Protocoles de soins

O TLR2 está descrito como sendo o receptor TLR que reconhece a maior variedade de ligandos. Entre estes incluem-se diversos componentes da parede celular de bactérias, como lipoproteínas, peptidoglicano, ácido lipoteicóico, LPS de algumas espécies bacterianas (como Porphyromonas gingivalis), porinas de Neisseria e lipoarabinomanano de micobactérias, zimosano e fosfolipomanano da parede celular de leveduras, entre outros (Hirschfeld et al., 2001; Kumar et al., 2009a; Warshakoon et al., 2009). O reconhecimento por TLR2 de um conjunto de ligandos com estrutura tão diversa é atribuído à formação de estruturas heterodiméricas com outras moléculas membranares, como TLR1, TLR6, CD (grupo de diferenciação, do inglês “cluster of differentiation”) 36, CD180/RP105 (do inglês “radioprotective protein 105 kDa”) ou dectina-1 (Kumar et al., 2009a). No entanto, alguns autores defendem que só as lipoproteínas bacterianas são reconhecidas em concentrações fisiológicas por TLR2 e que na maioria dos casos o reconhecimento de outros ligandos se deve principalmente a contaminação com estas moléculas (Travassos et al., 2004; Zähringer et al., 2008).

As lipoproteínas são componentes estruturais das membranas de diversas espécies bacterianas, com estrutura molecular diversa, mas que têm em comum uma modificação lipídica no resíduo de cisteína N-terminal (Sankaran & Wu, 1994). Nos espécimes diacilados, isto é, lipidificados com dois resíduos de ácidos gordos, a modificação consiste numa cisteína S-(2,3-dihidroxipropil)-di-O-acilada. Os exemplares triacilados possuem um terceiro ácido gordo ligado por uma ligação amida ao mesmo resíduo de cisteína N-terminal. São exemplo de estruturas diaciladas o lipopéptido MALP2 (do inglês “macrophage-activating lipopeptide 2”) de Mycoplasma fermentans (Mühlradt et al., 1997) e a lipoproteína LP44 de Mycoplasma salivarium de onde deriva o lipopéptido FSL (do inglês “fibroblast-stimulating lipopeptide”)- 1 (Shibata et al., 2000). A lipoproteína de Braun de Escherichia coli constitui o protótipo das lipoproteínas triaciladas de membrana externa das bactérias Gram-negativas e diversos lipopéptidos sintéticos usados como estimuladores de TLR2, como Pam3CSK4, possuem uma

modificação lipídica análoga à desta lipoproteína (Aliprantis et al., 1999; Bessler et al., 1982; Braun & Hantke, 1975). São também exemplos de lipoproteínas triaciladas a OspA de Borrelia burgdorferi (Brandt et al., 1990) e a lipoproteína de 19-kDa de Mycobacterium tuberculosis (Akira, 2003; Tschumi et al., 2009). Tanto no caso das lipoproteínas diaciladas como das triaciladas é a componente lipídica N-terminal que confere capacidade estimuladora via TLR (Hirschfeld et al., 1999; Takeuchi et al., 2000). De acordo com estudos iniciais, as

1.3. Receptores de reconhecimento de padrão e seus ligandos

primeiras sinalizam através de heterodímeros TLR2/6, enquanto as segundas o fazem via TLR2/1 (Akira, 2003; Takeda et al., 2002; Takeuchi et al., 2001; Takeuchi et al., 2002). Contudo, estudos mais recentes sugerem que a activação por lipopéptidos via TLR2 pode ocorrer independentemente de TLR1 e TLR6 (Buwitt-Beckmann et al., 2006).

Em 2007, Jin e colaboradores determinaram a estrutura do complexo TLR1-TLR2- lipopéptido por cristalografia, permitindo uma compreensão estrutural da heterodimerização induzida pelo ligando (Jin et al., 2007). A ligação do lipopéptido triacilado Pam3CSK4 induz a

formação de um heterodímero em forma de “m” dos ectodomínios de TLR1 e TLR2 (Figura 1a), não induzida pelo lipopéptido diacilado Pam2CSK4. A inexistência de dimerização pelo

ligando diacilado é explicada pelo facto de a dimerização ser induzida pelas três cadeias lipídicas, com os dois ácidos gordos de ligação éster inseridos numa cavidade de TLR2 e o ácido gordo com ligação amida inserido num canal hidrofóbico de TLR1 (Jin et al., 2007). A sinalização intracelular será iniciada pela aproximação dos domínios TIR citoplasmáticos dos dois receptores dimerizados.

Figura 1 – Modelos de dimerização de TLR desenvolvidos a partir de estudos de cristalografia. (a) Dimerização de TLR2 e TLR1 induzida pelo lipopéptido tracilado Pam3CSK4. (b) Homodimerização do complexo TLR4-MD2-LPS. (c) Homodimerização de TLR3 induzida por ligação de dsRNA. Imagem adaptada a partir de Jin et al. (2008).

1.3.1.1.2 TLR4

O TLR4, em conjunto com a proteína MD-2 (do inglês “myeloid differentiation factor- 2”), reconhece o LPS bacteriano, componente estrutural da membrana externa de bactérias Gram-negativas (Shimazu et al., 1999). O LPS consiste numa cadeia lateral O, mais externa, de natureza polissacarídica e variável, num polissacárido central e no lípido A, que constitui a porção mais interna e é altamente hidrofóbico, encontrando-se inserido na membrana externa bacteriana (Raetz & Whitfield, 2002). Este último é o componente responsável pela activação TLR do LPS (Hoshino et al., 1999; Poltorak et al., 1998). Na verdade, o LPS é reconhecido principalmente por MD-2, cabendo ao TLR4 uma função essencialmente de transmissão de sinal para o interior da célula. MD-2 é uma proteína solúvel que se associa à face convexa do domínio extracelular de TLR4 (Kim et al., 2007) e possui uma cavidade hidrofóbica onde encaixam cinco das seis cadeias lipídicas do ligando (Park et al., 2009). São as mudanças estruturais induzidas em MD-2 pela ligação do LPS que promovem a sua interacção com uma segunda molécula TLR4, induzindo homodimerização destes receptores (Park et al., 2009) (Figura 1b).

As proteínas LBP (do inglês “LPS binding protein”) e CD14 estão igualmente envolvidas na resposta a LPS via TLR4 (Miyake, 2007). A primeira existe sob forma solúvel ou ligada à membrana citoplasmática e estabelece ligação ao LPS, enquanto a segunda liga a LBP e dirige LBP-LPS para o complexo TLR4-MD2.

Para além do ligando natural LPS, são também ligandos de TLR4 o lípido A monofosforilado (MPL, do inglês “monophosphoryl Lipid A”), um derivado não-tóxico do lípido A, e análogos sintéticos (Casella & Mitchell, 2008). Este receptor foi também implicado no reconhecimento de proteínas de envelope viral, glicoinositolfosfolípidos de Trypanosoma e manano de Candida albicans (Kumar et al., 2009a).

1.3.1.1.3 TLR5 e TLR11

TLR5 reconhece a proteína flagelina, constituinte do flagelo de bactérias móveis (Hayashi et al., 2001). Estudos de mutagénese permitiram identificar um grupo de 13 aminoácidos, conservado e essencial para a motilidade das bactérias, como o local da flagelina reconhecido por TLR5 (Smith et al., 2003). Este receptor é fortemente expresso em células dendríticas da lâmina própria do intestino delgado, bem como em células epiteliais do intestino e do tracto respiratório (Uematsu et al., 2006; Zhang et al., 2005b). TLR11, que existe em ratinho mas não em humano, tem homologia próxima de TLR5. TLR11 reconhece

1.3. Receptores de reconhecimento de padrão e seus ligandos

bactérias uropatogénicas e uma molécula homóloga da profilina derivada de Toxoplasma gondii (Yarovinsky et al., 2005).

1.3.1.2 Receptores expressos em vesículas intracelulares - TLR3, TLR7, TLR8 e TLR9