O Fator de Necrose Tumoral (TNF)

TNF, sigla para tumor necrosis factor (BEUTLER et al., 1985a), é um termo que pode ser usado tanto para designar o grupo de citocinas associadas como “TNF” (que incluem TNF-alfa, TNF-beta e FasL), quanto para indicar apenas o membro mais expressivo do grupo, o TNF-alfa. Primeiramente descritas por Carswell et al. (1975) sobre “um fator sérico induzido por endotoxinas que causava necrose tumoral”, elas foram se tornando mais conhecidas e mais numerosas, compreendendo hoje 18 membros (LOCKSLEY et al., 2001). O membro da família mais estudado, o TNF- , é um trímero com cada um de seus monômeros unidos por cadeias beta hidrofóbicas (ECK; SPRANG, 1989).

O TNF- é pluripotente, sendo secretado por macrófagos em resposta a variados agentes inflamatórios, particularmente endotoxinas bacterianas. O TNF- também foi isolado como caquexina (BEUTLER; MAHONEY et al., 1985b; BEUTLER; GREENWALD et al., 1985), que mostrou ser mediadora de febre induzida por endotoxinas (DINARELLO et al., 1986), choque (BEUTLER et al., 1985c; TRACEY et al., 1986) e caquexia (OLIFF et al., 1987), e acredita-se que o TNF- tem um papel importante na caquexia induzida por doenças crônicas incluindo o câncer e a AIDS. Esta citocina também induz necrose hemorrágica de tumores transplantáveis em ratos e é especificamente citotóxica em vários tipos de células tumorais (CARSWELL et al., 1975; SUGARMAN et al., 1985). As funções biológicas da molécula são mediadas por ligações de alta afinidade a receptores expressos em muitos tipos celulares; efeitos específicos da ligação ao receptor incluem inibição do metabolismo de triglicerídios em adipócitos (BEUTLER et al., 1985b; KAWAKAMI et al., 1981; TORTI et al., 1985); ativação de neutrófilos (SHALABY et al., 1985; KLEBANOFF et al., 1986) e estimulação dos protooncogenes c-myc e c-fos em fibroblastos (KRONKE et al., 1994). O TNF possui também importância nos processos imuno-mediados, pois genes que codificam o TNF- e TNF- também estão envolvidos com a expressão do complexo maior de histocompatibilidade (MHC) (SPIES et al., 1986; MULLER et al., 1987).

Paralelamente, se descobriu muito sobre as proteínas celulares que interagem com os membros da família TNF: os receptores de TNF, ou TNFR, uma família de proteínas transmembranas que incluem TNFR1, TNFR2 e o Fas (um dos “receptores de morte”), dentre outros (LOCKSLEY et al., 2001). As funções do TNF- são mediadas através dos dois receptores, TNFR1(p55) e TNFR2(p75), ambos expressos em muitos tipos de células, especialmente nas superfícies de células T, subtipos CD8 e CD4 ativados (WARE et al., 1991). A maioria das respostas biológicas classicamente atribuídas ao TNF- são mediadas pelo receptor TNFR1, o qual possui atividades inflamatórias, ativação de fibroblastos e apoptose. Enquanto o TNFR2 está relacionado à proliferação de linfócitos e sinalização nos processos inflamatórios (BAO et al., 2003). Ver figura 8.

Figura 8 - Supostas vias de sinalização intracelular das superfamílias de receptores do fator de necrose tumoral (TNF)

Nota: O Fas, Receptor de TNF tipo 1 (TNFR1) e Receptor de TNF tipo 2 (TNFR2) são mostrados ao longo da membrana celular com seus domínios extracelulares se projetando no espaço extracelular. Varias proteínas adaptadoras e moléculas de transdução de sinais que convergem sinais iniciados a partir da ligação dos ligantes tais com o Ligante “Fas” (FasL) ao receptor Fas e TNF aos receptores TNFR1 e TNFR2, respectivamente, são mostrados, como sendo uma interação cruzada entre várias moléculas e vias. Domínios funcionais com a proteína são mostrados como blocos coloridos. Recrutamentos de uma proteína com outra é indicada por justaposição de blocos de domínio tipo- amoldados e tipo-coloridos. Domínio de Beta interação (BID, Beta Interaction Domain); Inibidores de apoptose Celular (cIAPs, Cellular Inhibitors of Apoptosis); Proteínas de domínio de morte associados ao Faz (FADD, Faz-Associated Death Domain Protein); Kinase do IkappaB (IKK, IkappaB Kinase); Kinase do N-Terminal de c-Jun (JNK, C-Jun N-Terminal Kinase); Kinase de proteína 3 ativada por Mitose (MAP3K, Mitogen-Activated Protein 3 Kinase); Proteína Moduladora do Essencial NF- kappaB (NEMO, NF-kB Essential Modulator Protein); Proteína de Interação entre receptores (RIP, Receptor Interacting Protein), Kinase Associada a TRAF2 (T2K, TRAF2-Associated Kinase); Ativador de NF-kB associado a membro da Família TRAF (TANK, TRAF Family Member Associated NF-kappaB activator); Proteína de Domínio de Morte Associada ao receptor de TNF (TRADD, TNF Receptor-Associated Death Domain Protein); Fator Associado ao Receptor de TNF (TRAF, TNF Receptor-Associated Factor 1 e 2.).

TNFR1 e TNFR2 foram os primeiros membros da família de TNFR a ser identificados. Estudos têm demonstrado que o TNFR1 está envolvido em sinalização que desencadeia inflamação e sobrevivência celular. Em resposta a um único ligante (TNF), TNFR1 pode, contraditoriamente, mediar sinalização apoptótica. Em contraste, TNFR2 está envolvido na transdução de sinais principalmente para sobrevivência e inflamação. O Receptor Fas (CD95), medeiam principalmente sinais para apoptose em resposta a ligações de ligantes do Fas. Em respostas à ligação dos agonistas várias proteínas são recrutadas para domínios específicos nas caudas citoplasmáticas dos receptores. São estes os supostos efetores (ver figura 8) os quais variam em estrutura e função, que determinam os sinais resultantes. Alguns efetores são enzimas, tais como kinases, fosfatases e proteases e outros são proteínas adaptadoras que servem para recrutar mais sinais intermediários, e outras são proteínas reguladoras. Entender a natureza e função destes efetores irá nos permitir explicar muitas respostas celulares específicas (MAK; YEH, 2002). Ver figura 8.

O TNF é sintetizado como um polipeptídeo precusor de dupla-camada de 26kDa que é clivado por proteólise para liberar uma subunidade de 17kDa. A proteólise é mediada por uma enzima conversora de TNF (TNF converting enzyme-TACE), Uma proteinase que pertence à família de Adamalisins de mamíferos (ADAMs- A Desintegrins e Metaloproteinases). Desta forma, TACE/ADAM17 é o único conhecido ADAM para processar o TNF (BLACK et al., 1997, MOSS et al., 1997).Existem muitos trabalhos indicando um envolvimento da TACE no mecanismo de neuroproteção (HURTADO et al., 2001, 2002). Na clivagem, a liberação das formas de TNF formam um homo-trímero bioativo, o qual exerce seus efeitos de maneira autócrina e/ou parácrina. As ações pleiotrópicas do TNF- são mediadas através de dois distintos receptores: TNFR1 (p55) e TNFR2(p75). Somente TNFR1 contém um domínio de morte citoplasmático e pode diretamente induzir apoptose. Entretanto, a via de transdução do TNFR1 é mais complexa. Resumidamente, a ligação do trimero TNF com o domínio extracelular do TNFR1 é reconhecida por uma proteína adaptadora chamada de domínio de morte associado ao receptor de TNF (TNF receptor-associated death domai = TRADD), a qual recruta proteínas adicionais: proteína que interage com receptor (receptor-interacting protein = RIP), Um fator associado ao receptor de TNF (TNF receptor-associated factor = TRAF1 e TRAF2) e um domínio de morte associado ao FAZ (FAZ-associated death domain (FADD). Essas duas últimas proteínas recrutam enzimas chave que são responsáveis pela iniciação dos eventos de sinalização do TNFR1. Por exemplo, Caspase-8 é recrutada pelo FADD para o complexo do TNFR1 e inicia a cascata de proteólise que direciona à apoptose. Por outro lado TRAF2 recruta inibidor celular de apoptose (inhibitor of apoptosis protein-1 e

2 – cIAP-1 e cIAP-2), duas proteínas anti-apoptose que também possuem atividade de se ligar a proteína Ubiquitina. Além disso, TRAF2 pode ativar uma via da proteína Kinase ativada por Mitose (Mitogen-Activated Protein Kinase-MAPK) desencadeando a ativação da Kinase de N-Terminal do c-Jun (c-Jun N-Terminal Kinase - JNK) que provoca fosforilação do c-Jun, aumentando sua atividade transcricional. Finalmente, a proteína kinase RIP é crítica para a ativação do fator de transcrição NF-kappaB. Então TNF- se ligando ao TNFR1 pode resultar em ativação de apoptose ou atividade transcricional (revisado por FIGIEL, 2008). Ver figura 8.

O papel do TNFR2 no cérebro é menos conhecido. Por um longo tempo tem sido sugerido ser responsável pelos sinais regulatórios proliferativos. Entretanto, apesar do fato de que TNFR2 não estar envolvido com a via de apoptose diretamente, estudos com anticorpos específicos para receptores de TNF- mostraram que a estimulação deste receptor resulta na indução do TNF- precursor endógeno, o qual subsequentemente ativa TNFR1 (GRELL et al., 1999). Fotin-Mleczek et al., (2002) reportaram que em linhagem de células de câncer TNFR2 pode competir com TNFR1 para o recrutamento do fator anti-apoptótico TRAF2- bound recentemente sintetizado, desta forma promovendo a formação do complexo TNFR1- ativador da Caspase-8. Entretanto, a fisiológica relevância da depleção de TRAF2 e interferência cruzada dos receptores de TNF- necessitam ser melhor avaliadas (Revisado por FIGIEL, 2008).