Transglutaminasas en la investigación médica

La transglutaminasa (TGasa) es una enzima que cataliza la reacción de transferencia de acilo. Utiliza el grupo C-carboxamida del residuo de glutamina en el enlace peptídico como donante de acilo, y el grupo E-amino del residuo de lisilo en la cadena polipeptídica como aceptor de acilo, formando EC-(Glutamil)-lisina intramolecular e intermolecular enlaces isopeptídicos, que permiten que las moléculas de proteína se entrecrucen. La TGasa está ampliamente distribuida en la naturaleza. Primero se aisló y purificó TGasa de mamíferos, y luego se encontraron proteínas con actividad TGasa de microorganismos, plantas, vertebrados, anfibios, peces y aves. En los mamíferos, la TGasa está ampliamente distribuida en diversos tejidos, como la sangre, el hígado, el folículo piloso, la epidermis, la próstata, etc. Participa en diversas funciones fisiológicas, como la adhesión celular, la diferenciación celular, la muerte celular y el mantenimiento de la estabilidad de la matriz extracelular. Ha llamado cada vez más la atención que la TGasa está estrechamente relacionada con algunas enfermedades humanas, como la neurodegeneración, los estados autoinmunes (como la enfermedad celíaca), el cáncer, la inflamación y la fibrosis tisular.

Clasificación de TGasa en mamíferos

Hay muchos tipos de TGasa, que se distribuyen en varios tejidos y realizan diferentes funciones. La TGasa descubierta se puede dividir en 8 categorías desde el nivel génico (Factor XIII a, TGasa 1, TGasa 2, TGasa 3, TGasa 4, TGasa 5, TGasa 6, TGasa 7), 6 de las cuales han sido separadas, purificadas y caracterizadas a nivel de proteínas.

Relación entre TGasa y enfermedades

Figura 1. Roles multifuncionales de TG2.

TGasa y Enfermedades Inflamatorias

La TGasa está estrechamente relacionada con una serie de enfermedades inflamatorias, que incluyen la cicatrización de heridas, la reparación de tejidos, la fibrosis y el estado autoinmune.

TGasa y cicatrización de heridas

Varios tipos diferentes de TGasa están involucrados en la cicatrización de heridas, a través de su efecto sinérgico, completan la cicatrización de heridas en procesos traumáticos o patológicos. El más importante de ellos es el Factor XIIIa. El factor XIIIa puede reducir la pérdida de sangre después de un trauma aumentando la estabilidad de las fibras durante la coagulación de la sangre, activando las plaquetas y participando en la regeneración del tejido de granulación. Las TGasa tipo 1 y tipo 3 están implicadas en la reparación de traumatismos epidérmicos. TGase2 participa en la angiogénesis y en la estabilización de la matriz extracelular en el proceso de reparación de traumatismos al actuar como una proteína de adhesión celular o un receptor de unión a integrinas.

TGasa y Fibrosis Tisular

La TGasa está estrechamente relacionada con varios estados inflamatorios crónicos en enfermedades hepáticas (cirrosis, fibrosis hepática, hígado alcohólico y hepatitis C) y fibrosis de riñón y pulmón. En diferentes etapas de lesión hepática y fibrosis, aumenta el nivel de ARNm de TGase2. in vitro los experimentos han demostrado que bajo la condición de daño hepático inducido exógenamente, el factor nuclear kappaB se unirá al promotor de TGase2, aumentando así la expresión de TGase2. TGase2 participa principalmente en la formación de fibrosis hepática al catalizar el entrecruzamiento de la matriz extracelular.

TGasa y Enfermedades Autoinmunes

La TGasa está asociada con una serie de enfermedades autoinmunes, que típicamente se caracterizan por la producción de anticuerpos contra la TGasa. TGasa y Neurodegeneración Crónica

La TGasa juega un papel muy importante en la neurodegeneración crónica. Se caracterizan por la formación de agregados de proteínas insolubles altamente entrecruzadas. Incluyen principalmente demencia senil de tipo Alzheimer, enfermedades de la cola de poliglutamina (polyQ), como la enfermedad de Huntington, la enfermedad de Parkinson, la parálisis supranuclear progresiva.

TGasa y Enfermedades Neoplásicas

La investigación en este campo es bastante activa en la actualidad, y muchos informes están relacionados con este problema. La opinión general es que la actividad de TGase2 en las células tumorales es menor que la observada en los tejidos normales correspondientes. in vitro, que contiene formas normales de TGasa, también contiene formas modificadas de TGasa y, a veces, incluso formas inactivas, y también puede ocurrir un cambio de localización subcelular. La disminución de la actividad de la TGasa en los tumores es a menudo un indicador biológico de mal pronóstico y puede estar relacionado con la metástasis del tumor, lo que facilita que las células se cuelen en el torrente sanguíneo a través de la membrana basal.

Aplicación de TGasa en Diagnóstico y Terapia

El diagnóstico de la enfermedad celíaca puede utilizar el método ELISA para detectar el anticuerpo contra la TGasa. Los experimentos han demostrado que la actividad de la TGasa en el líquido cefalorraquídeo con AD es mayor que la del tejido cerebral normal, por lo que la TGasa se puede utilizar como indicador de diagnóstico para algunas enfermedades neurodegenerativas. TGase se usó por primera vez en el tratamiento de FXIIIa como terapia de reemplazo para el tratamiento de enfermedades raras de defectos genéticos de la coagulación sanguínea. Las enzimas purificadas se utilizan como biopegamento exógeno para ayudar a reparar heridas quirúrgicas, fracturas y daños en el cartílago. Además, algunas personas utilizan los retinoides como inductor específico para inducir la expresión de TGase2 para el tratamiento de tumores malignos y acné.