158105 CHEMOKINE, CC MOTIF, LIGAND 2; CCL2

Alternative titles; symbols
SMALL INDUCIBLE CYTOKINE A2; SCYA2
MONOCYTE CHEMOTACTIC PROTEIN 1; MCP1
MONOCYTE CHEMOTACTIC AND ACTIVATING FACTOR; MCAF
CORONARY ARTERY DISEASE, MODIFIER OF, INCLUDED
CORONARY ARTERY DISEASE, DEVELOPMENT OF, IN HIV, INCLUDED

Lócus do Gene Mapeado 17q11.2-q12

TEXTO

DESCRIÇÃO

A proteína quimiotática 1 de monócito, um membro da família dos pequenos genes indutíveis (SIG), atua num papel no recrutamento de monócitos a sítios de injúria e infecção.

CLONAGEM

Yoshimura e outros (1989) isolaram a lente total do clone de cDNA do gene MCP1. Análises de pigmentação Southern mostraram que ele está presente com um gene singular no genoma e está conservado em vários primatas. O mRNA do MCP1 foi induzido em leucócitos mononucleares do sangue periférico por fitohemaglutinina (PHA), lipopolissacarídeo e interleucina 1 (147760), mas não por interleucina 2 (IL2) (14780), TNF (191160), ou IFN-gama (147570). A similaridade seqüencial sugeriu que a MCP1 pode ser o homólogo humano do gene JE do camundongo.


Furutani e outros (1989) isolaram e sequenciaram clones de cDNA tendo sequência nucleotídica idêntica e codificando um gene que eles designaram fator quimiotático e de ativação do monócito humano (MCAF). A sequência de aminoácido deduzida da sequência de nucleotídeo mostrou a estrutura primária do precursor de MCAF composta de uma suposta sequência peptídica de sinal de vinte e três resíduos de aminoácidos e um sequência de MCAF madura de setenta e seis resíduos de aminoácidos. Robinson e outros (1989) relataram a sequência completa de aminoácido de um fator quimiotático de monócito derivado de um glioma [células malignas do tecido intersticial do cérebro ou da medula espinhal, da glândula pineal, da neuro-hipófise e da retina; Stedman] humano e chamado GDCF-2. A composição de aminoácidos dessa proteína é a mesma que a do fator quimiotático derivado do linfócito (LDCF), sobre o qual se pensa contribuir para a acumulação de monócitos nas reações imunes celulares.

MAPEAMENTO

Por analyses de uma painel de células somáticas híbridas, Mehrabian e outros (1991) localizaram o gene para a proteína quimiotática 1 do monócito (CCL2) no cromossomo 17. Por hibridização em sítio, eles localizaram o gene em 17q11.2-q21.1. Por uma combinação de hibridização em sítio e um estudo de células somáticas híbridas, Rollins e outros (1991) assinaram o gene em 17q11.2-q12. Eles realçaram que a CCL2 pertence a uma família de citocinas que pode ser agrupada em duas sub-famílias com base na estrutura e localização cromossômica, chamadas 17q e 4q. As citocinas em 4q são IL8 (146930), MGSA (155730), e proteína 2 inflamatória do macrófago (veja 139110) (Wolpe e outros, 1989).

FUNÇÃO DO GENE

Usando citometria de fluxo, Corrigall e outros (2001) detectaram a expressão de um receptor funcional de IL2 de afinidade intermediária composto somente de IL2RB (146710) e de IL2RG (308380) em sinoviócitos de tipo fibroblasto (FLS) obtidos de pacientes de artrite reumatóide e de osteoartrite. A adição de IL2, IL1B (147720) ou TNFA recombinantes independentemente não sobre-regulou a expressão dos receptores nos FLS, mas a IL2 ou a IL1B aumentaram a expressão de proteínas fosforiladas na tirosina e a produção de MCP1. Corrigall e outros (2001) propuseram que a MCP1 na membrana sinovial serve para recrutar macrófagos e perpetuar a inflamação nas juntas dos pacientes com artrite reumatóide.

Aljada e outros (2001) investigaram se a insulina (176730) inibe a quimiocina pró-inflamatória MCP1, a qual atrai leucócitos para os sítios inflamados e é regulada pelo NF-kappa-B (veja 164011). A insulina foi incubada com células endoteliais da aorta humana cultivadas a 0, 100, e 1.000 microU/mL. A atividade de ligação do NF-kappa-B intracelular foi suprimida em aproximadamente 45% a 100 microU/mL e em 60% a 1.000 microU/mL. A expressão do mRNA da MCP1 também foi suprimida em 47% a 100 microU/mL e em 79% a 1.000 microU/mL. Os autores concluíram que a insulina em concentrações fisiológicas relevantes exerce um efeito inibitório no fator de transcrição pró-inflamatório fundamental NF-kappa-B e na quimiocina pró-inflamatória MCP1; esses efeitos sugerem um efeito potencial anti-aterogênico [aterogênico é o que tem capacidade de iniciar] e anti-inflamatório da insulina.

Sartipy e Loskutoff (2003) mostraram que a insulina induz substancial expressão e secreção de MCP1 tanto ‘in vitro’ em adipócitos resistentes à insulina, quanto ‘in vivo’ em camundongos obesos resistentes a insulina (ob/ob). Assim, o MCP1 relembra outros genes que permanecem sensitivos à insulina em estados de resistência à insulina (ex. PAI1, 173360 – Serpina1; Inibidor de Ativador de Plasminogênio). A hiperinsulinemia que frequentemente acompanha a obesidade e a resistência à insulina podem dessa forma contribuir para a expressão alterada desses e de outros genes em tecidos alvo da insulina. Esses e outros resultados sugeriram que a MCP1 elevada pode induzir a diferenciação do adipócito e contribuir para estados patológicos associados com a hiperinsulinemia e obesidade, inclusive o diabetes de tipo II (125853).

Kanda e outros (2006) acharam abundância aumentada do mRNA de Mcp1 no tecido adipose e da proteína Mcp1 no plasma em camundongos geneticamente diabéticos obesos (db/db) e em camundongos de tipo selvagem com obesidade induzida por uma dieta rica em gordura. A resistência à insulina, esteatose hepática [degeneração por acúmulo de gordura], e acumulação de macrófagos no tecido adiposo induzida por dieta rica em gordura foram reduzidos extensivamente em camundongos Mcp1 -/- em comparação com animais de tipo selvagem. A expressão aguda de um mutante de Mcp1 dominante negativo melhorou a resistência à insulina em camundongos dB/dB e em camundongos de tipo selvagem fartos com dieta rica em gordura.

Em um estudo da expressão da quimiocina em fibroblastos de pacientes com esclerose sistêmica (181750) e controles, Galindo e outros (2001) descobriram que fibroblastos de esclerose sistêmica expunham expressão constitutiva de mRNA e proteína MCP1 aumentada e mostravam uma resposta abrupta ao estresse oxidativo. Em seções da pele com esclerose sistêmica, a expressão da MCP1 foi detectada em fibroblastos, ceratinócitos, e células mononucleares, enquanto estava indetectável na pele normal.

Usando estudos de hibridização em sítio e imuno-histoquímica para a MCP1 em biópsia de espécies de pele, Distler e outros (2001) descobriram que a MCP1 era expressada pelos fibroblastos, ceratinócitos e infiltrados perivasculares através da pele, em áreas envolvidas e não envolvidas, de 10 dos 11 pacientes de esclerose sistêmica, enquanto nenhuma expressão da MCP1 foi encontrada em controles saudáveis. A estimulação com o fator de crescimento derivado das plaquetas (PDGF; veja 173430) resultou em um aumento significativo no mRNA e na proteína MCP1. A atividade quimiotátiva das células mononucleares do sangue periférico nos fibroblastos de esclerose sistêmica sobrenadantes decresceu quando anticorpos bloqueando a MCP1 foram adicionados. Nenhum efeito de MCP1 recombinante na síntese do colágeno de tipo I (veja 120150) foi observado. Distler e outros (2001) sugeriram que a MCP1 pode contribuir para a inciação dos infiltrados inflamatórios na esclerose sistêmica, possivelmente em resposta à estimulação pelo PDGF.

GENÉTICA MOLECULAR

Modi e outros (2003) identificaram três polimorfismos de um só nucleotídeo que formavam um haplótipo de 31 quilobases (H7; veja 158105.0001) expandindo o conjunto do gene CCL2-CCL7 (158106) –CCL11 (6011156) no cromossomo 17q. Os polimorfismos e o haplótipo H7 estavam significativamente protegidos da infecção pelo HIV-1 (veja 609423).

A espinha bífida (182940 – defeito no tubo neural, o precursor do sistema nervoso central nos embriões compreendendo o cérebro e a coluna vertebral) é uma das más formações congênitas mais comuns. A hipertermia inicial no primeiro trimestre, causada por infecção ou febre ou uso de saunas e cintas de aquecimento, está associada com um aumento no risco de espinha bífida em duas vezes (veja Chambers e outros, 1998). Isso sugere que processos relacionados a inflamação e a temperatura corporal aumentada, em particular sinalização por moléculas tais como as quimiocinas, podem estar envolvidos na etiologia da espinha bífida. Um polimorfismo, A(-2518)G, no gene CCL2, controla diferencialmente o nível da proteína MCP1 que os monócitos exportam a seguir ao tratamento com interleucina 1 beta (147720) in vitro (Rovin e outros, 1999). Células com o genótipo homozigoto AA produzem significativamente menos MCP1 do que células com ambos os genótipos AG e GG (Rovin e outros, 1999). Além disso, o genótipo para o polimorfismo A(-2418)G está associado com a severidade da doença da artéria coronariana (CAD) naqueles com CAD estabelecida (Szalai e outros, 2001) e a progreção para a CAD em pacientes com HIV (Alonso-Villaverde e outros, 2004). Jensen e outros (2006) hipotetizaram, por isso, que o polimorfismo no promotor da CCL2 A(-2518)G poderia ser um fator de risco genético materno para a espinha bífida e, especficamente, que o genótipo homozigoto AA materno, por montagem de uma resposta à infecção local ou sistêmica menos vigorosa, conferiria risco excessivo. Eles testaram a hipótese em 469 famílias nas quais ao menos um membro tinha espinha bífida. Seus achados de que o genótipo maternal para o polimorfismo de CCL2 A(-2518)G está associado com a espinha bífida foi o primeiro a envolver um gene relacionado com a imunidade e a inflamação.

Flores-Vilanueva e outros (2005) encontraram um risco aumentado para o desenvolvimento da tuberculose (TB; veja 607948) em mexicanos e coreanos hetrozigotos para a MCP1 -2528G (rs1024611) em comparação com os homozigotos para -2518A. Análises de ELISA mostraram que pacientes de TB homozigotos para -2518G tinham os níveis mais altos de MCP1 no plasma e os níveis mais baixos de IL12p40 (IL12B; 161561) no plasma, e esses valores estavam negativamente correlacionados. A estimulação dos monócitos de homozigotes -2518G saudáveís com antígenos de M.tuberculosis também produziram níveis mais altos de MCP1 e mais baixos de IL12p40 em comparação com os homozigotos -2518A saudáveis. A Adição de anti-MCP1 aumentou a produção de IL12 pelos homozigotos -2518G, enquanto a adição de MCP1 reduziu a produção de IL12 pelos homozigotos -2518A. Flores-Villanueva e outros (2005) concluíram que aqueles cujo genótipo da MCP1 era -2518G produzem alta concentração de MCP1, que inibe a produção de IL12p40 em resposta à M.tuberculosis e aumenta a probabilidade da progressão da infecção na TB para a doença ativa.

Os resultados de Thye e outros (2009) não sustentam uma associação da MCP1 -12581 com a TB.

[OBS.: “Nossos resultados não sustentam uma associação da MCP1 -2518 com a Tuberculose. Na população de Gana, cada polimorfismo adicional de MCP1 foi genotipado. A MCP1 -362C estava associada com resistência à TB na coleção de casos e controles, e em famílias afetadas. O desequilíbrio de ligação (LD) e análises de regressão logística indicam que, na população de Gana, o efeito resulta exclusivamente da variante MCP1 -362, enquanto o efeito da posição -2518 pode ser explicado em parte por seu desequilíbrio de ligação com a posição -362.” PMID: 18940815]


MODELO ANIMAL

Lu e outros (1998) geraram camundongos com ruptura mirada do gene MCP1. A despeito dos números normais de leucócitos circulantes e macrófagos residentes, os camundongos Mcp1 -/- era especificamente incapazes de recrutar monócitos 72 horas depois da administração intraperitoneal de tioglicolato. Similarmente, a acumulação de monócitos F4/80+ em lesões típicas de hipersensibilidade expostas estava diminuída, embora a resposta em expansão fosse normal. O desenvolvimento de granulomas (nódulos inflamatórios) secudários pulmonares em resposta a ovos de Schistosoma Mansoni era abrupta em camundongos Mcp1 -/-, bem como a expressão de IL4 (147780), IL5 (147850), e o interferon gama em esplenócitos (células do baço). Em contraste, os camundongos Mcp1 -/- eram indistinguíveis dos camundongos de tipo selvagem em sua capacidade de remover a Micobacterium tuberculosis. Esses dados indicaram que a MCP1 é unicamente essencial para o recrutamento de monócitos em vários modelos inflamatórios ‘in vivo’ e que influencia a expressão de citocinas relacionadas às respostas de células T auxiliares.

O recrutamento de monócitos do sangue para dentro do sub-endotélio arterial é um dos primeiros estágios na aterogênese. A MCP1, uma quimiocina CC (ligante do motivo CC) é um sinal aceitavelmente envolvido nesse processo. Para testar o papel da MCP1 na aterogênese, Gu e outros (1998) geraram camundongos deficientes no receptor de lipoproteína de baixa densidade (LDL) que também eram deficientes para Mcp1 e os fartaram com dieta rica em colesterol. A despeito de terem a mesma quantidade total e fracionada de colesterol no soro que os camundongos deficientes em receptor de LDL mas com os alelos de Mcp1 de tipo selvagem, os camundongos deficientes no receptor de LDL e na Mcp1 tivereram 83% menos deposição de lipídeos por toda a parte de suas aortas. Consistente com as propriedades da MCP1, quimioatrativas do monócito, os camundongos deficientes compostos também tinham menos macrófagos nas paredes de suas aortas. Assim, a MCP1 desempenha um papel único e cruscial na iniciação da aterosclerose. Achados comparáveis foram relatados por Gosling e outros (1999), os quais relataram que a ausência do gene Mcp1 em camundongos transgênicos sobre-expressando a apopoliproteína humana B proporcionaram proteção dramática ao recrutamento do macrófago e formação da lesão aterosclerótica, sem alterar o metabolismo da lipoproteína.

Gu e outros (2000) demonstraram que camundongos deficientes em Mcp1 eram incapazes de montar respostas de célula auxiliar de tipo 2 (TH2). Células do linfonodo de camundongos Mcp1 -/- imunizados sintetizaram níveis extremamente baixos de interleucina 4, interleucina 5 e interleucina 10 (124092) mas quantidades normais de interferon gama e interleucina 2. Consequentemente, esses camundongos não conseguiam fazer a interrupção da sub-classe de imunoglobulina que é característica das respostas de TH2 e eram resistentes à Leishmania major. Os efeitos observados foram direcionados além do que o devido à migração das células anormais, porque o tráfego das células T virgens está impassível nos camundongos Mcp1 -/- a despeito da presença das células expressando Mcp1 nos órgãos linfóides secundários do camundongo de tipo selvagem. Gu e outros (2000) concluíram que a MCP1 influencia ambas a imunidade inata, através de efeitos nos monócitos e a imunidade adaptativa através do controle da polarização da célula T auxiliar.

Ambati e outros (2003) descobriram que camundongos carecendo tanto de Mcp1 ou do seu receptor, Ccr2 (601267), desenvolveram características fundamentais de degeneração macular relacionada com a idade (ARMD ; veja 153800), incluindo a acumulação de lipofuscina [grânulos de pigmento acastanhado que representam os resíduos da digestão lipossomial contendo lipídios e considerados um dos pigmentos senescentes ou de “desgaste” encontrados no fígado, rim, músculo cardíaco, supra-renal e células ganglionares; Stedman”] em, e abaixo da drusa da mácula [excrecências da membrana de Bruch que produzem uma janela no epitélio pigmentar da retina e são uma característica de degeneração retiniana macular relacionada à idade; Stedman], o epitélio pigmentado da retina (RPE), atrofia do foto-receptor, e neovascularização coroidal. Em adição existia uma acumulação de componentes do complemento relacionada com a idade e IgG no epitélio pigmentado da retina dos camundongos nocauteados, possivelmente refletindo a disfunção no recrutamento dos macrófagos.

Zhou e outros (2006) mostraram ‘in vitro’ que a ligação da MCP1 ao CCR2 induziu a transcrição do fator ZC3H12A (610562- Proteína 12A Contendo Domínio CCCH de Dedos de Zinco – A ZC3H12A é uma proteína induzida por CCL2 que atua como um ativador transcricional e causa a morte celular de cadiomiócitos, possivelmente por via da indução de genes associados com a apoptose.) que é envolvida na apoptose. Em camundongos transgênicos expressando MCP1 em cadiomiócitos, o qual é um modelo de falência cardíaca a seguir à inflamação cardíaca, eles encontraram expressão aumentada de ZC3H12A, aumento da morte celular e acumulação da proteína ZC3H12A nos vacúolos do miocárdio, característicos tanto da falência cardíaca humana quanto do camundongo.

VARIANTES ALÉLICAS

1-RESISTÊNCIA AO VÍRUS DA IMUNODEFICIÊNCIA HUMANA DE TIPO 1

Modi e outros (2003) genotiparam nove SNPs expandindo o conjunto dos genes CCL2-CCL7(158106)-CCL11(601156) no cromossomo 17q em mais de 3.000 amostras de DNA de cinco sub-grupos de AIDS (veja 609423). Extensivo desequilíbrio de ligação foi observado, particularmente para três SNPs, -2136T no promotor do CCL2, 767G no íntron 1 do gene CCL2, e -1385A no promotor do CCL11, que formavam um hapótipo de 31 quilobases (H7) contendo os três genes. As freqüências desses SNPs e o haplótipo H7 estavam significativamente elevads nos indivíduos não infectados repetidamente expostos ao HIV-1 através de comportamento sexual de alto risco ou contaminados por produtos do sangue. Já que essas quimiocinas não se ligam aos correceptores primários do HIV-1, o CCR5 (601373) ou o CXCR4 (162643), Modi e outros (2003) propuseram que a influência do haplótipo H7 na transmissão do HIV-1 pode resultar da ativação do sistema imune mais do que do blqueio do receptor.

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/dispomim.cgi?cmd=entry&id=158105