al., 2013). I begge tilfælde blev signifikante abnormiteter identificeret i T-cellerummet. Især havde begge spædbørn markant nedsat antal cirkulerende Treg-celler. In vitro-proliferation af T-lymfocytter til opløselig anti-CD3 blev afskaffet. Stimulering af T-og B-lymfocytter med PMA og ionomycin resulterede i defekt IkBa-nedbrydning, reduceret P65-phosphorylering og nuklear translokation og nedsat cytokinproduktion sammenlignet med hvad der blev observeret i sunde kontroller. Desuden producerede T-lymfocytter aktiveret in vitro med PMA og ionomycin eller med opløseligt anti-CD3/CD28 reducerede mængder IL-2 og kunne ikke opregulere ekspression af ICO ‘ er, CD25 og OKS40. Tilsvarende førte stimulering af B-lymfocytter med anti-IgM til reduceret ekspression af CD25 og ICAM-1 sammenlignet med kontroller (Greil et al., 2013; Stepensky et al., 2013). Disse data var stærkt tegn på defekt NF-kB-aktivering. Vi afslørede bialleliske CARD11-mutationer hos begge patienter, især en nonsensmutation (945*) (Greil et al., 2013), og en sletning af ekson 21 (Stepensky et al., 2013). Introduktion af 945* – mutationen i CARD11-mangelfuld jpm50.6 Jurkat t-cellelinje resulterede i manglende evne til at aktivere NF-kB og markant defekt IL-2-produktion (Greil et al., 2013). Card11 – / – mus og umodulerede mus (bærer en hypomorf Card11-mutation), viser en lignende fænotype med selektiv defekt i NF-kB-aktivering, nedsat proliferation og nedsat cytokinproduktion som respons på TCR/BCR-stimulering, hypogammaglobulinæmi og dårlige antistofresponser på T-afhængige og T-uafhængige antigener (Hara et al., 2003; Jun et al., 2003). Samlet set identificerer disse observationer kimlinjetab af funktionsmutationer af CARD11 som en ny årsag til kombineret immundefekt med dysfunktionelle T-og B-lymfocytter.interessant nok har kimlinie heterosygøse gain-of-function mutationer i CARD11 også vist sig at forårsage t-og B-celle abnormiteter. Især sne et al. rapporterede fire patienter fra to familier, der præsenterede splenomegali og B-celle lymfocytose. Immunologiske undersøgelser afslørede øget antal polyklonale sene overgangsb-celler i periferien, forbedret B-celleproliferation in vitro som respons på IgM-stimulering og øget nuklear translokation af p65-protein i cirkulerende B-og T-lymfocytter (sne et al., 2012). Akkumuleringen af sene overgangsceller i periferien afspejlede ikke øget proliferation eller forbedret overlevelse og skyldtes sandsynligvis forhøjet output fra knoglemarven. Histologisk undersøgelse af lymfoide væv viste fremtrædende primære follikler med atrofiske germinale centre. Patienterne havde et reduceret antal cirkulerende hukommelse B-celler og kunne ikke montere antistofresponser på polysaccharidantigener. Desuden blev differentieringen af patienternes B-lymfocytter til plasmablaster in vitro svækket.
anvendelse af massivt parallel mRNA-sekventering tillod identifikation af en heterosygøs e127g-mutation af CARD11 hos berørte patienter fra den første familie. Introduktion af denne mutant i CARD11-mangelfuld JPM50.6 T-celler resulterede i konstitutiv aktivering af NF-kB. Den berørte patient fra den anden familie viste sig at bære en heterosygøs G116S CARD11-mutation, som tidligere var rapporteret at være en forstærkning af funktionen somatisk mutant i en DLBCL-tumor., 2008). På trods af den aktiverende karakter af CARD11-mutationerne viste patienternes T-lymfocytter defekt proliferation, reduceret ekspression af CD25 og CD69 og nedsat produktion af IL-2 som reaktion på stimulering med opløselig anti-CD3/CD28. Introduktion af e127g-mutanten i normale T-celler førte til øget CD69-ekspression og IL-2-produktion; når cellerne imidlertid blev stimuleret via CD3/CD28, producerede de signifikant mindre IL-2 og viste reduceret proliferation sammenlignet med kontroltransfektanter (sne et al., 2012). Disse data indikerer, at kimlinie heterosygous CARD11 gain-of-function mutationer forårsager konstitutiv NF-kB-signalering, der fremmer øget frigivelse af overgangs B-celler fra knoglemarven, selektiv udvidelse af overgangs-og Na-kursiv perifere B-celler, forbundet med manglende evne til at opretholde en hukommelse B-cellepool og induktion af T-celleanergi. Denne tilstand er også blevet omtalt som” B-celleudvidelse med NF-kB og T-celle anergy ” syndrom (sne et al., 2012). Alt i alt viser disse data, at både tab af funktion og forstærkning af funktionsmutationer af CARD11 forstyrrer t-cellefunktionen.
