Transcript Inflammasome 30.05.2014 - e-learning

Sensing microbes from
inside…
L’inflammasome
Dr. Luigi Lembo Fazio
Dipartimento di Biologia e Biotecnologia “Charles Darwin”
Sezione di Scienze Microbiologiche
Sapienza-Università di Roma
PRRs intracellulari
La Piroptosi
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Nell’uomo sono stati identificate circa 34 NLRs
È possibile distinguere diverse sottoclassi sulla base dei domini effettori
Lamfanki AND Dixit, Annu Rev Cell Dev Biol., 2012
Inflammasomes: I recettori
Gli Inflammasomes: una panoramica [1]
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Gli inflammasomes sono complessi molecolari (700 kDa) che riconoscono
un ampio spettro di PAMPs e DAMPs.
L’assemblaggio di queste piattaforme molecolari avviene in seguito al
riconoscimento di specifici segnali/ligandi ad opera dei membri della
famiglia delle proteine NLRs/HIN200.
Nella sua forma più semplice un inflammasome si compone:
- un recettore
- proteina adattatrice (ASC)
- pro-caspasi-1
MyD88-dipendente
Trif-dipendente
La Piroptosi
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Morte cellulare caspasi-1 mediata
Presenta caratteristiche in comune con la necrosi e l’apoptosi
Maturazione e rilascio di citochine pro-infiammatorie (IL-1b e IL-18)
Formazione di pori delle dmensioni di 1-2 nm nella membrana plasmatica
(macrofagi piroptotici)
Lisi osmotica, rilascio di contenuti intracellulare nel milieu extracellulare
Condensazione della cromatina
Frammentazione del DNA
Maturazione delle caspasi effettrici 3 e 7
ROTTURA DELLE MEMBRANE E INFIAMMAZIONE
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Processo di morte che avviene anche in assenza della maturazione dell’ IL-1b e IL18
La frammentazione del DNA e la permeabilizzazione della membrana avviene anche
in assenza delle caspasi effettirici.
Apoptosi vs. Piroptosi
Gli Inflammasomes: una panoramica [2]
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In molti casi, l’assemblaggio degli inflammasomes richiede due segnali:
- Priming signal o Signal 1
- Signal 2
Priming Signal
Stimolazione dei TLRs o NOD-like receptors che comporta l’up-regolazione
dell’espressione dei mediatori infammatori (pro-IL-1b e pro-IL-18) e dei
recettori stessi dell’inflammasome.
Lamfanki AND Dixit, Annu Rev Cell Dev Biol., 2012
L’inflammasome Nlrp1b
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Coinvolto nel riconoscimento di B. antracis
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Il batterio produce una tossina (LT) che è il principale
fattore di virulenza/morte nelle infezioni sistemiche
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La LT si compone di 2 subunità: un antigene
protettivo e una subunità con funzione effettrice
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Taglio delle MAPK ad opera di LT con conseguente
blocco dell’attivazione del pathway p38, ERK, JNK
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La mancata attivazione di questo pathway determina
il rilascio di ATP attraverso canali di membrana
(connessine 43)
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Questo, a sua volta, induce un efflusso di ioni K+,
che in seguito al reclutamento di recettori purinergici
(P2X7) porta all’attivazione di Nlrp1b
L’inflammasome NLRC4/Ipaf
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Coinvolto
nel
riconoscimento
di
diversi
patogeni
intracellulari: S. typhimurium, S. flexneri, L. pneumophila,
P. aeuroginosa
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Risponde a due componenti batterici: monomeri di
flagellina e componenti proteiche del T3SS (proteine
rod)
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PrgJ forma l’anello periplasmatico del needle complex del
T3SS
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L’inflammasome Nlrc4 discrimina queste due componenti
grazie all’intervento di proteine accessorie: Naips (proteine
NLRs contenenti i domini BIR)
NLRC4-Inflammasome
L’inflammasome Nalp3
 Riconosce un largo spettro di agenti infettivi di natura
batterica (S. aureus, S. typhimurium, N. gonhorreae, L.
pneumphila), virale (Influenza A, virus della stomatite
vescicolare), fungina (A. fumigatus, C. albicans) e
parassitaria (S. mansoni)
 Sensing indiretto dei microrgnismi: monitoraggio dei livelli
di DAMPs, prodotti come conseguenza di danno
cellulare/tissutale (ATP, cristalli di acido urico, fibrille
amiloidi)
 L’attivazione dell’inflammasome Nalp3 è finemente
regolata: in condizioni fisiologiche si riscontrano bassi
livelli citosolici del recettore
L’inflammasome NLRP3: Attivazione
Segnali di
STRESS
L’inflammasome AIM2
 Riconosce agenti infettivi di natura batterica (F. tularensis,
L. monocytogenes) e virale (citomegalovirus, vaccinia
virus)
 Deputato al sensing del DNA a doppio filamento (dsDNA)
 Permette il riconoscimento di batteri che si replicano nel
citoplasma
AIM2-Inflammasome
Broz AND Monack, Immunol Rev, 2011
Broz AND Monack, Immunol Rev, 2011