TRANSPORTE INMUNOGLOBULINA través de las células epiteliales polarizadas

De IgA, IgG e IgM se transportan a través de las células epiteliales en un proceso mediado por el receptor conocido como transcitosis. Además de los patógenos neutralizantes en el lumen de los tractos gastrointestinal, respiratorio y urogenital, estos complejos de receptores de anticuerpos son ahora conocidos para mediar en la neutralización de patógenos intracelulares y también pueden ser importantes en la activación inmune y la tolerancia. Estudios

recientes sobre las vías de transporte intracelular de complejos de receptores de anticuerpos y los Anticuerpo receptor estimulado transcitosis mediada están proporcionando una nueva visión de la naturaleza y la regulación de las vías endocítica. Las mucosas de las vías respiratorias, gastrointestinales y urogenitales están cubiertos por las células epiteliales. Las

células epiteliales se encuentran en forma de láminas que tienen uniones estrechas, que dividen efectivamente la superficie de la célula en dos dominios diferentes - las superficies apical y basolateral. Funcionalmente, las células epiteliales regulan el flujo de iones y solutos, detectar y responder a los estímulos del entorno exterior y forman una barrera protectora que separa el aspecto apical de la mucosa del tejido subyacente. Estas funciones son vitales tanto para el desarrollo y mantenimiento de la función normal del órgano. Y la arquitectura de las superficies mucosas están constantemente desafiados por la presencia de toxinas ingeridas e inhalados, parásitos, bacterias y virus, que después de la invasión o la interrupción del epitelio, los resultados en la infección y enfermedad. Para proteger estas superficies sensibles, el cuerpo ha desarrollado un complejo conjunto de mecanismos no específicos y específicos para neutralizar los patógenos. Estos mecanismos no específicos

incluyen la acción de las secreciones mucosas tales como el moco, ácido, lactoferrina y lisozima, todos los cuales son conocidos por inhibir la actividad patógena. Por otra parte, la rica en carbohidratos glucocálix que cubre la superficie apical junto con las uniones estrechas entre las células vecinas actúan como barreras contra invasion2 patógeno. Las

reacciones de defensa específicas incluyen respuestas (Ig) mediadas celulares (LINFOCITOS T) y la inmunoglobulina. IgG, IgA e IgM (Cuadro 1) se secretan tanto del tejido linfoide sistémico y el tejido linfoide del cuerpo que se distribuye por debajo del epitelio (Cuadro 2). A continuación, se

transportan a través del epitelio por transcitosis y se secretan en el lumen cuando impidan la invasión patógena.Además, en los seres humanos, la IgG que está presente en el suministro de sangre de la madre es transportado por transcitosis a través de la placenta hasta el feto, o en ratas, la IgG en la leche es transportada a través del epitelio intestinal de los recién nacidos en los que entran en el sistema circulatorio del descendencia. Aunque transcitosis mediada por receptor se describe primero para las inmunoglobulinas, transcitosis es ahora reconocido como un mecanismo principal para la administración de proteínas a la superficie apical, y por el que se mantiene la polaridad de las células epiteliales. Todas las células epiteliales muestran transcitosis y, en algunas células, que es la ruta principal a la superficie apical. El objetivo de esta revisión

es la función y el transporte transcitótica de IgA polimérica e IgM y IgG monomérica. Estas tres clases de Ig están estrechamente involucrados en la inmunidad mucosa y su función depende, en gran parte, en el transporte transcelular a través de barreras epiteliales.

Transporte de IgA polimérica e IgM IgA dimérica (DIGA) es la principal clase de inmunoglobulina que se encuentra en secreciones de las glándulas mucosas y exocrinas. DIGA se produce localmente por los linfocitos B activados (células plasmáticas) que residen en la lámina propia mucosa. Células secretoras de IgA B pueden

ser activados en ambos mecanismos T-celldependent y T-independiente de células (recuadro 2). Esto último es importante en la producción de anticuerpos que son protectores en contra de las bacterias comensales que pueblan el intestino y probablemente representan una forma primitiva de la defensa inmune específica. Activación de células T-

independiente es probable que incluya la presentación de antígenos por las células dendríticas que se han demostrado

recientemente para probar directamente la microflora intestinal. Debido a la gran área de superficie del tracto intestinal, y su interacción constante con ambas flora endógena y microbios externos, los niveles más altos de DIGA en el cuerpo se secretan a partir de este órgano. DIgA también se encuentra en la

saliva, el calostro, la leche materna y lágrimas. DIGA está compuesta por dos subunidades IgA monoméricas y una cadena J polipéptido (Cuadro 1), aunque también se encuentran trímeros y tetrámeros. IgM

también está presente en las secreciones mucosas en los que se compone de pentámeros de monómeros de IgM que se ensamblan con una cadena J asociado (recuadro 1). Después de la secreción, DIGA

o IgM pentamérica se unen al receptor de inmunoglobulinas poliméricas (pIgR) que se encuentra en la superficie basolateral de las células epiteliales que forman la mucosa. Para simplificar, nos centraremos en el transporte de DIGA, aunque los mecanismos similares están involucrados en el transporte de IgM. El

pIgR es una proteína transmembrana con una región extracelular ligandbinding - dispuestos como cinco dominios extracelulares de 100-110 aminoácidos cada una, que comparten similitud con las regiones variables de inmunoglobulina - una región que abarca la membrana 23-amino-ácido y una cola citoplásmica de 103 aminoácidos (figura 1). Después de la síntesis en el retículo endoplasmático y la salida del aparato de Golgi, pIgR se entrega directamente desde la red trans-Golgi a la superficie basolateral donde se une DIGA. El complejo pIgR-DIGA a continuación, se endocitosis (Figura 2a, paso 1) y se transporta a través de una serie de compartimientos endosomal (Fig. 2A, paso 2) a través de la célula a la superficie apical. En ruta o en la superficie apical, es pIgR proteolíticamente escindido y el dominio de unión extracelular del receptor que está obligado a DIGA se libera en las secreciones de la mucosa (Fig. 2A, paso 3). Este dominio

extracelular escindido del receptor es conocido como el componente secretor (SC). Secretada DIGA en asociación con el SC se conoce como la IgA secretora (sIgA; BOX 2). Como era de esperar, los ratones

knockout que carecen de pIgR tienen un defecto significativo en la secreción de DIGA, aunque una pequeña pero significativa cantidad de DIGA todavía se encuentra en la

bilis, heces y el contenido intestinal, lo que indica que existen otras vías para la secreción DIGA. Sorprendentemente, Streptococcus

pneumoniae se une específicamente a pIgR

en la superficie apical de las células, lo que permite la adhesión bacteriana eficiente y la invasión (CAJA 3).

Sitios de acción DIGA / sIgA funciones DIGA / sIgA en al menos tres lugares diferentes:.. en el lumen del tracto gastrointestinal / respiratoria / urogenital, en el epitelio y en la lámina propia de prevención

luminal de fijación patógena Después de la transcitosis y la secreción mucosa en el lumen (Fig. 2A ), sIgA puede unirse a los antígenos, como las bacterias, virus, parásitos y toxinas. sIgA impide la fijación y la invasión de

estos agentes patógenos externos en las superficies de la mucosa al interferir con su motilidad - mediante la inhibición de la función de flagelos o mediante la inducción de la agregación microbiana - y compitiendo con el patógeno para los sitios de adhesión en la superficie apical de la última cells.The epitelial es una función de los restos de carbohidratos de Carolina del Sur. Por otra parte, mediante la unión a la superficie de los patógenos, sIgA impide estéricamente su fijación a los receptores celulares. Un ejemplo de esto es la

unión de sIgA a una glicoproteína de la envuelta viral en el virus de la inmunodeficiencia humana (VIH), que impide su replicación unión, internalización y posterior en la célula. Por último, luminal sIgA puede neutralizar la actividad tóxica de los productos de patógenos tales como toxins21 bacteriana.

Neutralización de virus intracelular. Además de la prevención de la unión y la invasión de patógenos en las células, tanto in

vivo y en estudios in vitro apoyan el papel

potencial de DIGA en la neutralización de virus intracelular (figura 2b). En el riñón canino Madin-Darby culta (MDCK), células, una línea de células epiteliales modelo, basolaterally interiorizado DIGA, que es específico para una proteína viral sobre (paso 1), se encuentra con un virus de la apical endocítica internalizado en estructuras similares (paso 2). Por tanto la inhibición de montaje / desmontaje viral o su liberación de la célula (por ejemplo, por la orientación virus de reticulado a los lisosomas, paso 3), esta

interacción reduce los niveles de virus medidos en los lisados celulares y fluidos apical después de la infección viral. Por lo tanto, dIgAmediated intraepitelial neutralización de los virus podría proporcionar un nuevo mecanismo para la prevención de la infección.

Secreción de Antigeno. La tercera línea de

defensa inmune mediada DIGA tiene lugar en la lámina propia. Antígenos patógenos son conocidos para penetrar en el epitelio, en el que acceder a la lámina propia e incluso entran en la circulación sistémica. Por lo tanto, los anticuerpos DIGA que se secretan continuamente por los linfocitos B pueden encontrarse y unirse a los antígenos en la lámina propia (Fig. 2c). Después de la unión,

los complejos DIGA-antígeno se secretan, a través de la vía de transcitótica pIgR-mediada, en el lumen de la mucosa donde se eliminan posteriormente por el cuerpo.

Transporte y la función de la IgG y FcRn IgG, la principal inmunoglobulina que se encuentra en el suero, es producido por los linfocitos B en los ganglios linfáticos periféricos y el bazo. La transferencia de IgG de la madre a la descendencia es el mecanismo a través del cual la descendencia adquiere la protección inmune contra la infección congénita y antígenos perjudiciales durante las primeras semanas de vida independiente. En los seres humanos (antes del nacimiento), la mayor parte de la IgG se transmite al feto del líquido amniótico a través del sistema vascular que está presente en la placenta. Aunque hay alguna transferencia

prenatal de la IgG a través del saco vitelino, ratones y ratas adquieren la mayor parte de su IgG del calostro y la leche a través del intestino delgado durante la lactation5. En cada caso, la IgG debe ser internalizada desde el polo apical de una célula epitelial y, a continuación transporta y libera de la superficie basolateral de la célula. El receptor

que se requiere para este transporte es FcRn, un complejo mayor de histocompatibilidad de clase complejo proteína I relacionada con el que media bidireccional transcitosis de IgG en una amplia variedad de tejidos. Al igual que el pIgR, FcRn pertenece a la familia de receptores Fc que están implicados en muchas funciones celulares, incluyendo la

regulación de la proliferación de linfocitos y la diferenciación, la fagocitosis de partículas IgGcoated y la liberación de agentes inflamatorios (Cuadro 1). FcRn es un heterodímero que se compone de un 50 - kDa

subunidad transmembrana de cadena que

se asocia de forma no covalente con la 15-

kDa, subunidad 2-microglobulina (figura

1). FcRn tiene un dominio citosólico 50-amino-ácido que contiene señales de clasificación que dirigen el tráfico intracelular del receptor. La estructura cristalina de FcRn se

ha resuelto con una resolución de 2,2 Å. Se

requiere que la 2-microglobulina

para la función FcRn, como 2-

microglobulina ratones knockout tienen defectos en el transporte de IgG.La actividad fisiológica y el metabolismo de la IgG, como DIGA y su receptor de pIgR, dependen del tráfico intracelular de FcRn. IgG se une con alta afinidad a FcRn a pH ligeramente ácido (por debajo de 6,5) pero con baja afinidad a pH neutro. En el intestino, la placenta y el saco vitelino, FcRn transporta la IgG de la superficie apical a la basolateral. En el

ambiente ácido del intestino delgado de rata, la unión de IgG a FcRn se produce en la membrana plasmática apical de los enterocitos (figura 3a, paso 1). En el saco vitelino y la placenta, donde el pH es neutro, IgG se endocitosis a través de la endocitosis de fase líquida, y la unión de IgG a FcRn se produce en el ambiente ácido del endosoma apical (Figura 3a, paso 2). Independientemente del mecanismo de

internalización de ligando, complejos FcRn-IgG son entregados por transcitosis a la superficie basolateral de la célula donde el pH neutro promueve la disociación de la IgG a partir de su receptor (figura 3a, paso 3).

Papel de FcRn en la regulación del catabolismo de IgG. Además de la mediación de la transferencia de IgG materna, FcRn es también importante en la regulación de la cantidad de IgG en serum.As descrita hace más de 30 años, la tasa de aumento de volumen de negocios de IgG como la cantidad de IgG en el suero rises.Turnover se produce en endotelial células e implica un proceso saturable que es probablemente mediada por el receptor. FcRn

es un buen candidato, ya que se localiza en las células endoteliales de las pequeñas arteriolas y capilares en el músculo y el

hígado, y la vida media en suero de IgG

en 2 - microglobulina ratones deficientes son anormalmente bajos en comparación con los animales control. Los posibles

mecanismos para la homeostasis de la IgG mediada por FcRn se muestran en la figura. 3b. En las células endoteliales, la IgG es absorbido por endocitosis en fase fluida y entregado a los endosomas (Figura 3b, paso 1). El destino de endocitosis Ig varía dependiendo de la concentración de internalizada es directamente proporcional a la concentración en niveles modestos serum.At de IgG, la mayor parte del ligando se une a FcRn y que o bien se recicla (paso 2) o se entrega por transcitosis a IgG-que la superficie basolateral, donde el pH neutro promueve la disociación y la liberación en el espacio intersticial (figura 3b, paso 3). Cuando los niveles de IgG son altos, el destino de internalizada Ig es diferente. Una vez que la

unión de FcRn está saturado, la IgG no unida al receptor se entrega junto con otro tipo de carga-fase fluida a los lisosomas, donde es luego degradado (figura 3b, paso 4). Por lo tanto, los niveles de IgG en el suero se rigen por la naturaleza de la interacción saturable FcRn-IgG intracelular.

FcRn en la activación inmune y la tolerancia. FcRn se expresa tanto en células humanas adultas intestinales epiteliales y monocapas de células intestinales T84 cultivadas, donde transcytoses en ambas direcciones, y ha dado lugar a la propuesta de una nueva función para FcRn. Este mecanismo se representa en

la figura. 3c. Implica la internalización de fase

líquida y el transporte de IgG desde el espacio intersticial a la luz intestinal, donde se libera en secreciones (Fig. 3c, los pasos 1 y 2). Después de la unión con su antígeno cognado en el lumen, el IgG- complejos antígeno se transcitosis en la dirección opuesta, la entrega de complejos inmunes a la lámina propia para la posterior inducción de la activación inmune o tolerancia (Figura 3c, los pasos 3 y 4). Los datos que apoyan este modelo se obtuvieron recientemente para el transporte luminal a serosa de una proteína quimérica que contiene la hormona eritropoyetina - que estimula la formación de rojo-sangre-célula - unido al fragmento Fc de la IgG1. La eritropoyetina-Fc quimera se transporta a través de la barrera

intestinal de ratones recién nacidos o el epitelio respiratorio de ratones adultos en una reacción dependiente de FcRn que estimula la producción de progenitoras de glóbulos rojos. FcRn mediada inmunovigilancia IgG-antígeno podría ser particularmente importante en el tracto respiratorio inferior y genitales femeninos de los seres humanos en el que la concentración de IgG es mayor que la IgA. Sin embargo, la contribución relativa de

sIgA o IgG en la inmunorregulación en estos u otros tejidos que queda por determinar.

Vías transcitótica en células epiteliales polarizadas tráfico intracelular de pIgR- dIgA. La ruta intracelular para la transcitosis de complejos pIgR-dIgA ha sido ampliamente estudiado en células MDCK polarizadas (transfectadas con ADNc pIgR), los hepatocitos de hígado de rata y lines.As celular de los hepatocitos derivados descritos anteriormente, el primer paso en este proceso es a través de la internalización de clatrina depresiones revestidas de pIgR-DIGA de la superficie basolateral / sinusoidal de la célula (figura 4, paso 1). Esto requiere dos residuos de tirosina citoplasmáticos en las posiciones de aminoácidos 668 y 734 de pIgR43. Rapid

endocitosis también requiere serina 726, un sitio principal para pIgR phosphorylation44. Internalizada pIgR-DIGA se entrega a periféricamente localizada basolateral endosomas temprano (figura 4, paso 1). La pequeña GTPasa Rab5 y su

proteína efectora, el endosoma temprano antígeno 1 (EEA1), se asocian con este compartimiento. complejos pIgR-DIGA, una vez separadas de los marcadores de la fase de fluido (figura 4, paso 2a), se concentran en la membrana ricas en extensiones tubulares de este compartimiento, junto con los receptores que eventualmente reciclar y volver a la superficie basolateral / sinusoidal ( . la figura 4, el paso 2b y 3a). La mayoría de los complejos de pIgR-DIGA, y una fracción significativa de las proteínas de reciclaje basolateral como la transferrina (Tf) y su receptor, son entregados posteriormente en un actina y los microtúbulos dependiente de la forma a un compartimiento perinuclear que se extiende en las células ofMDCK citoplasma apical (Figura 4, el paso 2c). Este

compartimiento se describe vario como el reciclaje endosoma, endosoma reciclaje

endosoma común o común (CRE). La CRE tiene una morfología tubular, recibe asociada a la membrana de carga que se internaliza tanto de los polos apical y basolateral de la célula (figura 4, el paso 2c y 7a), y es probable que sea la estación primaria para separar apicalmente destinada pIgR- DIgA a los receptores, como el receptor de Tf, que reciclará vuelta al polo basolateral de la célula (Figura 4, el paso 3a). Un compartimento paracentriolar equivalente se observa en los hepatocitos de hígado de rata y en la línea celular hepatocytederived WIF-B. Rab17 , una

GTPasa epitelial específico de Rab, se localiza en un compartimento similar en EpH4 células epiteliales de glándula mamaria y regula el reciclaje basolateral de Tf y su receptor. En las células MDCK, Rab17 se localiza en un compartimiento tubular-vesicular subapical que contiene transcytosing pIgR-DIGA, y la sobreexpresión de Rab17 inhibe pIgR-DIGA transcytosis55. Ya sea Rab17 también se asocia con la CRE de las células MDCK o otros compartimentos (ver más abajo) Queda por determinar. Los pasos

finales en pIgR-DIGA transcitosis son controvertidos y objeto de una investigación en curso (Cuadro 4). Una hipótesis es que, después de la salida de la CRE, pIgR-DIGA se transporta a un compartimiento distinto conocido como el endosoma reciclaje apical (ARE) en células MDCK o el compartimento subapical (SAC) en los hepatocitos (figura 4, paso 3c). El ARE / SAC se propone para

funcionar como el compartimiento final que regula la entrega de componentes intracelulares a la membrana plasmática apical. A este respecto, las pequeñas

GTPasas Rab11 y Rab25 se asocian con este compartimiento y regulan el tráfico transcitótica y reciclaje apical. Después de la

salida de la ARE (figura 4, paso 4), el pIgR se entrega a la superficie celular apical. O

bien en el camino a, o en la membrana

plasmática apical, el pIgR se escinde proteolíticamente por una proteinasa tiol-dependiente, liberando el receptor y los componentes en forma en secreciones (figura 4, paso 5). Sin embargo, en las células MDCK, una fracción grande de pIgR-DIGA escapa de escisión y se internaliza desde el polo apical de la célula, donde se entrega a apical endosomas temprano (figura 4, paso 6). A continuación, se entrega posteriormente a la CRE o elementos Rab11-positivos de la

ARE (figura 4, paso 7a), desde donde se recicla. Entrega a la ARE es un proceso

dependiente de microtúbulos. Menos del 10%

de apicalmente interiorizado pIgR-DIGA se transcitosis y lanzado hacia la membrana basolateral. Reciclaje apical eficiente asegura que la mayor parte del complejo pIgR-DIGA finalmente se escinde y se libera en las secreciones.

El tráfico intracelular de FcRn-IgG. A diferencia de la pIgR, FcRn se conoce a someterse a transcitosis en ambas direcciones. Además, una fracción de los complejos ligando-receptor puede reciclar en la superficie celular o ser transportada a los lisosomas donde son degradados. La vía para

la transcitosis apical a basolateral de FcRn-IgG se ha explorado en las células epiteliales cultivadas, en el saco vitelino fetal de ratas, placenta humana y en los enterocitos fetales. En este último, FcRn se concentra en la base de las microvellosidades apicales en depresiones revestidas, y, como se describió anteriormente, la unión al receptor de ligando se produce en el pH ácido de la lumen.Next intestinal, el complejo receptor-ligando es internalizado por un proceso que es dependiente de un dileucina distinto y único motivo de internalización triptófano, y se entrega a un compartimiento tubulovesicular pleiomorphic que subyace a la membrana plasmática apical (figura 5, paso 1). La

ubicación, la morfología y la presencia de tanto la membrana y marcadores de fase fluido indican que este compartimento es un endosoma temprano apical. En el endodermo de absorción del saco vitelino fetal, FcRn no se encuentra en la superficie, pero, en su lugar, se localiza en subapical tubulovesicular apical endosomas temprano. En este tejido, la IgG es internalizado por endocitosis de fase líquida, que luego se une a FcRn en el lumen de ácidos de este compartimiento apical endocítica (figura 5, paso 2). Del mismo

modo, en las células MDCK que expresan FcRn funcional, apicalmente internalizado IgG se entrega a apical endosomas temprano, donde se une FcRn61. FcRn-IgG se separa luego de los marcadores de la fase fluida no receptorbound, que se entregan a finales de los endosomas y lisosomas (Figura 5, el paso 3a) y se trate de reciclar (paso 3b) o entregarse en la AEE (Fig. 5, el paso 3c) a un conjunto adicional de tubulovesicular

endosomas. Estos se encuentran en la región perinuclear así como subyacente a las superficies laterales de la célula (Figura 5, el paso 3c), y podría representar elementos de la Tf-rica CRE. En los enterocitos, se

observaron vesículas recubiertas (100-nm de diámetro) y, probablemente, sirven como portadores exocytic a la superficie celular basolateral (figura 5, paso 4). Curiosamente, vesículas recubiertas de 60 nm de diámetro también se observan en las células MDCK que brote de la CRE y están involucrados en el reciclaje de los complejos del receptor de Tf-al polo basolateral de la cell68. Estas

vesículas pueden servir a un propósito similar en la entrega de FcRn-IgG a la superficie basolateral de las células MDCK. Es probable

que la transcitosis basolateral a apical de FcRn-IgG seguirá una vía similar a la descrita para el pIgR, pero esto queda por determinar (figura 5, pasos 5-8). Ahora que FcRn funcional se ha expresado en las células MDCK, debe ser posible comparar más cuidadosamente los compartimentos implicados en el tráfico de FcRn en comparación con los que participan en el tráfico pIgR.

Reglamento de transcitosis Reguladores de pIgR-DIGA transcitosis. Transcitosis de pIgR-DIGA ha sido objeto de muchos estudios y se regula / modulado por el citoesqueleto, GTPasas de la familia Rho, Rab GTPasas (incluyendo Rab3b, Rab11, Rab17 y Rab25),

el heterotrimeric G-proteína Gs 75,76, TAP / p115, calmodulina, fosfatidilinositol-3-quinasa, trampas (incluyendo syntaxin 3, SNAP-25 y celubrevina), proteína quinasa

C 85,86, p62yes, fosfolipasa C 88, el AMP cíclico, calcio intracelular , agentes que alteran el pH organoides, la asociación con microdominios lipídicos, brefeldina A91, la fosforilación del receptor de la serina 664, la dimerización del receptor y la unión del ligando. En esta sección se destacan algunos mecanismos nuevos y emergentes de regulación pIgR-DIGA transcitosis.

La estimulación dependiente de ligando de pIgR tráfico. Análisis de tráfico pIgR-DIGA ha aportado importantes conocimientos sobre la clasificación del receptor y los compartimentos intracelulares que están involucrados en este proceso. Además, el

pIgR proporciona información importante acerca de cómo la señalización del receptor pueden modular la magnitud y velocidad del tráfico endocítica.Aunque pIgR vacío - que es, pIgR sin ligando unido - se somete a transcitosis constitutiva, DIGA unión estimula receptor de transcitosis tanto in

vitro como in vivo, aunque esto podría no ser

cierto para pIgR humana. Sin embargo, en algunas especies, esto es un mecanismo importante que permite que el epitelio para ajustar la velocidad de formación de sIgA de acuerdo con la cantidad de DIGA disponible. Transcitosis estimulada por

ligando se acopla con, y requiere la producción de, mensajeros secundarios, incluyendo inositol 1,4,5-trifosfato (Ins (1,4,5) P3) y libre de Ca2 + intracelular. Las observaciones recientes indican que la generación de estas moléculas de señalización depende de la familia de proteínas tirosina quinasa Src p62yes (figura

6). p62yes co-inmunoprecipitados con el pIgR

en una fracción endosomal que se enriquece en transcytosing pIgR. La transcitosis de DIGA en la bilis se deteriora de manera significativa en los animales knockout que carecen de expresión p62yes, lo que indica que se requiere para esta quinasa eficiente transcytosis87. Interacción de la pIgR y

p62yes se produce a través del extremo carboxilo terminal de la pIgR (residuos de aminoácidos 727 a 736), aunque es probable que sea la interacción indirecta. El objetivo

probable de p62yes es fosfolipasa C que es fosforilada tras DIGA vinculante y es necesario para Ins ligando-estimulados (1,4,5) P3 de producción y la producción de diacilglicerol (DAG) 88. Ins (1,4,5) P3, a su

vez, estimula la liberación de calcio de las reservas intracelulares apicalmente localizadas, y transcitosis ligandstimulated puede ser bloqueada por el Ins (1,4,5) P3 antagonista del receptor de xestospongin C97. El requisito para estos eventos de señalización aguas arriba puede ser evitado por el tratamiento de las células con ionomicina, un ionóforo de Ca2 +. El aumento

de Ca2 + intracelular, oupled con la producción de DAG, promueve la activación y asociación de la proteína quinasa C

épsilon (PKC con pIgR-DIGA

endosomas. estimula la PKC pIgR-DIGA transcitosis, aunque su mecanismo de acción que queda por determinar. Otros dos

hallazgos son dignos de mención. En primer lugar, los p62yes cascada de señalización - que puede ser iniciada en la membrana plasmática basolateral o en endosomas principios basolateral - se activan rápidamente después de la unión de DIGA al receptor, y se transmiten a través de la célula, donde estimula la transcitosis DIGA a una más tarde etapa en la vía transcitótica (CRE o ARE) 88,97. En segundo lugar, el tratamiento

ionomicina no tiene efecto en la transcitosis pIgR a menos que el receptor se une primero DIGA ligando en el polo basolateral de la célula y dimeriza. Esto indicaría que se requiere un paso adicional 'sensibilización' para transcitosis estimulada por ligando. Este

último paso consiste en una arginina en la posición 657 del dominio citoplásmico del receptor, y la sensibilización se bloquea cuando este residuo está mutado a una alanina no phosphorylatable (Ala) (R657A). Esta etapa de sensibilización se ha

caracterizado recientemente y es probable que la participación de la GTPasa Rab3b. El Rab3 subfamilia (Rab3a-d) regula la exocitosis de Ca2 +-estimulado en varios tipos de células, incluidas las neuronas y células endocrinas. Rab3b también se

expresa en las células epiteliales. De importancia, Rab3b interactúa directamente con el pIgR vacío, pero en menor medida con el receptor unido al ligando. Rab3b une a los

residuos 655 a 668 en el dominio citoplásmico de la pIgR, y ligando inducida por la disociación de Rab3b se bloquea en el mutante R657A, como se describió anteriormente. Por otra parte, la disociación

inducida por el ligando no se observa si DIGA está obligado a pIgR en el polo apical de la célula, y también se evita mediante el tratamiento con inhibidores de tirosina quinasa o quelantes de calcio, o por la expresión de un mutante dominante-Rab3b activo (Rab3bQ81L) que está bloqueado en los state.As unida a GTP activo predicho, inhibe la expresión de Rab3bQ81L ligando estimulada por transcitosis de pIgR, presumiblemente debido a la GTPasa no es capaz de sufrir hidrólisis y disociarse de los receptor.As en las neuronas, Rab3 regula negativamente el tráfico exocítica. Estos resultados indican que los receptores tales como pIgR pueden interactuar directamente con su propio tráfico. Los compartimentos

endocítica en Rab3b que asocia y se disocia,

y si pIgR actos unido a ligando como un factor de intercambio de Rab3b o proteína activadora de GTPasa en esta reacción, queda por determinar.

Papel del citoesqueleto en el tráfico pIgR. Transcitosis de la pIgR también se rige

por el citoesqueleto. Los microtúbulos son

necesarios para la transferencia eficiente de pIgR-DIGA basolateral de endosomas temprano para los compartimentos endocítica más apicales (CRE y ARE) 69, 70. El motor molecular que impulsa este proceso es desconocido, pero es probable que sea dineína o un motor quinesina no convencional que propulsar vesículas a lo largo de los microtúbulos que recubren las superficies laterales de la celda y están orientados con sus extremos menos hacia el polo apical de la célula . En adición a los microtúbulos, actina es también importante en el tráfico pIgR. pIgR-DIGA transcitosis se desaceleró

significativamente en las células MDCK citocalasina-D-tratados. Citocalasina D inhibe un evento temprano en pIgR-DIGA transcitosis que precede a la etapa de microtubuledependent y deteriora tránsito entre los endosomas basolateral y los compartimientos endosomal más apicales. Curiosamente, citocalasina D sólo

afecta transcitosis de ligando-receptor ocupado, como receptor de transcitosis desocupada se ve afectado por citocalasina D tratamiento (RR y GA, observaciones no publicadas). De hecho, la actina filamentosa se asocia con pIgR-dIgAlabelled endosomas en la base de las células MDCK polarizadas. La unión del ligando pueden facilitar la transcitosis por impulso de la propulsión vesícula endocítica como resultado de la formación de COMET actina, y por estimular el movimiento por motores miosina, o favoreciendo la renovación actina.

Reglamento de pIgR-DIGA transcitosis por GTPasas de la familia Rho. Además de las GTPasas de la familia Rab, la familia Rho GTPasas RhoA, Rac1 y Cdc42 también

gobiernan transcitosis basolateral a apical de pIgR-DIgA. GTPasas de la familia Rho se identificaron originalmente como acoplamiento de las señales de señalización extracelulares a los cambios en el citoesqueleto de actina. Además, ahora se sabe que regulan

varias funciones celulares, incluyendo el tráfico endocítica y biosintética. La expresión de un mutante dominante-RhoA activa (RhoAV14) estimula tanto la internalización basolateral y apical de los complejos de pIgR-DIGA, mientras que la expresión de RhoAN19 dominante negativo tiene el efecto opuesto. Expresión de RhoAV14 también

disminuye notablemente pIgR-DIGA transcitosis atrapando pIgR-DIgA en basolateral endosomas tempranos y retrasando su salida de este compartimiento. RhoAV14 expresión tiene poco efecto sobre el reciclaje apical del complejo receptor-ligando. Rac1 también

regula la internalización basolateral y apical de pIgR-DIGA, pero de una manera opuesta a RhoA.Expression de Rac1V12 dominante-activo ralentiza pIgR-DIGA endocitosis, mientras que la expresión de Rac1 dominante negativo estimula la internalización. Rac1V12 expresión bloques transcitosis atrapando el pIgR-DIGA en un agregado central compuesta de elementos de CRE y el reciclaje ARE.Apical se ve afectado de manera similar por la expresión de Rac1V12. Por último, también regula Cdc42 pIgR-DIGA internalización y transcitosis. Expresión de

cualquiera Cdc42V12 dominante activo o Cdc42N17 dominante negativo disminuye pIgR-DIGA internalización y transcitosis basolateral a apical. Estos resultados indican que la familia Rho GTPasas podrían regular varios pasos en pIgR-DIGA transcitosis. Los

efectores corriente abajo de estas GTPasas aún no se han definido, a pesar de la modulación del citoesqueleto de actina podría regular la transcitosis de tanto pIgR-DIGA-IgG y FcRn (ver más abajo).

Reglamento de transcitosis FcRn-IgG En contraste con el transporte pIgR-DIgA, mucho menos se sabe acerca de la regulación de transcitosis FcRn-IgG. La

fosforilación de FcRn regula la transcitosis de este receptor. Serina (Ser) 313 y Ser319, en los dominios citoplasmáticos de FcRn, son los principales sitios de fosforilación de receptores en las células de los túbulos colectores del centro de la medular cultivadas renales que son transfectadas con este receptor. Cuando Ser313 está mutado a un

residuo de Ala (S313A), transcitosis apical a basolateral, pero no basolateral-toapical, se redujo la velocidad y significativamente

afectada. La mutación S319A disminuye la transcitosis, pero en un grado menor que el mutant.Mutation S313A de Ser313 a un residuo de ácido aspártico - que imita la carga negativa de un grupo fosfato - tiene el efecto predicho y estimula la transcitosis apical a basolateral. Se observó un aumento en el reciclaje apical del receptor de S313A, lo que indica que la fosforilación podría regular la entrada en la vía transcitótica. Por contraste con el pIgR, donde se cree que la fosforilación de Ser664 para inactivar una señal de clasificación basolateral promoviendo así delivery92 apicales, la fosforilación de S313 en FcRn puede crear una señal de clasificación basolateral que promueve la entrega basolateral de este receptor. La evidencia reciente indica que la transcitosis FcRn-IgG también es modulada por agentes que o bien perturbar el citoesqueleto, altera el pH de los compartimentos intracelulares o reduzcan cascadas de señalización intracelulares. El agente actindisrupting, citocalasina D, disminuye la transcitosis basolateral-toapical de FcRn-IgG en las células de coriocarcinoma BeWo, pero no tiene efecto en la transcitosis apical a basolateral de la receptor99. El efecto de la despolimerización de microtúbulos nocodazol agente depende del tipo de célula, no teniendo efecto, el bloqueo de sólo transcitosis basolateral a apical o el bloqueo de transcitosis en ambas direcciones. La monensina, lo que aumenta el pH de los orgánulos intracelulares, bloques FcRn transcitosis en ambas direcciones. Otros agentes que alteran la transcitosis FcRn-IgG incluyen los antagonistas de la fosfatidilinositol-3-quinasa wortmanina y LY294002, y el antagonista de calmodulina W-7, que afecta selectivamente a transcitosis

basolateral a apical de Fc RII-FcRn chimaeras100. Con el reciente desarrollo de varios in vitro en sistemas modelo, que debe ahora ser posible diseccionar las vías de señalización que regulan la vía transcitótica FcRn-IgG.

Resumen y conclusiones Igs son importantes en la prevención de infecciones bacterianas y virales por interactuar específicamente con y neutralizar patógenos. Ig, tales como IgA, IgG e IgM puede no simplemente difunden a través de las barreras epiteliales que están presentes

en la mucosa y de la placenta, pero en su lugar son transportados activamente por los dos receptores, pIgR y FcRn. La IgM se une pIgR DIGA y pentamérica en la superficie basolateral de la célula epitelial y transporta estos Igs en la dirección basolateral a apical. Este transporte es altamente regulado y supone el citoesqueleto, varios Rab GTPasas y algunas cascadas de señalización, incluidas las que dependen de la unión del ligando. Los compartimentos que están involucrados en pIgR-DIGA transcitosis y la regulación de la vía transcitótica siguen siendo áreas activas de research.At la membrana plasmática apical, el pIgR se escinde proteolíticamente, liberando la envolvente DIGA / IgM en secreciones. Aunque puede haber algunos reciclaje apical, el pIgR se somete efectivamente una ronda de tráfico antes de que se utiliza. Otras áreas de investigación activa incluyen el uso de sIgA para la inmunoterapia, el uso de pIgR como un medio de suministro de genes dirigidos a células epiteliales y el papel de pIgR-DIGA en la neutralización del virus y antígeno secretion101-103. Transporte de IgG está mediada por FcRn, y al igual que el transporte pIgR-DIgA, implica el transporte transcelular. Sin embargo, hay algunas diferencias. En primer lugar, la unión de IgG a la FcRn puede ocurrir ya sea en la superficie o en los endosomas, y esto refleja, en parte, la unión-dependiente del pH bajo de IgG a FcRn. En segundo lugar, el transporte puede ocurrir tanto en la dirección apical a basolateral y basolateral a apical. En tercer lugar, la liberación de IgG a partir de FcRn depende principalmente de los cambios dependientes del pH en la afinidad del receptor-ligando, y no de escisión proteolítica. En cuarto lugar, FcRn probablemente puede someterse a varios ciclos de transcitosis antes de ser entregado. Al igual que en el transporte pIgR-DIgA, transcitosis FcRn-IgG también es probable que sea altamente regulado. Dado que los modelos de cultivo celular para el transporte FcRn sólo se han desarrollado en los últimos años, nuestra comprensión de los compartimentos implicados y de los mecanismos de regulación, está muy por detrás de la de transporte pIgR-DIgA. Sin embargo, los datos actuales indican la participación del citoesqueleto y las cascadas

de transducción de señales. FcRn también tiene una función importante en la regulación del catabolismo de IgG. Por último, FcRn-IgG, como pIgR-DIGA, se ha propuesto para ser importante en eutralization intracelular y los datos recientes indican que podría ser importante en la activación inmune y la tolerancia. Estas son las áreas de investigación que son seguros para ser explorado con más detalle en el futuro próximo.

Las inmunoglobulinas son en forma de Y heteroméricos complejos de proteínas que están compuestas de dos cadenas ligeras (Mr = 25 kD) y dos cadenas pesadas (Mr = 55 kD) en el caso de la IgG, y se producen y secretan por las células plasmáticas. Las cadenas ligeras interactúan con el extremo amino terminal de las cadenas pesadas para formar dos brazos - la porción Fab - que contienen los sitios antigenbinding en las puntas. Los términos carboxilo de las cadenas pesadas se combinan para formar una región del tallo llamado el dominio Fc que permite la interacción con moléculas tales como el complemento o receptors.Mammals Fc tiene cinco clases diferentes de inmunoglobulinas: IgA, IgD, IgE, IgG e IgM. Estos varían en función del tipo de cadena pesada utilizado y su capacidad para formar multímeros de complejos en forma de Y. Independientemente de la clase de inmunoglobulina, cada complejo en forma de Y

contiene cualquiera o cadenas ligeras que se asocian con cadenas pesadas de forma 1:1. Las inmunoglobulinas se unen a las células por sus interacciones con los receptores de Fc. Los

receptores Fc bestunderstood son FcRn y Fc R

(que se unen IgG), Fc R (que se une IgE) y pIgR 105 (que une polimérico IgA e IgM). FcRn y pIgR están involucrados en el transporte de las inmunoglobulinas, mientras que FcRn también controla la vida media de la IgG en el

suero. Fc R y Fc R son receptores de señalización que, después de la unión de la IgG o IgE, respectivamente, regulan diversas formas de endocitosis incluyendo fagocitosis, producción de anticuerpos y las respuestas inflamatorias. Por ejemplo, la unión de complejos IgE antígeno a la

superficie celular Fc R en los mastocitos estimula la liberación de histamina, que representa el picor y el enrojecimiento que está

asociada con reacciones alérgicas. Hay tres

isoformas de Fc R (Fc RI, Fc RII y

Fc RIII) y dos isoformas de Fc R (Fc RI y

Fc RII). Para más detalles, vea.

sIgA es un mecanismo de defensa específico que los patógenos encontrarse como entran en contacto con las superficies mucosas 102 . Tras la secreción por las células plasmáticas (paso 1), se une a la DIGA pIgR y es transportado a través del epitelio y puesto en libertad en el polo apical de la célula unido al componente secretor (SC) (pasos 2-4). En las secreciones, sIgA impide la adherencia y la invasión bacteriana y viral mediante la agregación y la inmovilización de estos agentes patógenos (paso 5), neutralizando eficazmente su capacidad de causar la infección. Patógenos neutralizados se borran por el peristaltismo intestinal o por la escalera mecánica mucociliar de las vías respiratorias. En el intestino, los patógenos son muestreadas por las células M especializados (paso 6), que antígenos de transporte a las células antigenpresenting subyacentes, incluyendo los macrófagos y las células dendríticas (paso 7). A su vez, estas células se activan los linfocitos T auxiliares (paso 8), que producen interleuquinas que estimulan la producción de IgA polimérica por las células plasmáticas (paso 9). Un mecanismo de T-cellindependent existe también podría implicar que las células dendríticas (paso 10). Inmunoterapia tópica implica la entrega de sIgA o IgMs a las superficies expuestas, tales como la mucosa, donde se neutralizan patógenos 103 . El truco es entregar grandes cantidades de estos anticuerpos durante un

período prolongado de tiempo en una forma que es resistente a la degradación. SC aumenta la vida útil de anticuerpos secretores al disminuir la proteólisis y la rotación. sIgA puede ser producido en plantas de tabaco transgénicas que producen

un cadena ligera, un híbrido de la cadena pesada, una cadena J y SC 106 . sIgA recombinante es capaz de prevenir la colonización oral de Streptococcus mutans cuando se administra por vía oral 107 . Debido a que la glicosilación y el conjunto de sIgA es probable que difieran entre las plantas y los mamíferos, los intentos más recientes han empleado sistemas de células de mamífero en el que IgA monoclonales específicos para los patógenos particulares, se combinan con SC in vitro 103 . Además, se están desarrollando sistemas en los que una sola célula de mamífero se transfectaron con los ADNc para las cadenas pesada y ligera (específico para un epítopo particular), la cadena J y SC, proporcionando los componentes necesarios para construir grandes cantidades de sIgAs específicos 103 . La administración pasiva de estos complejos de anticuerpos recombinantes podría ser útil en casos en los que no existan vacunas eficaces, cuándo o si se produce resistencia a los antibióticos, o cuando se encuentran nuevos patógenos.

El pIgR es una proteína de membrana de tipo I que tiene una gran región extracelular dispuestos en cinco dominios (que son homólogas a los dominios variablelike de la superfamilia de Ig), una región transmembrana y una región citoplásmica 103-amino-ácido. El FcRn es una proteína de membrana tipo I que se relaciona con moléculas MHC de clase I. Se trata de un heterodímero

compuesto de un pequeño subunidad 2-

microglobulina y se asocia con un mayor -subunidad que consiste en tres dominios

extracelulares ( 1 - 3) relacionados con los dominios constante-como de la superfamilia de Ig, una región transmembrana y una cola citoplásmica de 50-amino-ácido. MHC, complejo mayor de histocompatibilidad; pIgR, receptor de inmunoglobulinas poliméricas.

Figura 2 | Funciones DIGA / sIgA y pIgR. Un Formación del SIGA. DIGA es secretada por las células plasmáticas, donde se une a la pIgR en el polo basolateral de las células epiteliales secretoras. DIGA se transporta a través de una serie de compartimientos endosomal (paso 1) en la ruta para el dominio de membrana plasmática apical (paso 2), donde una proteinasa escinde el gran dominio extracelular del receptor, liberando de este modo que, unido a DIGA, en secreciones (paso 3 ). DIgA, en asociación con el fragmento escindido del receptor (también conocido como el componente secretor, Carolina del Sur) forma sIgA. En las secreciones, sIgA interactúa con antígenos / agentes patógenos, la neutralización de su capacidad para causar la enfermedad. b | neutralización del virus intracelular. complejos pIgR-DIGA se entregan a endocítica compartimientos (paso 1) donde se encuentran con virus que infectan (paso 2) o proteínas de membrana virales recién sintetizadas. La interacción de pIgR-DIGA con el virus impide que el virus de montaje / desmontaje y la salida de la célula, posiblemente por dirigir complejos pIgR-DIGA-virus a los lisosomas (paso 3) en los que se degradan. c | secreción de antígeno. Antígenos patógenos que penetran en el epitelio y entran en la lámina propia están obligados a pIgR-DIGA, internalizados (paso 1), transportados a través de la celda (paso 2) y se liberan en el polo apical de la célula (paso 3) en el que se borran. DIGA, dímero IgA; pIgR, receptor de inmunoglobulinas poliméricas; sIgA, IgA secretora.

Recuadro 3 | Uso de pIgR como un portal para la adhesión bacteriana y la invasión en las células epiteliales El pIgR es importante en el transporte de inmunoglobulinas secretoras que impiden la adherencia y la replicación bacteriana y viral. Sorprendentemente, se utiliza por algunas bacterias patógenas como un mecanismo para unirse a e invadir células epiteliales. Streptococcus pneumoniae se adhiere a e invade el epitelio del tracto respiratorio superior e inferior que causa la sepsis, meningitis y pneumonia.Adhesion de S. pneumoniae a las células implica varias adhesinas potenciales, incluyendo la proteína de unión a fosforilcolina (CbpA) y una proteína altamente relacionada, SpsA.Bacteria que la falta CbpA muestran una disminución en la adhesión a células epiteliales y, como resultado, es menos probable que colonizar el nasopharynx.Unexpectedly , el receptor para ambas de estas adhesinas es probable que sea el dominio extracelular de los anticuerpos pIgR14.Anti-pIgR humanos puede evitar la adhesión bacteriana a las células nasofaríngeas, mientras que la regulación al alza de la expresión pIgR, mediante el tratamiento de las células con interferón-γ, estimula la adhesión bacteriana y invasion.MDCK células transfectadas con el pIgR humana son permisivas para la adhesión bacteriana y la invasión, mientras que la adhesión y la absorción en las células no transfectadas es ligera. Curiosamente, las bacterias internalizadas apicalmente se transfieren a través del epitelio, donde son liberados a través del polo basolateral de la célula, dejando el epitelio intacto. Por último, la sepsis bacteriana se reduce significativamente en los ratones que carecen de p62yes, una quinasa implicada en pIgR transcitosis.

Figura 3 | Funciones de IgG y FcRn. un | Transporte de IgG. En ratas lactantes intestino delgado, donde el pH extracelular es ligeramente ácido (pH 6,0-6,5) - IgG se une a FcRn situado en enterocitos, donde se endocitosis (paso 1). En las células, tales como las que recubren el saco vitelino - donde el pH del fluido extracelular es neutral - IgG es internalizado por

endocitosis en fase fluida (paso 2). En este caso, la unión a FcRn se produce en el ambiente ácido del endosoma temprano. Complejos FcRn-IgG se transportan a la superficie celular basolateral (paso 3), donde el pH neutro en el lado de la serosa del tejido promueve la disociación ligando y la secreción. b | Reglamento del catabolismo de la IgG. En las células endoteliales, la IgG es absorbido por endocitosis en fase fluida y entregado a los endosomas (paso 1), donde interactúa con FcRn.Ligando - unido al receptor - o bien se recicla de nuevo a la membrana plasmática apical en el que se devuelve a la sangre (paso 2), o transportado a, y se libera en, el polo basolateral de la célula (paso 3). Cuando las concentraciones de IgG son altos y la unión a FcRn se convierte en limitante, IgG no unido se entrega junto con el líquido a granel a los lisosomas donde se degrada (paso 4). c | FcRn-IgG en la activación inmune y la tolerancia. IgG se endocitosis en el polo basolateral de la célula (paso 1) y transportado por FcRn para el polo apical de la célula, donde se libera en secreciones (paso 2). Después de la unión al antígeno, los complejos de antígeno-IgG, internalizado por endocitosis en fase fluida o a través de sus interacciones con FcRn (paso 3), se transcitosis en la dirección opuesta (paso 4), la entrega de complejos inmunes a la lámina propia para la posterior inducción de activación inmune o tolerancia (paso 5).

Figura 4 | . vía transcitótica de pIgR-DIGA DIGA se une a pIgR en la superficie basolateral de la célula donde se internaliza junto con marcadores de fase fluido y proteínas de reciclaje basolateral tales como Tf y su receptor (TfR) (paso 1). Carga endocitosis se entrega a Rab5 y EEA1 positivo basolateral endosomas temprano (BEE). En este compartimiento de varios eventos de clasificación ocurrir, incluyendo el transporte de carga de fase líquida (paso 2a) a Rab7-y endosomas tarde Rab9-positivo (LE) y lisosomas (no se muestra), el retorno de una fracción significativa de proteínas de reciclaje basolateral a la superficie celular basolateral (paso 2b), y la entrega de la mayoría de pIgR-DIGA y los complejos del receptor de Tf restantes a la endosoma reciclaje común Rab17-positivo (CRE) (paso 2c). En la CRE pIgR-DIGA está ordenada de todas las proteínas de reciclaje basolateral restantes (paso 3a). El destino de pIgR-DIgA en este momento no está claro. Una hipótesis es que se entrega directamente a la membrana plasmática apical (paso 3b, véase BOX 4 ). Una hipótesis alternativa es que

pIgR-DIGA se transporta a la Rab11, Rab17-y los elementos de Rab25-positivos del endosoma reciclaje apical (ARE) (paso 3c). A partir de aquí se ha entregado a la membrana plasmática apical (paso 4), donde la escisión proteolítica libera la porción de unión al ligando del receptor y DIGA asociado en secreciones (paso 5). Algunos pIgR-DIGA escapa escote y se internaliza junto con los marcadores de la fase fluida del polo apical de la célula (paso 6) en el que se entrega a Rab5 y EEA1- apical principios positivos endosomas (AEE). pIgR-DIGA se recicla a la superficie apical a través de la CRE o ARE (paso 7a), mientras que los marcadores de fase líquido se entregan a los endosomas tardíos (LE) (paso 7b). DiGr, IgA dimérica; pIgR, receptor de inmunoglobulina polimérica; Tf, transferrina; TfR, receptor de la transferrina. Cuadro 4 | ¿Cuántos compartimientos están involucrados en DIGA transcitosis? En la actualidad, no está claro cómo muchos endocítica compartimentos están involucrados en pIgR-DIGA transcytosis.Mathematical modelado ha llevado a la hipótesis de que transcytosing DIGA se entrega desde los endosomas de reciclaje común (CRE) a la superficie celular apical. Un modelo alternativo propone que la transcitosis requiere el paso a través del endosoma reciclaje apical (ARE) / compartimento subapical, antes de la llegada en la membrana plasmática apical. Sostenemos que este último modelo se ajusta a los datos mejor por las siguientes razones. En primer lugar, después de la clasificación de la transferrina (Tf) complejos de los receptores en la CRE, IgA se acumula debajo de la membrana plasmática apical en elementos largos tubular endosomas y vesiculares, que tienen una morfología en forma de C y podría representar vesículas transcitótica. Es importante destacar que, Tf no se observa en esta región de la célula. En segundo lugar, la GTPasa Rab11 podría ser un marcador compartimental-específica de la ARE.Although Rab11 se encuentra en el trans -Golgi red (TGN) y Tf-rica endosomas de reciclaje de las células CHO no polarizadas, hay poca superposición entre endógena Rab11 y la endocítica compartimentos de los que se accede por complejos de Tf-receptor endógeno en células MDCK 46,51 . La pequeña cantidad de Rab11 que se ha informado de que se asocia con endosomas de reciclaje es probable que refleje el transporte de carga Rab11-dependiente entre la CRE y la SE. Significativamente, la expresión de cualquiera de mutantes dominantes negativos o dominante-activo de Rab11 interrumpir pIgR-DIGA transcitosis y reciclaje apical, pero no tienen efecto sobre la clasificación o el reciclaje de los complejos de Tf-receptores internalizados. En tercer lugar, otra GTPasa Rab, Rab25, que tiene

una distribución similar a Rab11, también se asocia con la ARE, y regula el tráfico transcitótica, pero no reciclado Tf. En cuarto lugar, y quizás lo más convincente, el pH de son elementos es 6,5, mientras que la de la Tf-rica CRE es pH 5,8, un hecho que es difícil de conciliar con un modelo único compartimento 48 . En este sentido, la expresión de la proteína M2 del virus de influenza ácido-activable, que se localiza en el ARE, altera pIgR-DIGA transcitosis y reciclaje apical pero no tiene ningún efecto sobre la clasificación o el reciclaje de Tf 89 . Se necesita más investigación para resolver esta controversia.

Figura 5 | vías transcitótica de FcRn-IgG en los enterocitos de ratas recién nacidas, la unión de IgG a FcRn se produce en la superficie celular apical (paso 1), mientras que en el endodermo del saco vitelino fetal de IgG es internalizado por endocitosis en fase fluida (paso 2) y los encuentros FcRn en el AEE. En el AEE, FcRn-IgG se ordena a partir de marcadores de la fase de fluido, que se entregan a LE (paso 3a) y lisosomas (no se muestra), y de que sea entregado a la ARE (paso 3b) o entregado a la CRE a través de la AEE (paso 3c). En la CRE,

FcRn-IgG se clasifica en vesículas 60 recubierta con-100-nm que probablemente sirven como portadores exocytic a la superficie celular basolateral (paso 4). FcRn también puede transportar la IgG en la dirección basolateral a apical, aunque la vía intracelular queda por definir.Una posibilidad probable es que IgG, internalizado por endocitosis fluidphase (paso 5), se une a FcRn en el pH ácido del BEE. FcRn-IgG o bien recicla (paso 6 bis), o se entrega a la CRE (paso 6b), son (paso 7) y la membrana plasmática apical (paso 8), donde se produce la disociación del ligando y la liberación. AEE, apical endosoma temprano, BEE, basolateral endosoma temprano, LE, endosomas tardíos.

Figura 6 | Modelo para transcitosis ligando-estimulada de pIgR-DIGA. La unión del ligando a pIgR (paso 1) promueve la dimerización del receptor (paso 2). Ya sea en la membrana plasmática o en los endosomas la tirosina quinasa p62 sí asociados con el extremo distal del dominio citoplásmico del receptor (aa 727-736) (paso 3). Esta interacción es probable que sea mediada por una proteína

adaptadora. p62 sí fosforila PLC (paso 4), estimulando esta proteína para formar DAG y Ins (1,4,5) P3. p62 sí actividad disminuye rápidamente tras la unión del ligando, lo que podría reflejar la disociación de la quinasa del

complejo pIgR-DIGA. Ins (1,4,5) P3 se difunde a través de la célula donde se une a Ins (1,4,5) P3 receptores situados en el polo apical de la célula, en la que promueve la liberación de Ca2 + intracelular de las tiendas, tales como la sala de emergencias (paso 5). Activa unida a GTP Rab3b directamente asociados con el extremo proximal de la pIgR (aa 655-668) (paso 6). El GEF, que promueve GDP / GTP intercambio y la activación de Rab3b es desconocida, como es el compartimento donde se produce la asociación Rab3b-pIgR, aunque es probable que sea la CRE o SON. La asociación de Rab3b con pIgR-DIGA es probablemente transitoria, ya que es poco Rab3b encontrado asociado con este complejo en el estado estacionario. La presencia de niveles elevados de Ca2 + intracelular y el DAG estimula

la activación y asociación de la PKC con

endosomas (paso 7). La PKC activada estimula pIgR-DIGA transcitosis, sin embargo, no ha sido identificado el mecanismo de acción. Transcitosis ligando-estimulado también depende de la hidrólisis Rab3b de su GTP, aunque se desconoce el GAP involucrados en este proceso. Un posible candidato es el propio pIgR. La hidrólisis de GTP Rab3b promueve la disociación y es permisiva para la liberación estimulada por ligando apical de complejos pIgR-DIgA (paso 8). DAG, diacilglicerol; DIGA, IgA dimérica, ER, retículo endoplásmico, GAP, la proteína GTPasa de la activación, el FMAM, el factor de intercambio de nucleótidos de guanina, Ins (1,4,5) P3, inositol-1, 4,5 - trifosfato; pIgR, receptor de inmunoglobulina polimérica; PKC , proteína quinasa C ; PLC , fosfolipasa C ; PP1, 4-amino-5-(4-metil-fenil) -7 - (t-butil) pirazolo [3,4-d] pirimidina.