La reacción Inflamatoria: Conceptos Básicos Es la respuesta del organismo al daño físico, químico o biológico Es generalmente beneficiosa Evoluciona hacia la destrucción del agente nocivo y la reparación del tejido Se produce por mecanismos redundantes

Análisis Molecular de la Reacción Inflamatoria Mecanismos de trasducción de señales: movilización de iones, activación de kinasas, etc. Expresión de genes Enzimas de los sistemas de activación, de la cascada de de señalización intracelular y de la biosíntesis de mediadores químicos Interacciones moleculares: citoquinas, lípidos, móleculas de adhesión, etc.

Componentes de la respuesta inflamatoria Plasma: Aporta los anticuerpos y las proteínas de los sistemas de activación Endotelio: Secreta autacoides y facilita la migración celular por expresión de moleculas de adhesión Células sanguíneas Células del tejido conectivo

Sistemas de Activación Sistema de la Coagulación: Bloquea los Vasos Eferentes del Foco Inflamatorio Sistema Fibrinolítico: Permeabiliza los Vasos Ocluidos cuando no se Precisa Sistema de las Quininas: Amplía la Luz Vascular y Contrae el Músculo Liso Sistema del Complemento: destruye Patógenos y Células Infectadas Secuencia definida Inactivación rápida Amplificación Propiedades comunes:

Mediadores (Autacoides) de la Reacción Inflamatoria Son moléculas responsables de la comunicación ce lular Se liberan de células y actúan sobre otras células a través de receptores específicos Actúan en un entorno local intermedio entre el de las hormonas y el de los neurotransmisores Tienen un mecanismo de acción redundante

Clasificación de los mediadores químicos de la reacción inflamatoria Polipéptidos: Anafilatoxinas, citocinas, factores de crecimiento polipeptídicos (EGF, TGF, PDGF), angiotensina II ? Lípidos: eicosanoides, factor activador de las plaquetas, ácido lisofosfatídico y esfingosina 1-P Moléculas de pequeño tamaño: aminas vasoactivas, NO

Respuestas celulares producidas por la ocupación de los receptores de mediadores inflamatorios Citoplásmicas: Degranulación, adherencia, contracción, cambio de forma Nucleares: cambios fenotípicos, proliferación, apoptosis

Different types of cell signaling Endocrine: Secreted products carried in bloodstream to receiving cells Paracrine: Secreted products act localy Autocrine: Secreted product feeds back to secreting cell, which has receptors Juxtacrine: Product is localized to the membrane (not secreted), cells must be in close contact for effect to occur

Ejemplo de señalización yuxtacrina que por inadecuada puede producir daño tisular

COX 1 & 2 are involved in autocrine and paracrine ways of signaling involving G-protein coupled receptors and PPRAa, b & g Inducible by cytokines through C/EBP-NF-IL-6, CRE, NF-kB, & SP1 sites COX-2 Paracrine AA PG PG COX-1 Constitutive AA PG Autocrine Autocrine Epithelial cell PG Neighbour Cell

Redundancy Pleiotropy Several agonists elicit the same effect on the same target. Pleiotropy An agonist acts on several targets and elicits several effects. Redundancy and pleiotropy are usual in chemical signaling, but there are differences between the systems Whereas this is a general event in immune and inflammatory reactions, this is not always the case in the endocrine system

Chemoattractant receptors Gi and Gq proteins Subfamilies Rho, ARF ras/Raf-1 Choline- glycerophospholipids PI 4,5-P2 PI 3-kinase PLC PLD cPLA2 PA + Choline Arachidonic + Lyso-PAF acid PI 3,4,5-P3 IP3 + DAG Acetyl-CoA COX-1& COX-2 5-Lipoxygenase Leukotrienes & PGE2 PAF

PKC-dependent & independendent G-protein coupled receptors PKC-dependent & independendent Mechanisms Ca2+ ras/Raf-1 MKKK MEK1-2 MKKs) MAPK/ERK JNK, p38 cPLA2 PAF, LTB4

Fc g RIIIa RIa RIIa a g a b g a Representación de los receptores de IgG (FcR) con motivos ITAM y de sus subunidades constitutivas Fc g RIIIa I T A M - s RIa RIIa a g 2 a b g 2 a

Extracellular space Cytoplasm Nucleus src-family PTKs kB-sites NF-k B FcgR cross-linking Extracellular space Cytoplasm src-family PTKs ITAM ITAM Y -P P- Y Y -P Lyn Syk P- Y Downstream Effectors Nucleus kB-sites PI 3-kinase PLCg1 ras/Raf-1 MAP kinase NF-k B NO synthase COX-2 Chemokines’ mRNA Rac-2 TCF/Elk1 NADPH oxidase cPLA2 TCF/Elk1 sites c-fos mRNA

La señalización del interferon-g es única a través del sistema JAK-STAT

La cascada de las MAP-kinasas O PKC Stress Growth Factors NH2 OCH3 MEKK MKKK O MEK(s) MKK (s) PD-098059 SB-203580 p42, p44 Isoformas de MAP kinasas JNK p38 MAPK/ERK Proteinas nucleares Sustratos de MAP kinasas EGF-R cPLA2

Central events in the regulation of signal transduction Enzyme activation by interaction with cofactors and covalent changes, e.g., phosphorylation Organization of enzymic complexes with nonenzymatic adaptors, scaffolds and anchor proteins

Formation of signaling complexes accounts for specificity Allows physical interaction between components of particular signaling pathways Assembly of anchor or scaffold proteins allows the localization of their binding partners to specific subcellular components or to specific substrates

JIP-1 Examples of scaffold proteins and signaling complexes in mammalian cells JIP-1 (JNK interacting protein 1) MP1 (MEK partner 1) HPK IkB kinase signalsome complexes contain IkB kinase a and b and in some cases other proteins as MEKK1, IKK-associated protein 1, and Tax MLK MKK7 JIP-1 HPK, hematopoietic progenitor kinase 1 JNK MLK, mixed lineage kinase Whitmarsh et al., Science, 281,1671,1998

Scaffold proteins ensure precise regulation of signaling cascades Scaffold proteins colocalize succesive members of of the MAP kinase cascade Scaffold proteins insulate the MAP kinase cascade to prevent cross-talk with functionally unrelated members of other MAP kinase signaling modules

Nos hemos encontrado reiteradamente con una serie de elementos funcionales que intervienen reiteradamente en la respuesta celular a los agonistas proinflamatorios Hoy hemos analizado la cascada de MAP kinasas. En los próximos días veremos moléculas de naturaleza lipídica y el sistema del factor nuclear NF-kB