Los complejos triptasa-heparina de los mastocitos humanos y de ratón impiden la generación de fibrina y la coagulación del plasma inducida por la trombina mediante la destrucción proteolítica del fibrinógeno
- Autores: Alicia Prieto García
- Directores de la Tesis: Richard L. Stevens (dir. tes.), Jose Manuel Zubeidia Ortuño (dir. tes.)
- Lectura: En la Universidad Autónoma de Madrid ( España ) en 2013
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Francisco Arnalich Fernández (presid.), Francisco Javier Barbado Hernández (secret.), María Simarro Grande (voc.), María Concepción Castells Guitart (voc.), Luis Escribano Mora (voc.)
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- Tesis en acceso abierto en: Biblos-e Archivo
- Resumen
Los mastocitos son células del sistema inmune con una propiedad característica: la presencia en su citoplasma de un gran número de gránulos secretores electrodensos, que contienen mediadores preformados como la histamina y diversas peptidasas. Estas últimas se dividen funcionalmente en endopeptidasas (quimasas y triptasas) y exopeptidasas (principalmente carboxipeptidasa A3 y dipeptidilpeptidasa I), siendo las triptasas el componente mayoritario, en las que se centra la atención de este trabajo.
Los mastocitos son principalmente conocidos como las células efectoras de las reacciones alérgicas mediadas por la IgE y de la anafilaxia, a través de la liberación de multitud de mediadores pro-inflamatorios. Sin embargo, su persistencia a lo largo de más de 500 millones de años en la evolución, sugiere un papel crítico de estas células en la supervivencia. Así se ha demostrado su papel beneficioso en la defensa frente a bacterias, virus y parásitos. Además juegan un papel fundamental en la inmunidad innata, en la inmunidad adquirida y en la inflamación.
Las triptasas se utilizan clínica y experimentalmente como biomarcadores de anafilaxia, ya que son altamente específicas de mastocitos y basófilos y son liberadas en respuesta a estímulos activadores de estas células. Pero su función y su mecanismo de acción a nivel molecular no se conocen, debido a que no se ha identificado ninguna proteína que sea diana preferente de estas proteasas en humanos.
Los genes de humanos y ratones TPSAB1 y TPSB2 codifican las triptasas. En los ratones, estos genes codifican las proteasas de mastocitos de ratón mMCP -6 y mMCP- 7. Los correspondientes genes humanos codifican una familia de proteasas de tipo serina, enzimáticamente activas, que colectivamente se denominan triptasa humana-ß y que se encuentran elevadas en sangre periférica durante la anafilaxia y las reacciones de hipersensibilidad. La triptasa de tipo ¿, sin actividad enzimá tica, se almacena también en los gránulos secretores y se libera de forma constitutiva en sangre periférica, reflejando la carga mastocitoria corporal. Su aumento es diagnóstico de mastocitosis sistémica, enfermedad rara en la que se produce una hiperplasia y un acúmulo anormal de mastocitos en diversos tejidos.
Las triptasas se encuentran almacenadas en los gránulos secretores de los mastocitos formando tetrámeros unidos iónicamente a proteoglicanos serina-glicina que contienen heparina. El sitio activo de cada monómero mira al interior, hacia el poro central de la estructura en forma de rosco, explicando así en términos estructurales por qué pocas proteínas son accesibles a la triptasa. La presencia de los proteoglicanos asociados da estabilidad a esta estructura y ayuda a restringir sus especificidades de substrato. Esta estructura espacial también las hace inaccesibles a los inhibidores de proteasas presentes en la sangre, de manera que no se ha identificado ningún inhibidor de proteasas capaz de inactivarlas.
La capacidad para formar fibrina cuando la piel o una superficie mucosa se dañan, es esencial para evitar la pérdida de sangre y la entrada de patógenos en el organismo.
Sin embargo, la formación de depósitos de fibrina y de coágulos de fibrina y plaquetas intravasculares y en los tejidos, puede tener consecuencias fatales. El fibrinógeno es un componente principal del fluido del edema que se acumula en los tejidos cuando los mastocitos degranulan. Sin embargo, en estos tejidos con edema no se observan depósitos de fibrina. Los mastocitos de la piel de ratones y humanos tienen en sus gránulos proteoglicanos serina-glicina que contienen cadenas de heparina. Por eso, se ha propuesto que el factor anticoagulante relevante liberado de los mastocitos activados es la heparina, que impediría la formación de fibrina evitando la generación de trombina dependiente del Factor Xa, así como potenciando la inactivación de la trombina dependiente de la serpina C1.
Previamente se ha demostrado que la cadena ¿ del fibrinógeno es un substrato preferencial de la triptasa de ratón mMCP-7 in vitro e in vivo. En este trabajo se muestra que el fibrinógeno humano y de ratón son también altamente susceptibles a ser degradados por los complejos recombinantes triptasa humana-ß¿ y mMCP-6¿heparina, así como por los complejos naturales mMCP-6¿proteoglicanos serina-glicina, y que estos complejos rompen de forma preferente la proteína en la localización Lys575 del extremo C-terminal de la cadena ¿. Se muestra también el efecto anticoagulante in vitro de los complejos triptasa¿heparina sobre muestras de plasma humano, prolongando el tiempo de coagulación dependiente de la trombina. Esta acción anticoagulante es muy superior a la mostrada por la heparina por sí sola. Como los mastocitos de la piel de los ratones acumulan cantidades importantes de complejos mMCP-6¿heparina en sus gránulos secretores, se indujo una reacción de anafilaxia cutánea pasiva (ACP) en la piel de ratones mMCP-6+/mMCP-7- C57BL/6 y de ratones manipulados genéticamente que no expresan triptasas mMCP-6-/mMCP-7- C57BL/6. De acuerdo con los datos previos obtenidos in vitro, se encontró un aumento marcado en los depósitos de fibrina en la piel de los ratones que no expresan triptasa mMCP-6, 1 y 6 horas después de administrar el antígeno relevante a los ratones previamente sensibilizados.
La triptasa mMCP-6 tiene por tanto un papel fundamental en prevenir la acumulación de depósitos de fibrina en los tejidos, cuando los mastocitos de la piel de los ratones B6 degranulan en la reacción de ACP. El hecho de que las cadenas ¿ del fibrinógeno de ratón y del fibrinógeno humano se rompan de forma similar por los complejos recombinantes triptasa humana-ß¿heparina a pH neutro, sugiere que los datos obtenidos in vivo en los ratones, reflejan lo que ocurre en humanos en los tejidos con edema tras la activación mastocitaria. El hallazgo de que la triptasa humana y de ratón destruyen el fibrinógeno antes de que esta proteína circulante pueda ser convertida en fibrina por acción de la trombina, cambia el paradigma de cómo los mastocitos impiden la coagulación y la formación de depósitos de fibrina en los tejidos.
Dadas las consecuencia adversas que tendría el depósito de fibrina en los tejidos, estos datos explican por qué los ratones y los humanos carecen de un inhibidor de proteasa circulante que inactive rápidamente las triptasas de los mastocitos, por qué los mamíferos poseen dos genes que codifican estas proteasas capaces de degradar el fibrinógeno y por qué no se ha identificado ningún humano carente de triptasa-ß.
