3.8 CARD11-brist
Caspase recruitment domain 11 (CARD11), även känd som caspase recruitment domain membranassocierad guanylatkinasprotein 1 (CARMA1) är medlem i en familj av membranassocierade guanylatkinaser, och fungerar som ett ställningsprotein som underlättar bildandet av makromolekylära komplex som integrerar TCR-och BCR – medierad signalering och främjar aktivering av den aktiva substansen kanonisk NF-kB-signalväg (Bertin et al., 2001). Det uttrycks huvudsakligen i hematopoietiska och lymfoida vävnader, såsom mjälte, tymus och perifera leukocyter (Bertin et al., 2001). Efter antigen-receptorengagemang och aktivering av PLC-sackios omvandlas fosfatidylinositol 4,5-bisfosfat (PIP2) till inositol 1,4,5-trisfosfat (InsP3) och diacylglycerol (DAG). Den senare aktiverar proteinkinas C (PKC)-cu i B-lymfocyter och PKC-cu i T-lymfocyter. PKC fosforylerar länkregionen för CARD11 (Matsumoto et al., 2005; Sommer et al., 2005), inducerande konformationsförändringar som gör det möjligt för CARD11 att associera med B-celllymfom 10 (BCL10) och slemhinneassocierat lymfoidvävnadslymfomtranslokationsprotein 1 (MALT1) (McCully & Pomerantz, 2008). CARD11-BCL10-MALT1 (CBM)-komplexet rekryterar tumörnekrosfaktorreceptorassocierad faktor 6 (TRAF6) protein, som aktiverar IkB-Kinas (IKK) – komplexet som fosforylerar hämmaren IkBa, vilket resulterar i dess fosforylering och ubiquitination. Detta släpper underenheter av NF-kB från IkBa. NF-kB-dimerer kan således translokera till kärnan och binda till konsensussekvenser av målgener och därigenom förmedla deras transkription (Fig. 4.2). I synnerhet binder CARD11 till den regulatoriska underenheten IKK-Xiaomi (även känd som NF-kB essential modulator, NEMO) (Stilo et al., 2004) och modulerar dess polyubiquitination efter antigenreceptorstimulering (Shambharkar et al., 2007). Denna modifiering är väsentlig för IKK-kinasaktivitet (Shambharkar et al., 2007).
en roll för CBM-komplexet i immunfunktion och homeostas demonstrerades vidare när somatiska förstärkningsfunktionsmutationer av CARD11 och kromosomala translokationer som involverade BCL10 och MALT1 identifierades hos patienter med diffus stor B-cellslymfom och MALT lymfom (Shaffer, Young, & Staudt, 2012). Intressant nog bestämde införandet av CARD11-punktmutationer som hittades i lymfom i antigenaktiverade mogna B-lymfocyter hos möss en övergång från självantigeninducerad B-celldöd till T-celloberoende proliferation, vilket indikerar att CARD11 också fungerar som en modulator för B-celltolerans (Jeelall et al., 2012).
På senare tid har bialleliska funktionsförlustmutationer av CARD11 identifierats hos patienter med kombinerad immunbrist. Stepensky et al. har beskrivit en 13 månader gammal kvinnlig spädbarn, född till blodsförvanter föräldrar, som presenteras med återkommande infektioner, inklusive P. jiroveci lunginflammation och progressiv panhypogammaglobulinemi (Stepensky et al., 2013). Liknande, Greil et al. rapporterade fallet med en 6 månader gammal kvinna född till konsanguineous föräldrar, som presenterade P. jiroveci lunginflammation och agammaglobulinemi (Greil et al., 2013). Båda patienterna hade ett normalt antal T-och B-lymfocyter i periferin, med en polyklonal TCR-repertoar och bevarade nivåer av trecs och kappa-receptor excision cirklar, vilket indikerar att generering av T-och B-lymfocyter inte påverkades. B-celler var emellertid omogna, med en ökad andel övergångsb-lymfocyter (Greil et al., 2013; Stepensky et al., 2013). Dessutom uttryckte både Na-och övergångsb-lymfocyter lägre mängder B-cellaktiverande faktorreceptor (BAFF-R) (Stepensky et al., 2013). I båda fallen identifierades signifikanta avvikelser i t-cellfacket. I synnerhet hade båda spädbarnen markant minskat antal cirkulerande Treg-celler. In vitro-proliferation av T-lymfocyter till löslig anti-CD3 avskaffades. Stimulering av T-och B-lymfocyter med PMA och jonomycin resulterade i defekt ikba-nedbrytning, minskad P65-fosforylering och nukleär translokation och försämrad cytokinproduktion jämfört med vad som observerades vid friska kontroller. Dessutom producerade T-lymfocyter aktiverade in vitro med PMA och jonomycin, eller med löslig anti-CD3/CD28, reducerade mängder IL-2 och misslyckades med att uppreglera uttrycket av ICOS, CD25 och OX40. På liknande sätt ledde stimulering av B-lymfocyter med anti-IgM till reducerat uttryck av CD25 och ICAM-1 jämfört med kontroller (Greil et al., 2013; Stepensky et al., 2013). Dessa data tyder starkt på defekt NF-kB-aktivering. WES avslöjade bialleliska CARD11-mutationer hos båda patienterna, särskilt en nonsensmutation (Q945*) (Greil et al., 2013), och en radering av exon 21 (Stepensky et al., 2013). Introduktion av q945 * – mutationen i CARD11-bristfällig JPM50.6 Jurkat T-cellinje resulterade i oförmåga att aktivera NF-kB och markant defekt IL-2-produktion (Greil et al., 2013). Card11 – / – Möss och omodulerade möss (som bär en hypomorf Card11-mutation), visar en liknande fenotyp, med selektiv defekt i NF-kB-aktivering, minskad proliferation och nedsatt cytokinproduktion som svar på TCR/BCR-stimulering, hypogammaglobulinemi och dåliga antikroppssvar på T-beroende och T-oberoende antigener (Hara et al., 2003; Jun et al., 2003). Sammantaget identifierar dessa observationer germline förlust av funktionsmutationer av CARD11 som en ny orsak till kombinerad immunbrist med dysfunktionella T-och B-lymfocyter.
intressant nog har heterozygot gain-of-function mutationer i CARD11 också visat sig orsaka t-och B-cellavvikelser. I synnerhet Snow et al. rapporterade fyra patienter från två familjer, som presenterade splenomegali och B-cell lymfocytos. Immunologiska undersökningar avslöjade ökat antal polyklonala sena övergångsb-celler i periferin, förbättrad B-cellproliferation in vitro som svar på IgM-stimulering och ökad nukleär translokation av P65-protein i cirkulerande B-och T-lymfocyter (Snow et al., 2012). Ackumuleringen av sena övergångsb-celler i periferin återspeglade inte ökad proliferation eller förbättrad överlevnad och berodde troligen på förhöjd produktion från benmärgen. Histologisk undersökning av lymfoida vävnader visade framträdande primära folliklar, med atrofiska germinala centra. Patienterna hade ett minskat antal cirkulerande minne B-celler och misslyckades med att montera antikroppssvar på polysackaridantigener. Dessutom försämrades differentieringen av patienternas B-lymfocyter till plasmablaster in vitro.
användning av massivt parallell mRNA-sekvensering möjliggjorde identifiering av en heterozygot e127g-mutation av CARD11 hos drabbade patienter från den första familjen. Introduktion av denna mutant i CARD11-bristfälliga JPM50.6 T-celler resulterade i konstitutiv aktivering av NF-kB. Den drabbade patienten från den andra familjen befanns ha en heterozygot g116s CARD11-mutation, som tidigare rapporterats vara en somatisk mutant i en DLBCL-tumör (Lenz et al., 2008). Trots den aktiverande karaktären hos CARD11-mutationerna visade patienternas T-lymfocyter defekt proliferation, minskat uttryck av CD25 och CD69 och nedsatt produktion av IL-2 som svar på stimulering med löslig anti-CD3/CD28. Introduktion av e127g-mutanten i normala T-celler ledde till ökat CD69-uttryck och IL-2-produktion; men när cellerna stimulerades via CD3/CD28 producerade de signifikant mindre IL-2 och visade minskad proliferation jämfört med kontrolltransfektanter (Snow et al., 2012). Dessa data indikerar att heterozygota card11 gain-of-function-mutationer orsakar konstitutiv NF-kB-signalering som främjar ökad frisättning av övergångsb-celler från benmärgen, selektiv expansion av övergångs-och Na-perifera B-celler, associerad med oförmåga att upprätthålla en minne B-cellpool och induktion av T-cellanergi. Detta tillstånd har också kallats” B-cellutvidgning med NF-kB och T-cellanergi ” syndrom (Snow et al., 2012). Sammantaget visar dessa data att både förlust av funktion och förstärkning av funktionsmutationer av CARD11 stör T-cellfunktionen.
