Os receptores Toll-like (TLRs) são um dos elementos-chave no sistema imune inato que contribuem para a primeira linha de defesa contra infecções. Os TLRs são responsáveis por detectar invasores patógenos, reconhecendo um repertório de padrões moleculares associados a patógenos (ou PAMPs) e a montagem de reações de defesa através de uma cascata de transdução de sinal 1 , 2 . Existem 10 TLR humanos identificados; Exceto TLR10 para o qual o (s) ligando (s) permanecem obscuros, cada TLR pode reconhecer um grupo distinto e conservado de PAMPs. Por exemplo, TLR2 e TLR4, localizados principalmente na superfície celular, podem detectar lipoproteínas e glicolípidos de bactérias Gram-positivas e Gram-negativas, respectivamente; Enquanto TLR3, TLR7 / 8 e TLR9, principalmente presentes nos compartimentos endossômicos, podem detectar produtos de ARN e DNA de vírus e bactérias 3 . Quando estimulados por PAMPs, os TLRs desencadeiam respostas imunes essenciais ao libertar pro-infMediadores lacônicos, recrutando e ativando células imunes efectoras e coordenando eventos imunes adaptativos subseqüentes 4 .
A transdução de sinalização TLR pode ser simplesmente categorizada em duas vias principais 5 , 6 . Um é dependente do fator de diferenciação mielóide da proteína adaptadora 88 (MyD88) - a via dependente de MyD88. Todos os TLRs, com exceção do TLR3, utilizam esta via para ativar o fator nuclear kappa-cadeia leve-intensificador de células B ativadas (NF-kB) e proteína quinases associadas a mitógenos (MAPKs), levando à expressão de mediadores pró-inflamatórios, como TNF- Α, IL-6 e IL-8. A segunda via utiliza o interferão-β indutor de adaptador contendo TIR (TRIF) - o caminho dependente de TRIF ou independente de MyD88 - para ativar fatores reguladores de interferão (IFN) e NF-κ B, resultando na produção de IFN tipo I. Sinalização TLR intactaÉ fundamental para a nossa proteção diária contra infecções microbianas e virais; Defeitos nas vias de sinalização TLR podem levar à imunodeficiência e muitas vezes prejudicam a saúde humana. 7
No entanto, a sinalização TLR é uma "espada de dois gumes" e a ativação excessiva e descontrolada do TLR é prejudicial. As respostas TLR hiperativas contribuem para a patogênese em muitas doenças inflamatórias humanas agudas e crônicas 8 , 9 . Por exemplo, a sepsis caracterizada por inflamação sistêmica e lesão multiorgânica é principalmente devido a respostas imunes agudas e esmagadoras em relação a infecções, com TLR2 e TLR4 desempenhando um papel crucial na fisiopatologia da sepse 10 , 11 , 12 . Além disso, TLR5 foi encontrado para contribuir para a inflamação pulmonar crônica de pacientes com fibrose cística 13, 14 . Além disso, a sinalização TLR endossomal desregulada (por exemplo, TLR7 e TLR9) está fortemente associada ao desenvolvimento e progressão de várias doenças auto-imunes, incluindo lúpus eritematoso sistêmico (LES) e artrite reumatóide (RA) 15 , 16 . Essas linhas convergentes de evidência identificam a sinalização TLR como um potencial alvo terapêutico para muitas doenças inflamatórias 17 .
Embora a regulação farmacológica das respostas de TLR seja antecipada a ser benéfica em muitas condições inflamatórias, infelizmente, atualmente existem poucos compostos clinicamente disponíveis para inibir a sinalização TLR 9 , 17 , 18 . Isto é em parte devido à complexidade e redundância das vias TLR envolvidas na homeostase imune e na patologia da doença. Portanto, procurando por romance, PotenT agentes terapêuticos para direcionar múltiplas vias de sinalização de TLR podem preencher um fosso fundamental e superar o desafio de avançar os inibidores de TLR na clínica.
À luz dos rápidos avanços em nanociências e nanotecnologias, os nanodispositivos estão emergindo como os moduladores de TLR de próxima geração devido às suas propriedades únicas 19 , 20 , 23 . O tamanho da nanoescala permite que estes nano-terapêuticos tenham melhor distribuição biológica e circulação sustentada 24 , 25 , 26 . Eles podem ser ainda funcionalizados para atender aos perfis farmacodinâmicos e farmacocinéticos desejados 27 , 28 , 29 . Mais emocionante, a bio-atividade desses novos nanodispositivos surge de suas propriedades intrínsecas, que podem ser adaptadas paraAplicações médicas específicas, em vez de simplesmente atuar como um veículo de entrega para um agente terapêutico. Por exemplo, uma nanopartícula parecida com a lipoproteína de alta densidade (HDL) foi projetada para inibir a sinalização TLR4, eliminando o ligando TLR4 LPS 23 . Além disso, desenvolvemos um sistema híbrido de nanopartículas de péptido-ouro, onde os péptidos decorados podem alterar as propriedades superficiais das nanopartículas de ouro e permitir-lhes ter várias atividades biológicas 30 , 31 , 32 , 33 . Isso os torna uma classe especial de drogas (ou "nano-drogas") como a nova geração de nano-terapêutica.
Neste protocolo, apresentamos uma abordagem para identificar uma nova classe de híbridos de nanopartículas de péptido-ouro (péptido-PNP) que podem inibir potentemente múltiplas vias de sinalização de TLR em células imunes fagocíticas 32 , 33 . A abordagem é baseada em linhas celulares repórter THP-1 comercialmente disponíveis. As células repórter consistem em duas construções repórter estáveis e induzíveis: uma carrega um gene secretado de fosfatase alcalina embrionária (SEAP) sob o controlo de um promotor induzível pelos factores de transcrição NF-κB e proteína activadora 1 (AP-1); O outro contém um gene repórter de luciferase segregado sob o controle de promotores indutíveis por fatores reguladores de interferão (IRFs). Após a estimulação de TLR, a transdução de sinal leva à ativação de NF-κB / AP-1 e / ou IRFs, que liga os genes repórter ao SEAP secreto e / ou à luciferase; Tais eventos podem ser facilmente detectados usando seus reagentes de substrato correspondentes com um espectrofotômetro ou um luminômetro. Usando essa abordagem para pesquisar nossa biblioteca previamente estabelecida de híbridos peptídicos-PNP, identificamos candidatos líderes que podem inibir potentemente as vias de sinalização TLR4. A atividade inibitória do péptido principal -Os híbridos PNP foram então validados usando outra abordagem bioquímica de imunotransferência e avaliados em outras vias TLR. Esta abordagem permite o rastreio rápido e eficaz de novos agentes que visam as vias de sinalização TLR.