*603499 TUMOR NECROSIS FACTOR RECEPTOR SUPERFAMILY, MEMBER 11A; TNFRSF11A
Títulos Alternativos
RECEPTOR ACTIVATOR OF NF-KAPPA-B; RANK
OSTEOCLAST DIFFERENTIATION FACTOR RECEPTOR; ODFR
PDB2 GENE
TRANCER

Lócus do Gene Mapeado 18q22.1

TEXTO

CLONAGEM

Células dendríticas são células hematopoiéticas raras que capturam, processam e apresentam antígenos às células T. Anderson e outros (1997) identificaram cDNAs em células dendríticas codificando uma proteína com homologia ao domínio extracelular de um membro da super-família o receptor de fator de necrose tumoral (TNFR). Eles designaram a proteína RANK prevista em 616 aminoácidos, como ‘ativador do receptor de NF-kappa-B’ (veja 164011). A RANK é uma proteína transmembrana de tipo I. Como outros membros da super-família de TNFR, ela contém quarto pseudo-repetições extra-celulares ricas em cisteína. As proteínas RANK do camundongo e humana são 70% idênticas. Análises de pigmentação Northern indicaram que o mRNA da RANK humana é expressado ubíquamente. Em algumas linhas celulares humanas, os autores detectaram transcritos adicionais que foram derivados do uso de sinais alternativos de poli-adenilação no gene RANK. Anderson e outros (1997) também isolaram o ligante de RANK, a RANKL (TNFSF11; omim 602642). Complexos NF-kappa-B/DNA foram induzidos em linfócitos T positivos em RANK incubados com RANKL, indicando a ativação específica do NF-kappa-B por RANK em células T humanas. A RANKL aumentou a capacidade das células dendríticas em estimular a proliferação de células T novas (virgens) em uma reação de linfócitos misturada e aumentou a sobrevivência de células T positivas em RANK geradas com IL4 (omim 147780) e TGF-beta (190180). Anderson e outros (1997) concluíram que a RANK e a RANKL parecem ser importantes reguladores de interações entre as células T e as células dendríticas.

FUNÇÃO DO GENE

O remodelamento do osso envolve a reabsorção do osso pelos osteoclastos e a síntese do osso pelos osteoblastos. O fator de diferenciação dos osteoclastos (ODF ou RANKL) media um sinal essencial para a osteoclastogênese. O ODF é um ligante da osteoprotegerina (OPG; 602643), um membro da família de receptores de fator de necrose tumoral secretado que inibe a osteoclastogênese. Usando uma linha celular protenitora de osteoclasto de tipo macrófago, Nalagawa e outros (1998) identificaram a RANK como ODFR, o receptor de ODF ligado à membrana nas progenitoras de osteoclasto. Na presença do fator estimulador de colônia de macrófagos (omim 120420 – o CSF1 é uma citocina requerida para a diferenciação de células da linhagem dos monócitos (macrófagos dos tecidos, osteoclastos e micróglia [pequenas células da neuroglia que podem se tornar fagócitos em áreas de inflamação ou lesão neural; Stedman] durante o desenvolvimento.), um anticorpo policlonal contra o domínio extra-celular da RANK induziu a osteoclastogênese em células do baço. Os autores demonstraram que a OPG atua como um receptor isca para a RANKL para competir contra a RANK. Eles concluíram que a RANK é o receptor de sinalização essencial para a osteoclastogênese mediada pela RANKL.

Jones e outros (2006) demonstraram que a citocina RANKL dispara a migração de células de câncer epitelial humanas e células de melanona que expressam o receptor RANK. A RANK é expressada em linhas de células cancerosas e células de câncer de mama de pacientes. Em um modelo de camundongo de metástase de melanoma, a neutralização da RANKL ‘in vivo’ pela osteoprotegerina resulta na proteção completa contra a paralisia e uma marcada redução no brotamento do tumor em ossos mas não em outros órgãos. Jones e outros (2006) concluíram que seus dados mostram que fatores de diferenciação local tais como RANKL tem um papel importante na migração celular e no comportamento metastásico de células de câncer em tecido específico.

Hanada e outros (2009) relataram que a RANKL e a RANK tem um papel essencial no cérebro. Em ambos camundongo e rato, injeções de RANKL central (deve ser no sistema nervoso central) dispararam febre severa. Usando camundongos com rank (flanqueada por loxP) eliminável com nestina (600915)-Cre {promotor da nestina com DNA de Cre recombinase} e GFAP-Cre específicas do tecido, Hanada e outros (2009) mapearam geneticamente a função da RANK na resposta de febre aos astrócitos. Importantemente os camundongos com nestina-Cre e GFAP-cre com rank (flanqueada por loxP) deletável são resistentes à febre induzida por lipopolissacarídeo bem como febre em resposta a citocinas inflamatórias IL-1-beta (147720) e TNF-alfa (191160). Mecanicamente, a RANKL ativa regiões do cérebro envolvidas na termo-regulação e induz a febre por via da rota COX2-PGF2 (veja 600262)/EP3R(176806). Além disso, camundongos fêmea com rank floxada e nestina-Cre e GFAP-Cre exibiram temperaturas corporais básicas aumentadas, sugerindo que a RANKL e a RANK controlam a termo-regulação durante a fisiologia normal feminina. Hanada e outros (2009) também acharam que duas crianças com mutações na RANK exibiam febre diminuída durante a pneumonia. Hanada e outros (2009) concluíram que seus dados identificaram uma função inteiramente nova e inesperada para os fatores de diferenciação chave dos osteoclastos RANKL/RANK na termo-regulação feminina e na resposta central de febre na inflamação.

[Obs.: Etimologia: Abbreviation of "flanked by loxP" > abreviatura de “flanqueado por loxP”
Fonte: http://en.wiktionary.org/wiki/flox
Em biologia molecular significa fazer um sanduíche com uma sequência de DNA entre duas sequências de ligação a recombinase tais como “loxP”]

[OBS.: O sistema Cre-loxP deve ter alguma semelhança com o mecanismo de Cre (Elemento de Resposta a AMP cíclico) e CREB, e quiçá com o mecanismo de recombinação dos anticorpos, segundo esta que vos escreve.
http://www.jbc.org/content/279/35/37040.long e http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC46561/?tool=pubmed

Omim 123810: Todos os promotores de genes responsivos a AMP cíclico têm em comum um intensificador de oito bases conhecido como elemento de resposta a AMP cíclica (CRE) contendo uma sequência central conservada, 5’– TGACG- 3’, primeiro descrita no gene da somatostatina por Montminy e outros (1986). Montminy e Bilezikjian (1987) purificaram uma fosfoproteína nuclear de 43 quilo-bases que se liga a CRE com alta afinidade. Hoeffler e outros isolaram clones cDNA para a CREB humana.]

[Obs.: Sistema de recombinação Cre-loxP:
A Cre é uma recombinase de sítio específico do bacteriófago P1. Ela é um membro da família de integrases de tirosina e catalisa a recombinação recíproca entre 34 pares de bases específicos chamados loxP. Para analisar os relacionamentos entre estrutura e função dessa enzima, nós desempenhamos mutagêneses de inserção de penta-peptídeo em larga escala para gerar inserções de cinco aminoácidos em posições aleatórias na proteína. A alta densidade de mutações de inserção na Cre nos permitiu identificar um grau inesperado de tolerância funcional para inserções dentro de quatro a cinco hairpin beta e dentro do laço entre as hélices J e K (ambos os quais contactam o DNA no sulco menor) e também na hélice A.

A recombinase Cre do fago P1 é um membro da família de integrases de tirosina das recombinases de sítio específico cujos membros usam um resíduo conservado de tirosina como um nucleófilo [um átomo doador de um par de elétrons numa reação química, em que o par de elétrons é capturado por um eletrófilo; qualquer reação ou reagente ou substância atraída para uma região de baixa densidade eletrônica; Steddman] catalítico. Análises moleculares da Cre têm proporcionado uma profusão de informações sobre a bioquímica e estrutura nos mecanismos de recombinação, e esta enzima também é extensivamente usada para engenharia nos cromossomos dos eucariotos superiores.

A proteína Cre catalisa a recombinação precisa entre duas cópias de sua sequência alvo o sítio loxP de 34 pares de bases. Duas moléculas Cre ligam-se específicamente a um único sítio loxP, e um par desses sítios loxP ocupados por Cre juntam-se para formar um complexo sináptico. Uma junção Holliday intermediária é então produzida pela clivagem e subseqüente religação das fitas de DNA, seguida pela isomerização, clivarem e religação das fitas de DNA cruzadas para formar os produtos da recombinação.
http://www.jbc.org/content/279/35/37040.long]

MAPEAMENTO

Por análises de células somáticas e radiação de painéis híbridos, Anderson e outros (1997) mapearam o gene de RANK em 18q22.1.

GENÉTICA MOLECULAR

O gene TNFRSF11A, o qual codifica o receptor ativador do fator-kappa B nuclear (RANK), mapeia na mesma região que a osteólise expansível familiar (FEO;omim 174810) e uma forma da doença de Paget do osso (veja 602080). Por esta razão, Hughes e outros (2000) procuraram mutações no gene TNFRSF11A em uma grande família do norte da Irlanda com FEO na qual a ligação a marcadores em 18q tinha sido estabelecida. Eles também recrutaram uma família americana um pouco menor com FEO com indivíduos afetados em quatro gerações, e uma pequena família Alemã. Nas famílias do Norte Irlandês e Americana com FEO, duplicações seguidas (uma atrás da outra, em tanden) idênticas das bases de 84 a 101 (84dup18) no primeiro éxon do gene TNFRSF11A foram encontradas em todos os indivíduos afetados testados. Uma duplicação 84dup18 idêntica foi encontrada no DNA de um membro afetado da família Alemã. Eles estudaram quatro famílias PDB com evidência de possível ligação ao 18q. Em somente uma dessas foi encontrada uma anormalidade no TNFRSF11A: uma duplicação ligeiramente maior envolvendo as bases de 75 a 101. Nenhuma mutação foi encontrada nas outras três famílias PDB ou no cDNA preparado dos cinco pacientes com osso afetado com PDB esporádica. Ambas as duplicações compartilhavam um ponto de finalização na ponta 3 na base 101 e considerou-se que surgiram por combinação reversa durante a replicação do DNA.

Marco-Mingot e outros (2001) estudaram 18 pacientes espanhóis com doença de Paget do osso e não encontraram exemplo da doença causada por mutação na sequência codificadora do gene RANK. Hocking e outros (2000), Good e outros (2001), Sparks e outros (2001) e Wuyts e outros (2001) apresentaram dados das análises de ligação e mutação indicando que as mutações na RANK não eram comuns tanto na PDB familiar quanto na esporádica (Hocking e outros, 2001).

Em oito pacientes das sete famílias não aparentadas com severa osteopetrose pobre em osteoclasto (OPTB7; omim 612301), as quais eram conhecidas por carecerem de mutações em genes associados com a osteopetrose recessiva autossômica, Guerrini e outros (2008) identificaram homozigozidade ou heterogozidada composta para sete mutações diferentes no gene TNFRSF11A. Os níveis de imunoglobulinas no soro foram encontrados reduzidos em três dos quatro pacientes testados. Guerrini e outros (2008) concluíram que as mutações no TNFRSF11A podem causar uma condição clínica na qual a osteopetrose severa autossômica recessiva está associada a defeitos na produção de imunoglobulina.

MODELO ANIMAL

Dougall e outros (1999) geraram camundongos Rank-/- e encontraram que eles tinham osteopetrose profunda resultante de um bloqueio na diferenciação do osteoclasto mielóide. Entretanto, a Rank não era requerida para a contenção das rotas para o macrófago, granulócito ou células dendríticas. Os camundongos Rank-/- também exibiram deficiência de célula B no baço. Os linfonodos periféricos, exceto os tecidos linfóides associados à mucosa, estavam ausentes nos camundongos Rank -/-. Dougall e outros (1999) concluíram que a RANK é crítica para a organogênese do linfonodo e a diferenciação do osteoclasto.

Li e outros (2000) geraram camundongos nulos em Rank para determinar as interações genéticas moleculares entre a osteoprotegerina, a ligante da osteoprotegerina e a RANK durante a reabsorção do osso e processos de remodelamento. Os camundongos Rank-/- careciam de osteoclastos a tinham um profundo defeito na reabsorção e remodelamento do osso e no desenvolvimento das placas de crescimento cartiloginosas do osso endrocrondral (intra-cartiloginoso). A osteopetrose observada nesses camundongos pôde ser revertida pelo transplante de medula óssea de camundongos nulizigotos do gene 1 de ativação da recombinase (RAG1; omim 179615), indicando que os camundongos Rank -/- têm um defeito intrínseco na função dos osteoclastos.
Hormônios calciotrópicos e citocinas pró-reabsorção que são conhecidas por induzir a reabsorção do osso em camundongos e humanos foram administradas aos camundongos Rank-/- sem indução de hiper-calcemia, embora o tratamento com fator alfa de necrose tumoral levasse ao raro aparecimento de células de tipo osteoclasto perto do sítio de injeção. A osteoclastogênese pôde ser iniciada nos camundongos Rank -/- pela transferência do cDNA da Rank de volta a precursoras hematopoiéticas, sugerindo um meio para avaliar criticamente feições estruturais da RANK na superfície de células determinantes que mediam os efeitos do ligante de osteoprotegerina na reabsorção e remodelamento do osso bem como os efeitos fisiológicos e patológicos dos hormônios calciotrópicos e citocinas pró-reabsorsivas.

Kapur e outros (2004) relataram o surgimento espontâneo de camundongos com osteopetrose maligna e ausência de linfonodos em uma colônia altamente inata (consangüínea). A herança era autossômica recessiva, e o fenótipo relembrava o dos camundongos nocauteados para Rankl ou Rank, exceto pela morte inexplicada da maioria dos camundongos entre duas e três semanas após o desmame. Análises de mutação revelaram homozigosidade para uma deleção de oito pares de bases no éxon dois do gene Rank; os autores sugeriram que algumas formas de osteopetrose maligna (omim 159700) poderiam resultar de um defeito similar no gene Rank.

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/dispomim.cgi?cmd=entry&id=603499