Perforina

Perforina immunitate-sisteman parte hartzen duen proteina bat da.^[1] Bere funtzio nagusia organismoarentzat arriskutsuak diren zelulak hiltzea da.^[2] Bi linfozito motek sintetizatu eta jariatzen dute: T linfozito zitotoxikoek eta NK (Natural Killer) linfozitoek. Proteina hau 10. kromosomako q22 eskualdean dagoen geneak kodetzen du, eta antzekotasun nabarmenak ditu mintzaren eraso-konplexua (MAC) eratzen duten proteinekin; sistema osagarriaren azken bideetako bat da, zeinaren emaitza zelulen lisia den.^[3] Perforina immunitate-sistemaren erregulazioan parte hartzen duten molekulen multzoaren barruan kokatzen da, beste entzima batzuekin batera. Zehazki, MACPF (Membrane Attack Complex/Perforin) proteinen familiakoa da, hau da, mintzean poroak eratzeko gaitasuna duten proteinen multzokoa.^[4]

Egitura aldetik, poroa sortu aurretik perforinak egitura globularra du, obalatua eta pixka bat irregularra, 60-80 Å inguruko diametroarekin. Bere gainazalean eremu hidrofiliko ugari daude, eta barrualdea trinkotua eta tolestuta agertzen da.^[5]

Hala ere, poroa sortu ondoren, proteinaren egituran aldaketa nababarmena gertatzen da: egitura zirkularra mantentzen duen arren, “eraztun” moduko konformazioa hartzen du, hainbat perforina molekula elkartzean erdialdean zulo bat eratuz.^[1] Diametroa handitu egiten da (150-250 Å ingurura), eta erdian espazio zirkular bat agertzen da. Egitura horrek, barne kanal hidrofiliko sortzen du, mintzean txertatutako zilindro huts txiki baten antzekoa. ^[5][4]

Mintzak desegiteko duen gaitasunak perforina ezinbesteko bihurtzen du organismoaren sistema immunologikoan. T linfozito zitotoxikoek zein NK linfozitoek perforina jariatzen dute, eta, horrela, patogeno askoren aurkako lehen defentsa-lerroa osatzen dute, bereziki infekzio birikoen eta bakterioanoen aurrean.^[4][6] Perforinari esker, sistema immunologikoak bakterio patogenoen eta zelula infektatuen (adibidez, ziklo litikoan dauden zelulen) lisia eragin dezake.^[6]

Horrez gain, proteina hau funtsezkoa da minbizi-zelulen lisian, eta horrek interes handia pizten du medikuntzan aplikazio potentzialagatik. Hala ere, zenbait egoeratan perforinak ondorio kaltegarriak ere izan ditzake, hala nola transplante alogenikoetan gertatzen den arbuio immunologikoan parte har dezake.^[7]

Perforina, 555 aminoazido inguruz osatuta dagoen glikoproteina globular bat da. Bere pisu molekularra, 66 kDa eta 70 kDa bitartekoa da; aldakortasun hori itzulpen-osteko eraldaketen ondorio da, bereziki N-glikosilazio guneetan gertatzen den karbohidratoen eransketarena. ^[5][4][8][9]

Perforinaren egitura, hainbat domeinu funtzionaletan bereizten da:

MACPF domeinua perforinaren egitura funtzional nagusia da. Domeinu honek poroa eratzeko beharrezkoak diren aldaketa konformazionalak jasaten ditu, prozesu horretan α-helizeak desegituratu eta mintzean txertatzen diren β-xafla egituretan berrantolatzen dira. Horri esker, hainbat monomero elkartu eta mintz biologikoan poro egonkor bat osatzen dute.^[4][5]

C-terminaleko muturrean C2 domeinua dago eta mintzaren fosfolipidoekin interakzioa ahalbidetzen duen eskualdea da. Bere funtzionamendua kaltzio ioien (Ca²⁺) presentziaren menpekoa da. Domeinu hau funtsezkoa da proteinaren aktibaziorako.^[9]

N-terminal muturrak ez du zuzenean poroaren egituran parte hartzen, baina egituraren egonkortasun orokorrean eta proteinaren antolamendu egokian funtsezko rola betetzen du.^[9][5]

Perforinaren funtzio nagusia zitotoxikoak diren T linfozitoek eta NK zelulek patogenotzat identifikatutako zelulen mintza kaltetzea da, horien heriotza eraginez. Horrela, organismoak infektatutako zelulak eta minbizi-zelulak ezabatu ditzake, gaixotasunen hedapena mugatuz.^{[1] [4]}

Funtzio hori dela eta, perforina oso proteina toxikoa da. Horregatik, bere ekoizpena eta biltegiratzea mekanismo zorrotzen bidez kontrolatzen da, zelula ekoizleen autolisia saihesteko. Perforina sintetizatu ondoren, erretikulu endoplasmatikotik igarotzen da^[9][10]. Organulu honetan mintzetan poroak sortzeko baldintzak egokiak izan daitezkeen arren, perforinaren C-terminal muturrak erretikulo endoplasmatikotik azkar ateratzea ahalbidetzen du, jarduera goiztiarra saihestuz.^[10][9]

Ondoren, perforina granulu jariatzaile espezializatuetan metatzen da; granulu horiek barne-ingurune azidoa dute, eta horrek perforinen arteko agregazioa eta mintzetan poroen sorrera eragozten ditu. Azkenik, granulu horiek mintz plasmatikora garraiatzen dira, eta perforina exozitosi bidez askatzen da zelula patogenoak erasotzeko.^[4]

Perforinaren propietate bereizgarriek hainbat aplikazio-aukera eskaintzen dituzte, eta proteina honen inguruko ikerketek zenbait gaixotasunen tratamendua hobetzeko bideak ireki dituzte.

B linfomaren tratamenduan, pazienteen perforina aldaerek tratamenduarekiko erantzunean eragina izan dezaketela frogatu zen Alemanian egindako RICOVER-60 entseguan. Normalean, linfomen tratamendurako CHOP protokoloa erabiltzen da (ziklofosfamida, doxorubicina, vincristina eta prednisona barne), eta rituximab antigorputza gehitzen denean R-CHOP deritzo, NK eta T linfozito zitotoxikoek tumore-zelulak ezabatzea errazten duelako.

RICOVER-60 entseguan 501 gaixo aztertu ziren, eta horien %12k PRF1 genearen A91V perforina-aldaera zuten. Aldaera horrek perforinaren funtzio zitotoxikoa murrizten du, eta zenbait gaixotasun immunologikorekin lotu izan da. Emaitzek erakutsi zuten CHOP tratamenduaren ondoren A91V aldaera zuten pazienteen %81ek bizirik jarraitzen zutela 36 hilabetera, eta perforina normala zutenen artean ehuneko hori %64koa zela. R-CHOP tratamenduan, ordea, A91V eramaileek ez zuten onura gehigarririk erakutsi, eta perforina normala zuten pazienteek hobekuntza nabarmena izan zuten, %79ko biziraupen-tasarekin 36 hilabetetan. Horrela, ondorioztatu zen A91V aldaera duten pazienteek CHOP tratamenduarekiko erantzun hobea dutela, eta rituximabaren onura mugatuagoa izan daitekeela kasu horietan, linfomaren agresibitate txikiagoarekin lotuta egon daitekeelarik.^[11]

SARS-CoV-2k eragindako infekzioaren aurkako immunitate-erantzunean, perforinak funtsezko zeregina du. Hainbat faktorek mugatu dezakete haren sintesia, eta horrek lotura izan dezake COVID-19aren forma larriak garatzen dituzten arrisku-taldeekin.

Adineko pertsonetan (70 urtetik gorakoetan), NK linfozitoek perforina gehiago kontsumitzen dute eta estimulu immunologikoen aurrean sintesi-erantzun txikiagoa dute, eta horrek defentsa antibirala ahultzen du. Era berean, obesitatea eta 2 motako diabetes melitusa duten pazienteek perforina-maila txikiagoak izan ohi dituzte, eta horrek infekzioaren larritasuna areagotu dezake.

Egoera horren aurrean, perforina-ekoizpena handitzeko eta erantzun antibiral zelularra indartzeko zenbait terapia ezberdin probatzen hasi dira. Alde batetik, NK zelulen aktibazioa sustatzen duten zenbail txerto aztertu dira, hala nola BCG txertoa, zeinak immunitate innatoa indartu eta perforina-adierazpena areagotu dezakeen. Bestalde, metformina botika antidiabetikoak perforina eta granzima B-ren sintesia handitu dezaketela iradoki da, eta horrek COVID-19aren aurkako erantzun terapeutikoan izan dezakeen erabilera ikertzen ari da.^[12][13]