Calprotectina - Calprotectin
A calprotectina é um complexo das proteínas S100A8 e S100A9 de mamíferos . Outros nomes para a calprotectina incluem MRP8-MRP14, calgranulina A e B, antígeno de fibrose cística, L1, antígeno 60BB e antígeno 27E10. Na presença de cálcio , a calprotectina é capaz de sequestrar os metais de transição ferro , manganês e zinco por quelação . Este sequestro de metal proporciona as propriedades antimicrobianas complexas . A calprotectina é o único complexo antimicrobiano de sequestro de proteína de manganês. A calprotectina compreende até 60% do conteúdo de proteína solúvel do citosol de um neutrófilo e é secretada por um mecanismo desconhecido durante a inflamação . A calprotectina fecal tem sido usada para detectar inflamação intestinal ( colite ou enterite ) e pode servir como um biomarcador para doenças inflamatórias intestinais . A calprotectina baseada no sangue (no soro e no plasma ) é usada no diagnóstico de várias doenças inflamatórias, incluindo doenças autoimunes, como artrite , e infecções graves, incluindo sepse .
Estrutura
O homólogo humano da calprotectina é um dímero de 24 kDa e é formado pelos monômeros de proteína S100A8 (10.835 Da) e S100A9 (13.242 Da). A estrutura primária da calprotectina pode variar entre as espécies. Por exemplo, o homólogo de camundongo de S100A8 é 10.295 Da, enquanto o homólogo de S100A9 é 13.049 Da. Os primeiros experimentos de cromatografia de exclusão por tamanho indicaram incorretamente que a calprotectina tinha uma massa molecular de 36,5 kDa; ocasionalmente, esse valor é usado na literatura contemporânea. Dímeros de calprotectina S100A8-S100A9 podem emparelhar de forma não covalente entre si para formar tetrâmeros de 48 kDa .
Encadernação de metal
A calprotectina tem alta afinidade com cálcio, zinco, ferro e manganês. Cada um dos S100A8 e S100A9 contém dois locais de ligação de Ca 2+ do tipo EF-hand , e a calprotectina é capaz de se ligar a um total de quatro íons de cálcio por dímero ou oito íons de cálcio por tetrâmero. A ligação do cálcio induz uma mudança conformacional no complexo que melhora sua afinidade para metais de transição e promove a formação de tetrâmero. Um máximo de dois íons de metal de transição podem se ligar a cada dímero de calprotectina S100A8-S100A9.
Um dímero de calprotectina pode ligar apenas um íon de manganês ou ferro com alta afinidade, e pode fazer isso apenas na presença de cálcio. O zinco pode se ligar em dois locais dentro do dímero da calprotectina, e isso pode ocorrer na ausência de cálcio. O cálcio, entretanto, melhora a afinidade da calprotectina pelo zinco. Embora a ligação ao metal da calprotectina ocorra na interface dos monômeros S100A9 e S100A8, os monômeros independentes têm alguma capacidade de ligação ao zinco e podem contribuir para a homeostase do zinco em mamíferos.
O primeiro dos dois locais de ligação do metal da calprotectina consiste em um motivo His 3 Asp , com S100A8 contribuindo com dois ligantes de histidina (His83 e His87), e S100A9 contribuindo com uma histidina e um ligante de ácido aspártico (His20 e Asp30). O segundo local pode coordenar metais através de um motivo de ligação de tetra-histidina (His 4 ) ou hexa-histidina (His 6 ). No caso da ligação de His 4 , S100A8 coordena através de His17 e His27, enquanto S100A9 coordena através de His91 e His95. Na ligação de hexa-histidina, dois outros resíduos de histidina, His103 e His105, são recrutados da extremidade C-terminal de S100A9 para permitir a coordenação octaédrica do metal de transição. Manganês ou ferro são ligados pelo dímero de calprotectina neste local His 6 . O zinco pode ser ligado a qualquer um dos locais que se formam na interface entre os monômeros S100A8 e S100A9.
Doença inflamatória
A calprotectina constitui até 60% do conteúdo de proteína solúvel no citosol de granulócitos neutrófilos e pode ser encontrada em menor concentração em monócitos , macrófagos e células epiteliais escamosas . A calprotectina entra no pus e no fluido do abscesso durante a morte das células neutrófilas , junto com outras proteínas antimicrobianas.
As células dos mamíferos secretam calprotectina durante a resposta inflamatória . A calprotectina plasmática está elevada em pessoas com síndrome metabólica , uma doença caracterizada por inflamação crônica. A calprotectina é secretada na boca durante a inflamação da gengiva e durante a infecção por candidíase oral . Pessoas com mutações no gene da calprotectina parecem suscetíveis a infecções gengivais graves. O sequestro de manganês pela calprotectina é provavelmente importante durante a inflamação pulmonar. O mecanismo exato pelo qual S100A8 e S100A9 são secretados pelas células de mamíferos durante a inflamação permanece desconhecido.
Propriedades antimicrobianas
Os metais de transição são essenciais para a sobrevivência de todos os organismos. Os mamíferos limitam estritamente a disponibilidade de metais como parte do sistema imunológico inato, e isso ajuda a prevenir infecções por micróbios e fungos. A calprotectina foi descrita pela primeira vez na década de 1980 como uma proteína antimicrobiana de mamíferos que atua por meio do sequestro de zinco. Sabe-se agora que a calprotectina também possui propriedades antibacterianas e antifúngicas que surgem de sua capacidade de sequestrar manganês e ferro. A calprotectina é o único agente antimicrobiano conhecido que atua por meio do sequestro de manganês.
Calprotectina fecal
A calprotectina torna-se disponível no lúmen intestinal via eliminação de leucócitos , secreção ativa, distúrbio celular e morte celular. Isso resulta em níveis elevados de calprotectina fecal , que podem ser detectados nas fezes . Níveis elevados de calprotectina fecal indicam, portanto, migração de neutrófilos para a mucosa intestinal , que ocorre durante a inflamação intestinal. Como as pessoas com doenças inflamatórias intestinais ativas (DII), como colite ulcerativa ou doença de Crohn, têm um aumento de até 10 vezes nos níveis de calprotectina fecal, a medição da calprotectina fecal pode servir como um teste bioquímico para essas doenças.
Embora seja um teste relativamente novo, a calprotectina fecal é regularmente usada como um indicador para IBD durante o tratamento e como um marcador diagnóstico. Os testes de calprotectina fecal também podem funcionar na distinção de pacientes com síndrome do intestino irritável daqueles com DII. A calprotectina é útil como marcador, pois é resistente à degradação enzimática e pode ser facilmente medida nas fezes . Embora a calprotectina fecal se correlacione significativamente com a atividade da doença em pessoas com DII confirmada, a calprotectina fecal elevada pode ser um indicador falso-positivo de DII em algumas condições. É importante ressaltar que a ingestão de inibidor da bomba de prótons está associada a valores de calprotectina significativamente elevados. Além disso, a calprotectina fecal positiva não ajuda a localizar a DII ou a distinguir a colite ulcerosa da doença de Crohn. A calprotectina fecal também pode indicar outras condições gastrointestinais, como câncer colorretal, gastroenterite e intolerância alimentar. Os níveis de calprotectina variam dependendo da idade, comorbidade e podem variar no dia a dia dentro dos indivíduos. A calprotectina fecal pode ser usada como uma triagem preliminar em pacientes funcionais suspeitos de ter DII, ou como um meio de seguir a cura da mucosa. O potencial para usar a calprotectina fecal dessa forma é debatido, no entanto, e os níveis de corte não foram acordados.