CD47

CD47 je vysoko-afinní receptor pro trombospondin-1 (TSP-1), sekretovaný glykoprotein hrající roli ve vývoji vaskulary a angiogenezi, během níž TSP1-CD47 vazba inhibuje signalizaci NO.[7] Vazba TSP-1 s CD47 ovlivňuje základní děje v buňce, jako jsou například adheze, migrace, apoptóza a buněčná proliferace a podílí se na řízení angiogeneze a zánětu.[2]

CD47 tvoří vazbu se SIRPA (signal-regulatory protein alpha, SIRPα) proteinem, což je inhibiční receptor na povrchu myeloidních buněk. CD47-SIRPα vazba vede k obousměrné signalizaci, která vede uvnitř myeloidní buňky skrze ITIM motivy SIRPα proteinu k zablokování fagocytického pohlcení buňky nesoucí CD47. Zároveň tato interakce aktivuje T-buněk.[8][9][10]

CD47 interaguje s membránovými integriny, zejména s typem avb3. Takto vzniklé komplexy se podílí na buněčné adhezi a migraci.[2][10]

Navzdory všeobecné expresi CD47 se signalizace skrze tento protein liší v závislosti na buněčném typu. Výsledek signalizace skrze CD47 je tedy ovlivněn jeho intracelulárními a transmembránovými partnery.

Role CD47 ve stimulaci proliferace je taktéž závislá na buněčném typu, neboť jak aktivace, tak ztráta CD47 mohou vést k zahájení proliferace buňky. Vazba CD47 s TSP-1 zvyšuje proliferaci lidských buněk astrocytomové linie U87 a U37, ačkoliv u zdravých astrocytů tento efekt nenastává. U stejných buněk bylo dokázáno, že blokující protilátky inhibují proliferaci nádorových, nikoliv zdravých astrocytů. Ačkoliv přesný mechanismus je neznámý, CD47 zřejmě aktivuje proliferaci skrze PI3K/Akt dráhu u nádorově transformovaných buněk.[11] K přetrvávající proliferaci také vede ztráta CD47 u primárních endoteliálních buněk myši, a zároveň dovoluje přeprogramovat tyto buňky na multipotentní tělíska embryonálního charakteru. Exprese kmenových znaků, jako je například c-Myc, je zvýšena u endoteliálních buněk s deletovaných CD47 a u lidských T-buněčných linií postrádajících expresi CD47. Aktivace CD47 vazbou TSP-1 inhibuje proliferaci a snižuje expresi transkripčních faktorů zodpovědných za kmenový charakter.[12]

Signalizace skrze CD47 vede k iniciaci buněčné smrti (apoptózy, či autofágie) v mnoha zdravých i nádorových buněčných liniích. K rychlé aktivaci apoptózy tak dochází u lidských T-buněčných linií, linie Jurkat a periferní mononukleární buňky (PBMC) inkubované s monoklonální protilátkou klonu Ad22 přejdou do apoptotického stavu během 3 hodin. Jiné klony protilátek však tento efekt neprokázaly. Indukce apoptózy je tedy závislá na blokování pouze určitých epitopů extracelulární domény CD47.[13] Indukce apoptózy byla prokázány i u B-buněčné chronické lymfocytární leukémie (CLL). Inkubace s dimerem protilátek spojeným disulfidickou vazbou opouští apoptózu CD47+ primárních buněk B-CLL a buněk linie MOLT-4 a JOK-1. Navíc vnesení protilátky do SCID myši po implantaci JOK-1 buněk prodlouží její věk dožití. Spuštění apoptózy je v tomto modelu ovlivněno HIF-1α dráhou.[14]

Buněčná migrace je ligací CD47 všeobecně stimulována. Význam CD47 pro migraci byl zprvu studován na neutrofilech, u kterých inkubace s monoklonální protilátkou inhibovala transmigraci endotelem. Tento jev je způsoben integriny avb3, které jsou aktivovány proteinem CD47 na plazmatické membráně.[10][2] Blokování CD47 protilátkou zabraňuje migraci a tvorbě metastáz u mnoha nádorů. Lze tak zabránit chemotaxi vyvolané kolagenem IV u melanomů, karcinomu prostaty a ovária.[15] V myším modelu násobného melanomu dochází ke snížení metastatického potenciálu do kostní dřeně u myší s knock-outovaným CD47.[16] Stejně tak delece CD47 pomocí shRNA u myší s xenotransplantovaným non-Hodgkinovým lymfomem snižuje výskyt.[17]

Ztráta CD47 zvyšuje proliferaci a asymetrické dělení primárních myších endoteliálních buněk.[12] Aktivace CD47 pomocí TSP-1 u primárních myších cerebrálních endoteliálních buněk indukuje cytotoxicitu, která je významně nižší u cerebrálních endoteliálních buněk s deletovaným CD47.[18] In vitro bylo aktivací TSP-1, která inhibovala migraci endoteliálních buněk, dokázáno, že CD47 tlumí angiogenezi.[18] Mechanismus anti-angiogenní aktivity CD47 není zatím známý, ale monoklonální protilátky v kombinaci s TSP-1 inhibují NO-stimulované reakce u endoteliálních buněk a buněk hladkého svalstva cév.[7] CD47 signalizace ovlivňuje SDF-1 chemokinovou dránu, která je zásadní pro angiogenezi.[19]

Interakce mezi CD47 na endoteliální buňce a SIRPγ na leukocytu regulují T-buněčnou transendoteliální migraci (TEM) v místech zánětu. CD47 knockout myši mají nižší schopnost rekrutovat T-buňky, neutrofily a monocyty do míst zánětu.[20] CD47 také slouží jako tzv. self-marker u myších erytrocytů, kde zabraňuje jejich fagocytóze. Erytrocyty postrádající CD47 jsou ihned odstraněny makrofágy.[21] Myší hematopoietické kmenové buňky (HSCs) přechodně zvyšují expresi CD47 během migratorní fáze, což zabraňuje pohlcení makrofágem in vivo.[22] Podobně se i nádorové buňky vyhýbají odstranění fagocytickými buňkami z těla zvýšenou expresí CD47.[4] CD47 je například exprimován ve zvýšené míře na kmenových buňkách nádoru močového měchýře (CSCs). Zablokování CD47 monoklonální protilátkou vede k pohlcení nádorových buněk makrofágem.[23] Exprese CD47 je také zvýšena u myeloidní leukémie a u dalších pevných i krevních nádorových onemocnění, kde napomáhá ochraně nádoru před imunitním systémem.[22]

Odblokování fagocytózy nádorových buněk anti-CD47 monoklonální protilátkou aktivuje zároveň i silnou T-buněčnou protinádorovou odpověď. Terapie zablokováním CD47 má tedy dvojí účinek, kdy kromě aktivace fagocytózy, mechanismu vrozeného imunitního systému, aktivuje nádorově-specifické lymfocyty tak, že rozpoznají a budou aktivovány nádorovými antigeny.[26][27] Humanizovaná anti-CD47 protilátka dnes prochází klinickým testováním jako terapeutikum pro řadu krevních i pevných nádorů.[24]