3.8 CARD11 deficiëntie
caspase recruitment domain 11 (CARD11), ook bekend als caspase recruitment domain membraangeassocieerde guanylaatkinase protein 1 (CARMA1) is een lid van een familie van membraangeassocieerde guanylaatkinasen, en werkt als een steigerproteïne dat de vorming van macromoleculaire complexen vergemakkelijkt die TCR-en BCR – gemedieerde signalering integreren en de activering van het canonieke NF-kB signaalweg (Bertin et al., 2001). Het wordt voornamelijk uitgedrukt in hematopoëtische en lymfoïde weefsels, zoals milt, thymus en perifere leukocyten (Bertin et al., 2001). Na betrokkenheid van de antigen-receptor en activering van PLC-γ wordt fosfatidylinositol 4,5-bisfosfaat (PIP2) omgezet in inositol 1,4,5-trisfosfaat (InsP3) en diacylglycerol (DAG). Deze laatste activeert eiwitkinase C (PKC)-β in B-lymfocyten en PKC-θ in T-lymfocyten. PKC fosforylaten de linker regio van CARD11 (Matsumoto et al., 2005; Sommer et al., 2005), inducerende conformationele veranderingen die CARD11 in staat stellen zich te associëren met B-cellymfoom 10 (BCL10) en mucosa-geassocieerd lymphoid tissue lymphoom translocation protein 1 (MALT1) (McCully & Pomerantz, 2008). Het CARD11-BCL10-MALT1 (CBM) complex werft het tumor necrosis factor receptor-associated factor 6 (TRAF6) eiwit aan, dat het IKB kinase (IKK) complex activeert dat de remmer ikba fosforyleert, wat resulteert in zijn fosforylatie en ubiquitinatie. Dit geeft subeenheden van NF-kB vrij van IkBa. De dimeren van NF-kB kunnen aldus aan de kern transloceren en aan consensusopeenvolgingen van doelgenen binden daardoor bemiddelen hun transcriptie (Fig. 4.2). In het bijzonder, CARD11 bindt aan de regelgevende subeenheid IKK-γ (ook bekend als NF-kB essentiële modulator, NEMO) (Stilo et al., 2004) en moduleert zijn polyubiquitinatie na stimulatie van de antigen-receptor (Shambharkar et al., 2007). Deze wijziging is essentieel voor IKK kinase activiteit (Shambharkar et al., 2007).
een rol voor het CBM-complex in immuunfunctie en homeostase werd verder aangetoond wanneer somatische gain-of-function mutaties van CARD11 en chromosomale translocaties waarbij BCL10 en MALT1 betrokken waren, werden geïdentificeerd bij patiënten met diffuus grootcellig B-cellymfoom en MALT-lymfoom (Shaffer, Young, & Staudt, 2012). Interessant is dat de introductie van CARD11-puntmutaties gevonden in lymfoom in antigeen-geactiveerde volwassen B-lymfocyten in muizen een omschakeling van zelf-antigeen-geïnduceerde B-celdood naar t-celonafhankelijke proliferatie bepaalde, wat erop wijst dat CARD11 ook werkt als een modulator van B-celtolerantie (Jeelall et al., 2012).
recenter zijn biallelische functieverliesmutaties van CARD11 geïdentificeerd bij patiënten met gecombineerde immunodeficiëntie. Stepensky et al. hebben beschreven een 13 maanden oude vrouwelijke zuigeling, geboren uit bloedverwantschap ouders, die gepresenteerd met terugkerende infecties, waaronder P. jiroveci pneumonie, en progressieve panhypogammaglobulinemie (Stepensky et al., 2013). Ook Greil et al. rapporteerde het geval van een 6 maanden oude vrouw geboren uit bloedverwantschap ouders, die gepresenteerd met P. jiroveci pneumonie, en agammaglobulinemie (Greil et al., 2013). Beide patiënten hadden een normaal aantal T-en B-lymfocyten in de periferie, met een polyklonaal TCR-repertoire en behouden niveaus van TREC ‘ s en van Kappa-receptor excisie Cirkels, wat erop wijst dat de aanmaak van T-en B-lymfocyten niet werd beïnvloed. Echter, B-cellen waren onvolwassen, met een verhoogd aandeel van de Overgangsblymfocyten (Greil et al., 2013; Stepensky et al., 2013). Bovendien vertoonden zowel naïeve als overgangslymfocyten lagere hoeveelheden B-celactiverende factorreceptor (BAFF-R) (Stepensky et al., 2013). In beide gevallen werden significante afwijkingen vastgesteld in het T-celcompartiment. In het bijzonder, hadden beide zuigelingen duidelijk verminderd aantal circulerende cellen Treg. In vitro proliferatie van T-lymfocyten tot oplosbaar anti-CD3 werd afgeschaft. Stimulatie van T-en B-lymfocyten met PMA en ionomycine resulteerde in een gebrekkige degradatie van ikba, verminderde P65-fosforylering en nucleaire translocatie en verminderde cytokineproductie in vergelijking met wat werd waargenomen bij gezonde controles. Bovendien produceerden T-lymfocyten die in vitro met PMA en ionomycine of met oplosbaar anti-CD3/CD28 werden geactiveerd, verminderde hoeveelheden IL-2 en slaagden ze er niet in om de expressie van ICOS, CD25 en OX40 op te heffen. Evenzo leidde stimulatie van B-lymfocyten met anti-IgM tot verminderde expressie van CD25 en ICAM – 1 in vergelijking met controles (Greil et al., 2013; Stepensky et al., 2013). Deze gegevens waren sterk indicatief voor defecte NF-kB activering. WES onthulde biallelische CARD11 mutaties in beide patiënten, in het bijzonder een nonsense mutatie (Q945*) (Greil et al., 2013), en een schrapping van exon 21 (Stepensky et al., 2013). Introductie van de q945 * mutatie in CARD11-deficiënte Jpm50. 6 Jurkat t cellijn resulteerde in onvermogen om NF-kB te activeren en duidelijk defecte IL-2 productie (Greil et al., 2013). Card11 – / – muizen en niet-gemoduleerde muizen (die een hypomorfe card11-mutatie dragen) vertonen een vergelijkbaar fenotype, met selectief defect in NF-kB-activering, verminderde proliferatie en verminderde cytokineproductie als reactie op TCR/BCR-stimulatie, hypogammaglobulinemie en slechte antilichaamrespons op t-afhankelijke en T-onafhankelijke antigenen (Hara et al., 2003; Jun et al., 2003). Over het geheel genomen identificeren deze waarnemingen germline loss-of-function mutaties van CARD11 als een nieuwe oorzaak van gecombineerde immunodeficiëntie met disfunctionele T-en B-lymfocyten.
interessant is dat kiemline heterozygote gain-of-function mutaties in CARD11 ook T-en B-celafwijkingen veroorzaken. In het bijzonder, Snow et al. gemeld vier patiënten uit twee families, die zich presenteerden met splenomegalie en B-cellymfocytose. Immunologische onderzoeken toonden een verhoogd aantal polyclonal late transitional B-cellen in de periferie aan, verhoogde B-celproliferatie in vitro als reactie op IgM-stimulatie, en verhoogde nucleaire translocatie van P65-eiwit in circulerende B-en T-lymfocyten (Snow et al., 2012). De accumulatie van late overgangscellen in de periferie weerspiegelde geen verhoogde proliferatie of verbeterde overleving en was waarschijnlijk te wijten aan een verhoogde output van het beenmerg. Histologisch onderzoek van lymfoïde weefsels toonde prominente primaire follikels, met atrofische germinale centra. De patiënten hadden een verminderd aantal circulerende geheugen-B-cellen en slaagden er niet in antilichaamresponsen op polysaccharide-antigenen op te zetten. Bovendien was de differentiatie van de B-lymfocyten van de patiënten in plasmablasten in vitro verminderd.
het gebruik van massaal parallelle mRNA-sequencing maakte identificatie van een heterozygote e127g-mutatie van CARD11 mogelijk bij de getroffen patiënten uit de eerste familie. Introductie van deze mutant in CARD11-deficiënte jpm50.6 T cellen resulteerde in constitutieve activering van NF-kB. De getroffen patiënt uit de tweede familie bleek een heterozygote g116s CARD11 mutatie te dragen, die eerder was gemeld als een gain-of-function somatische mutant in een DLBCL tumor (Lenz et al., 2008). Ondanks het activerende karakter van de CARD11-mutaties vertoonden de T-lymfocyten van de patiënten een gebrekkige proliferatie, verminderde expressie van CD25 en CD69 en verminderde productie van IL-2 als reactie op stimulatie met oplosbaar anti-CD3/CD28. Introductie van de e127g mutant in normale T-cellen leidde tot verhoogde CD69 expressie en IL – 2 productie; echter, wanneer de cellen werden gestimuleerd via CD3 / CD28, produceerden ze significant minder IL-2 en toonden een verminderde proliferatie in vergelijking met controle transfectanten (Snow et al., 2012). Deze gegevens wijzen erop dat kiemlijn heterozygote card11 gain-of-function mutaties constitutieve NF-kB signalering veroorzaken die een verhoogde afgifte van overgangscellen van B uit het beenmerg bevordert, selectieve uitbreiding van overgangscellen en naïeve perifere B-cellen, geassocieerd met het onvermogen om een geheugencelpool van B-cellen te behouden en inductie van t-celanergie. Deze voorwaarde is ook bedoeld als” de celuitbreiding van B met NF-kB en T cel anergy ” syndroom (sneeuw et al., 2012). Al met al tonen deze gegevens aan dat zowel verlies-van-functie-als gain-van-functiemutaties van CARD11 interfereren met de T-celfunctie.
