3.8 niedobór CARD11
Caspase recruitment domain 11 (CARD11), znany również jako caspase recruitment domain membrane-associated guanylate kinase protein 1 (CARMA1) jest członkiem rodziny kinaz guanylowych związanych z błoną i działa jako białko rusztowania, które ułatwia tworzenie kompleksów Makromolekularnych, które integrują sygnalizację mediowaną przez TCR i BCR i promują aktywację kanalikowego szlak sygnałowy NF-kB (Bertin et al., 2001). Występuje głównie w tkankach krwiotwórczych i limfatycznych, takich jak śledziona, grasica i leukocyty obwodowe (Bertin i wsp., 2001). Po zaangażowaniu antygen-receptor i aktywacji PLC-γ, 4,5-bisfosforan fosfatydyloinozytolu (PIP2) przekształca się w 1,4,5-trisfosforan inozytolu (InsP3) i diacyloglicerol (dag). Ten ostatni aktywuje kinazę białkową C (PKC) – β w limfocytach B i PKC-θ w limfocytach T. PKC fosforyluje region łącznika CARD11 (Matsumoto et al., 2005; Sommer et al., 2005), indukując zmiany konformacyjne, które umożliwiają CARD11 kojarzenie się z chłoniakiem Limfocytowym B 10 (BCL10) i związanym z błoną śluzową chłoniakiem limfatycznym białkiem translokacyjnym 1 (MALT1) (McCully & Pomerantz, 2008). Kompleks CARD11–BCL10-MALT1 (CBM) rekrutuje białko czynnika martwicy nowotworu związanego z receptorem czynnika 6 (TRAF6), które aktywuje kompleks kinazy IkB (IKK), który fosforyluje inhibitor IkBa, powodując jego fosforylację i ubikwitynację. To uwalnia podjednostki NF-kB z IkBa. Dimery NF-kB mogą zatem translokować się do jądra i wiązać się z sekwencjami konsensusowymi genów docelowych, pośrednicząc w ich transkrypcji (Fig. 4.2). W szczególności CARD11 wiąże się z podjednostką regulacyjną IKK-γ (znaną również jako NF-kB essential modulator, NEMO) (Stilo et al., 2004) i moduluje jego poliubikwitynację po stymulacji antygenowo-receptorowej (Shambharkar et al., 2007). Ta modyfikacja jest niezbędna dla aktywności kinazy IKK (Shambharkar et al., 2007).
rola kompleksu CBM w funkcji immunologicznej i homeostazie została dodatkowo wykazana, gdy somatyczne mutacje wzmocnienia funkcji CARD11 i translokacje chromosomalne obejmujące bcl10 i MALT1 zostały zidentyfikowane u pacjentów z rozproszonym chłoniakiem z dużych limfocytów B i chłoniakiem słodowym (Shaffer, Young,& Staudt, 2012). Co ciekawe, wprowadzenie mutacji punktowych CARD11 znalezionych w chłoniaku do dojrzałych limfocytów B aktywowanych antygenem u myszy określiło przejście z indukowanej przez sam antygen śmierci limfocytów B na proliferację niezależną od komórek T, co wskazuje, że CARD11 działa również jako modulator tolerancji limfocytów B (Jeelall et al., 2012).
Ostatnio u pacjentów ze złożonym niedoborem odporności zidentyfikowano białkowe mutacje utraty funkcji CARD11. Stepensky et al. opisali 13-miesięczne niemowlę płci żeńskiej, urodzone przez rodziców spokrewnionych, u których występowały nawracające infekcje, w tym P. zapalenie płuc jiroveci i postępująca panhypogammaglobulinemia (Stepensky et al., 2013). Podobnie Greil et al. zgłoszono przypadek 6-miesięcznej samicy urodzonej przez spokrewnionych rodziców, u której stwierdzono zapalenie płuc P. jiroveci i agammaglobulinemię (Greil et al., 2013). Obaj pacjenci mieli prawidłową liczbę limfocytów T I B na obwodzie, z poliklonalnym repertuarem TCR i zachowanymi poziomami kręgów wycięć receptora TRECs i receptora kappa, co wskazuje, że wytwarzanie limfocytów T i B nie miało wpływu. Jednak komórki B były niedojrzałe, ze zwiększonym odsetkiem przejściowych limfocytów B(Greil i wsp ., 2013; Stepensky et al., 2013). Ponadto, zarówno wcześniej nieleczone, jak i przejściowe limfocyty B wykazywały mniejszą ekspresję receptora czynnika aktywującego komórki B (Baff-R) (Stepensky i wsp., 2013). W obu przypadkach stwierdzono istotne nieprawidłowości w przedziale limfocytów T. W szczególności u obu niemowląt stwierdzono znaczne zmniejszenie liczby krążących komórek Treg. In vitro zniesiono proliferację limfocytów T do rozpuszczalnego anty-CD3. Stymulacja limfocytów T i B PMA i jonomycyną powodowała wadliwą degradację IkBa, zmniejszoną fosforylację p65 i translokację jądrową oraz upośledzoną produkcję cytokin w porównaniu z obserwowanymi u zdrowych osób kontrolnych. Ponadto limfocyty T aktywowane in vitro PMA i jonomycyną lub rozpuszczalnym anty-CD3 / CD28 wytwarzały zmniejszone ilości IL-2 i nie regulowały ekspresji ICOS, CD25 i OX40. Podobnie, stymulacja limfocytów B anty-IgM doprowadziła do zmniejszenia ekspresji CD25 i ICAM-1 w porównaniu do kontroli (Greil i wsp ., 2013; Stepensky et al., 2013). Dane te wyraźnie wskazywały na wadliwą aktywację NF-kB. WES ujawnił bialleliczne mutacje CARD11 u obu pacjentów, w szczególności mutację nonsensowną (Q945*) (Greil i wsp., 2013) i usunięcie eksonu 21 (Stepensky et al., 2013). Wprowadzenie mutacji Q945* do linii limfocytów T Jpm50.6 Jurkat z niedoborem CARD11 spowodowało niezdolność do aktywacji NF-kB i znacznie wadliwą produkcję IL-2 (Greil et al., 2013). Myszy Card11 – / – i myszy niemodulowane (posiadające hipomorficzną mutację Card11)wykazują podobny fenotyp, z selektywną defektem aktywacji NF-kB, zmniejszoną proliferacją i upośledzoną produkcją cytokin w odpowiedzi na stymulację TCR / BCR, hipogammaglobulinemią i słabą odpowiedzią przeciwciał na antygeny zależne i niezależne od T (Hara i in., 2003; Jun et al., 2003). Ogólnie rzecz biorąc, obserwacje te identyfikują mutacje utraty funkcji linii germinalnej CARD11 jako nową przyczynę złożonego niedoboru odporności z dysfunkcyjnymi limfocytami T I B.
Co ciekawe, heterozygotyczne mutacje germinalne w komórkach CARD11 również powodują nieprawidłowości w komórkach T I B. W szczególności Snow et al. zgłoszono czterech pacjentów z dwóch rodzin, u których stwierdzono powiększenie śledziony i limfocytozę limfocytów B. Badania immunologiczne wykazały zwiększoną liczbę poliklonalnych późno przejściowych komórek B na obwodzie, zwiększoną proliferację komórek B in vitro w odpowiedzi na stymulację IgM i zwiększoną translokację jądrową białka p65 w krążących limfocytach B I T (Snow i in., 2012). Nagromadzenie późno-przejściowych komórek B na obwodzie nie odzwierciedlało zwiększonej proliferacji ani zwiększonego przeżycia i było prawdopodobnie spowodowane zwiększoną wydajnością ze szpiku kostnego. Badanie histologiczne tkanek limfatycznych wykazało widoczne pęcherzyki pierwotne, z zanikowymi ośrodkami germinalnymi. U pacjentów występowała zmniejszona liczba limfocytów B pamięci krążącej i nie udało się uzyskać odpowiedzi przeciwciał na antygeny polisacharydowe. Ponadto różnicowanie limfocytów B w plazmablasty in vitro było zaburzone.
zastosowanie masowo równoległego sekwencjonowania mRNA pozwoliło na identyfikację heterozygotycznej mutacji E127G CARD11 u chorych z pierwszej rodziny. Wprowadzenie tego mutanta do komórek T z niedoborem CARD11 jpm50.6 spowodowało konstytutywną aktywację NF-kB. Stwierdzono, że chory pacjent z drugiej rodziny nosi heterozygotyczną mutację G116S CARD11, która wcześniej była zgłaszana jako mutant somatyczny gain-of-function w guzie DLBCL (Lenz i wsp ., 2008). Pomimo aktywującego charakteru mutacji CARD11, limfocyty T pacjentów wykazywały wadliwą proliferację, zmniejszoną ekspresję CD25 i CD69 oraz upośledzoną produkcję IL-2 w odpowiedzi na stymulację rozpuszczalnym anty-CD3/CD28. Wprowadzenie mutanta e127g do normalnych komórek T doprowadziło do zwiększonej ekspresji CD69 i produkcji IL-2; jednak gdy komórki były stymulowane przez CD3/CD28, wytwarzały znacznie mniej IL-2 i wykazywały zmniejszoną proliferację w porównaniu z kontrolnymi transfektantami (Snow et al., 2012). Dane te wskazują, że heterozygotyczne mutacje wzmocnienia funkcji linii germinalnej CARD11 powodują konstytutywną sygnalizację NF-kB, która sprzyja zwiększonemu uwalnianiu przejściowych komórek B ze szpiku kostnego, selektywnej ekspansji przejściowych i naiwnych obwodowych komórek B, związaną z niezdolnością do utrzymania puli komórek B pamięci i indukcją anergii komórek T. Warunek ten został również określony jako” ekspansji komórek B z NF-kB i T anergy komórek ” syndrome (Snow et al., 2012). Ogólnie rzecz biorąc, dane te wykazują, że zarówno mutacje utraty funkcji, jak i wzmocnienia funkcji CARD11 zakłócają funkcję limfocytów T.
