Los oligodesoxinucleótidos CpG (o CpG ODN ) son moléculas cortas de ADN sintético monocatenario que contienen un desoxinucleótido de citosina trifosfato ("C") seguido de un desoxinucleótido de guanina trifosfato ("G"). La "p" se refiere al enlace fosfodiéster entre nucleótidos consecutivos, aunque algunos ODN tienen una estructura de fosforotioato (PS) modificada en su lugar. Cuando estos motivos CpG no están metilados , actúan como inmunoestimulantes . [1] Los motivos CpG se consideran patrones moleculares asociados a patógenos ( PAMP) debido a su abundancia en genomas microbianos pero su rareza en genomas de vertebrados. [2] El CpG PAMP es reconocido por el receptor de reconocimiento de patrones ( PRR ) Toll-Like Receptor 9 ( TLR9 ), que se expresa constitutivamente solo en células B y células dendríticas plasmocitoides (pDC) en humanos y otros primates superiores. [3]
![Las diferentes clases de ODN provocan diferentes respuestas en las células pDC y B. La clase A estimula fuertemente la pDC y la producción de IFNα. La clase B estimula fuertemente las células B y la producción de anticuerpos. La clase C estimula moderadamente ambos tipos de células. La clase P provoca una respuesta similar a la clase A, mientras que la clase S inhibe competitivamente la respuesta.](http://wikiimg.tojsiabtv.com/wikipedia/commons/thumb/b/b0/CpG_ODN_effects.png/550px-CpG_ODN_effects.png)
Historia
Desde 1893, se ha reconocido que la toxina de Coley , una mezcla de lisado de células bacterianas, tiene propiedades inmunoestimuladoras que podrían reducir la progresión de algunos carcinomas , [4] pero no fue hasta 1983 que Tokunaga et al. identificó específicamente el ADN bacteriano como el componente subyacente del lisado que provocó la respuesta. [5] Luego, en 1995 Krieg et al. demostraron que el motivo CpG dentro del ADN bacteriano era responsable de los efectos inmunoestimuladores y desarrollaron CpG ODN sintéticos. [6] Desde entonces, los ODN de CpG sintéticos han sido el foco de una intensa investigación debido a la respuesta proinflamatoria de Tipo I que provocan y su uso exitoso como adyuvantes de vacunas .
Características estructurales
Los ODN de CpG sintéticos se diferencian del ADN microbiano en que tienen un esqueleto parcial o completamente fosforotioado (PS) en lugar del esqueleto típico de fosfodiéster y una cola de poli G en el extremo 3 ', extremo 5' o ambos. La modificación de PS protege al ODN de ser degradado por nucleasas como DNasa en el cuerpo y la cola de poli G mejora la captación celular. [7] Las colas de poli G forman tétradas intermoleculares que dan como resultado agregados de alto peso molecular. Estos agregados son responsables del aumento de actividad que imparte la secuencia poli G; no la secuencia en sí. [8] Se ha demostrado que numerosas secuencias estimulan TLR9 con variaciones en el número y la ubicación de los dímeros CpG, así como las secuencias de bases precisas que flanquean los dímeros CpG. Esto llevó a la creación de cinco clases o categorías no oficiales de CpG ODN basadas en su secuencia, estructuras secundarias y efecto sobre las células mononucleares de sangre periférica humana ( PBMC ). Las cinco clases son Clase A (Tipo D), Clase B (Tipo K), Clase C, Clase P y Clase S. [9] Es importante tener en cuenta que durante el proceso de descubrimiento, las "Clases" no se definieron hasta mucho más tarde, cuando se hizo evidente que ODN con ciertas características provocaba respuestas específicas. Debido a esto, la mayoría de los ODN mencionados en la literatura utilizan números (es decir, ODN 2006, ODN 2007, ODN 2216, ODN D35, ODN K3, etc.). Los números son arbitrarios y provienen de probar un gran número de ODN con ligeras variaciones en los intentos de encontrar la secuencia óptima. Además, algunos artículos darán nombres diferentes a las ODN descritas anteriormente, lo que complicará aún más la convención de nomenclatura.
Clase A
Uno de los primeros ODN de clase A, ODN 2216, fue descrito en 2001 por Krug et al. [10] Esta clase de ODN era claramente diferente del ODN de clase B descrito anteriormente (es decir, ODN 2006) en que estimulaba la producción de grandes cantidades de interferones de tipo I , el más importante es el IFNα, e inducía la maduración de plasmacitoide células dendríticas. Los ODN de clase A también son fuertes activadores de las células NK a través de la señalización indirecta de citocinas .
Características estructurales que definen la clase A ODN:
- Las presencias de una secuencia poli G en el extremo 5 ', el extremo 3' o ambos
- Una secuencia de palíndromo interno
- Dinucleótidos GC contenidos en el palíndromo interno
- Una columna vertebral parcialmente modificada con PS
Los ODN de clase A normalmente contienen de 7 a 10 bases modificadas con PS en uno o ambos extremos que resisten la degradación por nucleasas y aumentan la longevidad del ODN. Las reglas anteriores definen estrictamente la clase, pero es posible la variabilidad de la secuencia dentro de estas "reglas". También debe tenerse en cuenta que los cambios en la secuencia afectarán la magnitud de la respuesta. Por ejemplo, la secuencia del palíndromo interno puede tener de 4 a 8 pares de bases de longitud y variar en el orden de las bases, sin embargo , se encontró que el patrón, 5'- Pu Pu CG Pu Py CG Py Py-3 ', resultó ser el más activo. en comparación con varias otras secuencias. La cola de poli G que se encuentra en cualquier extremo de la cadena de ADN puede variar en longitud e incluso en número (el tipo D solo tiene una secuencia de poli G en el extremo 3 '), pero su presencia es crítica para la actividad de la molécula.
Clase B
Krieg y col. fue el primero en describir los ODN de clase B en 1995. [6] Los ODN de clase B (es decir, ODN 2007) son fuertes estimuladores de la maduración de los monocitos y las células B humanas. También estimulan la maduración de pDC pero en menor grado que los ODN de clase A y cantidades muy pequeñas de IFNα.
Características estructurales que definen ODN de clase B:
- Uno o más motivos CpG 6mer 5'-Pu Py CG Py Pu-3 '
- Una columna vertebral completamente fosforotioada (modificada con PS)
- Generalmente de 18 a 28 nucleótidos de longitud
El ODN más fuerte de esta clase tiene tres secuencias de 6 meros. [11] Los ODN de B se han estudiado ampliamente como agentes terapéuticos debido a su capacidad para inducir una fuerte respuesta inmunitaria humoral, lo que los hace ideales como adyuvantes de vacunas .
Referencias
- ^ Weiner GJ, Liu HM, Wooldridge JE, Dahle CE, Krieg AM (septiembre de 1997). "Los oligodesoxinucleótidos inmunoestimuladores que contienen el motivo CpG son eficaces como adyuvantes inmunes en la inmunización de antígenos tumorales" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 94 (20): 10833–7. doi : 10.1073 / pnas.94.20.10833 . PMC 23500 . PMID 9380720 .
- ^ Bauer S, Wagner H (2002). Licencias de ADN-CpG bacteriano TLR9 . Temas de actualidad en microbiología e inmunología. 270 . págs. 145–54. doi : 10.1007 / 978-3-642-59430-4_9 . ISBN 978-3-642-63975-3. PMID 12467249 .
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