Siempre me he preguntado por qué las plaquetas no tienen MHC clase 1 y las otras células sí. ¿Tiene algo que ver con cómo se carga un péptido en un MHC?

Answer 1

• Las plaquetas expresan MHC Clase I en su superficie celular.
• De hecho, la expresión de MHC de clase I superficial en plaquetas se observó décadas atrás (1, 2).
• ¿El problema? ¿El MHC de plaquetas Clase I se auto-sintetiza (síntesis de novo) o se adquiere (adsorbe) del plasma (como parte de los desechos celulares recogidos indiscriminadamente por la plaqueta) (3, 4, 5, 6; figura a continuación)?
• Las plaquetas son fragmentos anucleados de megacariocitos.
• Durante mucho tiempo, el dogma afirmó que la ausencia de núcleo, es decir, estar anucleado, significaba que las plaquetas son incapaces de síntesis de proteínas de novo. Como tal, la síntesis de proteínas plaquetarias no era un área activa de investigación.
• Una lástima ya que investigaciones recientes muestran que las plaquetas no solo son clave para la coagulación de la sangre, sino que están involucradas en casi todas las facetas de la respuesta inmune.

La mayoría de la superficie de plaquetas MHC Clase I se absorbe de plasma (2, 7).
Los primeros estudios mecanicistas en estudios con modelos animales también sugirieron que la superficie de plaquetas MHC Clase I no era fisiológicamente relevante.

• Una, las plaquetas alogénicas (es decir, que expresan diferentes haplotipos de MHC) no estimularon la respuesta citotóxica de células T CD8 + (CTL) in vitro (3).
• Dos transfusiones de plaquetas alogénicas suprimieron los rechazos de injertos de piel in vivo (4). Relevancia para la superficie de plaquetas MHC Clase I? Décadas de estudios de inmunología de trasplante implican CTL casi exclusivamente en rechazos de injerto de piel. Implica plaquetas MHC Clase I inhibe, no activa las células T CD8.
• Tres, el interferón derivado de células NK (asesino natural) es el punto de control crítico que determina si la inmunidad anti-MHC contra las plaquetas continuará o no (8).

OTOH, MHC de clase I asociado a plaquetas indujo anticuerpos anti-MHC de clase I (6, 9). Plantea la cuestión de si las plaquetas conducen la inmunidad directa / indirectamente (6; figura a continuación).
Bueno, la respuesta ha tardado décadas en resolverse, pero ahora un puñado de documentos ha demostrado que las plaquetas

• Son capaces de expresar MHC Clase I auto-sintetizada (es decir, de novo) en su superficie (datos humanos y de ratón).
• Exprese ARNm para MHC Clase I y moléculas variadas como la microglobulina beta-2 (b-2 m) y los proteasomas. En otras palabras, una maquinaria molecular intacta necesaria para la síntesis, ensamblaje y expresión de superficie de MHC Clase I (datos humanos y de ratón).
• Péptidos presentes derivados de proteínas expresadas tanto por megacariocitos como por plaquetas (datos humanos).
• La expresión de plaquetas MHC clase I es fisiológicamente importante para respuestas CTL efectivas (solo datos del modelo de ratón).

Veamos estos datos en secuencia, y finalmente, consideremos las implicaciones.
Las plaquetas expresan MHC Clase I auto-sintetizada en su superficie, así como ARNm para MHC Clase I y moléculas variadas como la microglobulina beta-2 (b-2 m) y los proteasomas.
Plaquetas

• Retener ARNm de megacariocitos (10),

• Incluyendo el ARNm de HLA Clase I, observado para traducirse en proteína metabólicamente marcada, es decir, funcional (11).
• Las plaquetas también retienen el retículo endoplasmático rugoso y los polirribosomas.
• Incluso inmunoproteasomas intactos se encuentran en las plaquetas humanas (12, 13, 14, 15). El inmunoproteasoma es el orgánulo que se especializa en generar péptidos destinados a la presentación por MHC Clase I (16).
• Por lo tanto, las plaquetas retienen la capacidad de sintetizar algunas, si no todas, las proteínas sintetizadas por los megacariocitos.
• En particular, las plaquetas contienen la maquinaria intracelular necesaria y suficiente para procesar, ensamblar y presentar péptido MHC Clase I + completamente funcional en su superficie (15; figura a continuación).

Las plaquetas presentan péptidos derivados de proteínas expresadas tanto por megacariocitos como por plaquetas
La comparación de péptidos alojados dentro de las moléculas de MHC Clase I presentes en la superficie de las plaquetas derivadas de voluntarios sanos o aquellos con PTI (púrpura trombocitopénica idiopática) mostró (17; figura a continuación) que

• Se derivaron de proteínas específicas de plaquetas, proteínas ubicuas que se encuentran en casi todas las células o en el caso de la PTI, proteínas indicativas de inflamación continua.
• Fueron diferentes entre voluntarios sanos y pacientes con PTI.
• Se originaron en el surco de MHC Clase I porque tenían la longitud correcta (8-9 aminoácidos) y tenían los residuos de anclaje necesarios para unirse al haplotipo de MHC de los donantes de plaquetas.

¿Cómo podría un fragmento anucleado, una célula que carece de núcleo, ser capaz de síntesis de proteínas de novo, especialmente de tantas proteínas inmunológicamente relevantes?

• Resulta que las plaquetas se especializan en un nuevo mecanismo de señalización postranscripcional llamado pre-mRNA de empalme (18; figura a continuación).
• En otras palabras, el proceso de diferenciación del megacariocito nucleado (célula madre de la plaqueta) en la plaqueta anucleada se acompaña de un enriquecimiento específico de la maquinaria postranscripcional y traduccional necesaria para la síntesis de proteínas de novo.
• Dichos estudios abren la puerta al descubrimiento de otra nueva maquinaria de síntesis de proteínas en plaquetas anucleadas. Dogma volcado de hecho.

Otra pregunta surge en este punto. ¿Es la expresión de plaquetas MHC clase I fisiológicamente relevante? Los estudios con modelos de ratones sugieren que sí, mucho.

• En un modelo de injerto de piel aguda, las plaquetas aumentaron los infiltrados y el rechazo de los injertos de células T, y el tromboxano derivado de plaquetas se consideró crítico para este proceso (19). El tromboxano es específico de las plaquetas.
• Estudio modelo de malaria en ratones (20).
• Los ratones fueron de tipo salvaje (es decir, normales y no manipulados genéticamente) o beta-2 microglobulina (b2-m) -nula (es decir, manipulados genéticamente para eliminar b2-m).
• Las células nulas B2-m no expresan MHC Clase I, es decir, no pueden presentar antígenos a las células T CD8 + citotóxicas (CTL).
• Los ratones fueron infectados con Plasmodium berghei (parásito de la malaria que infecta al ratón).
• Las plaquetas activadas se expusieron a antígenos de malaria.
• Las plaquetas normales, pero no b2-m nulas, activaron las células T in vitro.
• Los ratones tratados con plaquetas normales activadas y expuestas a antígenos eliminaron Plasmodium berghei con un 100% de supervivencia. Los ratones tratados con plaquetas nulas de b2-m no lo hicieron y sucumbieron a la infección de malaria.
• Advertencias al estudio:
• Solo se observaron ratones durante 7 días después de la infección por malaria.
• No excluye de manera concluyente el papel de la presentación de células dendríticas del péptido MHC Clase I + (pequeña posibilidad de que sus plaquetas enriquecidas estén contaminadas con células dendríticas).

Por lo tanto, una combinación de datos de modelos humanos y de ratón muestra que

• Las plaquetas procesan y presentan antígenos proteicos en MHC Clase I (datos humanos y de ratón).
• Las plaquetas expresan moléculas coestimuladoras que se sabe que son esenciales para la activación de las células T (datos humanos y de ratón).
• Las plaquetas activan directamente las células T CD8 + (CTL) ingenuas de una manera dependiente de MHC Clase I e inducen su diferenciación y producción de citocinas (datos de ratón).

Bibliografía

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3. Gouttefangeas, Cécile, et al. “Las moléculas de HLA de trombocitos retienen péptidos endógenos no renovables de linaje de megacariocitos y no estimulan la alocitotoxicidad directa in vitro”. Blood 95.10 (2000): 3168-3175. Página en bloodjournal.org
4. Aslam, Rukhsana y col. “La inmunomodulación relacionada con la transfusión de plaquetas depende de su expresión de moléculas de MHC de clase I y es independiente de las células blancas”. Transfusion 48.9 (2008): 1778-1786.
5. Chow, L. “Un nuevo modelo de ratón que demuestra la trombocitopenia mediada por anticuerpos y células T: respuesta diferencial a la terapia”. Blood 115 (2010): 1247-1253.
6. Semple, John W., Joseph E. Italiano y John Freedman. “Las plaquetas y el continuo inmune”. Nature Reviews Immunology 11.4 (2011): 264-274. Página en researchgate.net
7. Kao, KJ ​​”HLA de plasma y plaquetas en individuos normales: cuantificación por inmunoensayo competitivo ligado a enzimas”. Blood 70.1 (1987): 282-286.
8. Sayeh, Ebrahim, et al. “La inmunidad antiplaquetaria IgG depende de una respuesta de interferón-γ derivada de células asesinas naturales innatas que está regulada por las células T CD8 +”. Blood 103.7 (2004): 2705-2709. Página en angelfire.com
9. Delaflor-Weiss, Eduardo y Paul D. Mintz. “La evaluación y gestión de la refractariedad y aloinmunización de plaquetas”. Transfusion medicine reviews 14.2 (2000): 180-196. Página en wisc.edu
10. Newman, Peter J., y col. “Amplificación enzimática de ARN mensajero específico de plaquetas usando la reacción en cadena de la polimerasa”. Journal of Clinical Investigation 82.2 (1988): 739. Página en nih.gov
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14. Klockenbusch, Cordula, et al. “El análisis global del proteoma identifica las subunidades de inmunoproteasoma activo en las plaquetas humanas”. Molecular & Cellular Proteomics 13.12 (2014): 3308-3319. Página en researchgate.net
15. Zufferey, Anne y col. “Caracterización del proteoma granulado de plaquetas: evidencia de la presencia de MHC1 en gránulos alfa”. Journal of proteomics 101 (2014): 130-140.
16. Kloetzel, Peter-Michael y Ferry Ossendorp. “La función de proteasoma y peptidasa en la presentación de antígeno mediada por MHC clase I”. Opinión actual en inmunología 16.1 (2004): 76-81.
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18. Weyrich, Andrew S. y col. “Síntesis de proteínas por plaquetas: perspectivas históricas y nuevas”. Revista de trombosis y hemostasia 7.2 (2009): 241-246. Página en wiley.com
19. Swaim, AnneMarie F. y col. “Las plaquetas contribuyen al rechazo del aloinjerto a través de la señalización del receptor de glutamato”. The Journal of Immunology 185.11 (2010): 6999-7006. Las plaquetas contribuyen al rechazo del aloinjerto a través de la señalización del receptor de glutamato
20. Chapman, Lesley M. y col. “Las plaquetas presentan antígeno en el contexto de MHC clase I.” The Journal of Immunology 189.2 (2012): 916-923. Página en jimmunol.org

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