Aplicación del inhibidor de C3 compstatina en un modelo de sangre total humana diseñado para la investigación del complemento – 20 años de experiencia y perspectivas futuras
Application of the C3 inhibitor compstatin in a human whole blood model designed for complement research - 20 years of experience and future perspectives
Revisión en la revista Semin Immunol (2022)
Resumen
The complex molecular and cellular biological systems that maintain host homeostasis undergo continuous crosstalk. Complement, a component of innate immunity, is one such system. Initially regarded as a system to protect the host from infection, complement has more recently been shown to have numerous other functions, including involvement in embryonic development, tissue modeling, and repair. Furthermore, the complement system plays a major role in the pathophysiology of many diseases. Through interactions with other plasma cascades, including hemostasis, complement activation leads to the broad host-protective response known as thromboinflammation. Most complement research has been limited to reductionistic models of purified components and cells and their interactions in vitro. However, to study the pathophysiology of complement-driven diseases, including the interaction between the complement system and other inflammatory systems, holistic models demonstrating only minimal interference with complement activity are needed. Here we describe two such models; whole blood anticoagulated with either the thrombin inhibitor lepirudin or the fibrin polymerization peptide blocker GPRP, both of which retain complement activity and preserve the ability of complement to be mutually reactive with other inflammatory systems. For instance, to examine the relative roles of C3 and C5 in complement activation, it is possible to compare the effects of the C3 inhibitor compstatin effects to those of inhibitors of C5 and C5aR1. We also discuss how complement is activated by both pathogen-associated molecular patterns, inducing infectious inflammation caused by organisms such as Gram-negative and Gram-positive bacteria, and by sterile damage-associated molecular patterns, including cholesterol crystals and artificial materials used in clinical medicine. When C3 is inhibited, it is important to determine the mechanism by which inflammation is attenuated, i.e., whether the attenuation derives directly from C3 activation products or via downstream activation of C5, since the mechanism involved may determine the appropriate choice of inhibitor under various conditions. With some exceptions, most inflammatory responses are dependent on C5 and C5aR1; one exception is venous air embolism, in which air bubbles enter the blood circulation and trigger a mainly C3-dependent thromboembolism, with the formation of an active C3 convertase, without a corresponding C5 activation. Under such conditions, an inhibitor of C3 is needed to attenuate the inflammation. Our holistic blood models will be useful for further studies of the inhibition of any complement target, not just C3 or C5. The focus here will be on targeting the critical complement component, activation product, or receptor that is important for the pathophysiology in a variety of disease conditions.
Resumen tomado de PubMed (NCBI) para el registro citado, en el idioma original. La versión de referencia es la de la publicación original.
El resumen se deja sin traducir para conservar la redacción original de los autores.
Síntesis
La revisión presenta dos modelos de sangre total anticoagulada con lepirudina o con GPRP que conservan la actividad del complemento. Se discute la compstatina, inhibidor de C3, frente a inhibidores de C5 y C5aR1, y la activación por patrones moleculares de patógenos y de daño. La mayoría de las respuestas inflamatorias dependen de C5 y C5aR1; la embolia gaseosa venosa es principalmente C3-dependiente. Según los autores, los modelos servirán para estudiar la inhibición de cualquier diana del complemento.
Por qué esto importa para la hirudoterapia
Este artículo describe modelos de sangre humana total para la investigación del complemento que se anticoagulan con el inhibidor de trombina lepirudina o con el bloqueador de la polimerización de fibrina GPRP, ambos de los cuales preservan la actividad del complemento y su interconexión con otros sistemas inflamatorios. La lepirudina es una forma recombinante de la hirudina, el potente anticoagulante secretado de forma natural por las sanguijuelas medicinales, de modo que este trabajo ilustra cómo un compuesto derivado del secretoma de la sanguijuela sirve como una herramienta crítica habilitante en la investigación inmunológica y de tromboinflamación convencional. Demuestra la importancia científica más amplia de los anticoagulantes derivados de sanguijuela más allá de su papel terapéutico tradicional en la hirudoterapia. Una advertencia honesta es que el estudio no versa sobre la terapia con sanguijuelas en sí; la lepirudina funciona aquí como una herramienta anticoagulante en lugar de una intervención bajo investigación, y el enfoque del artículo es la biología del complemento, no los desenlaces de la hirudoterapia.
Compuestos relacionados del registro de la ASH
Moléculas de la sanguijuela y fármacos derivados de la hirudina relacionados con el tema de este artículo, cada uno con un perfil completo en el registro de compuestos de la ASH:
Citación
Referencia (estilo Vancouver)
Mollnes TE, Storm BS, Brekke OL, Nilsson PH, Lambris JD. Application of the C3 inhibitor compstatin in a human whole blood model designed for complement research - 20 years of experience and future perspectives. Semin Immunol. 2022;59:101604. doi:10.1016/j.smim.2022.101604. PMID: 35570131
Los datos bibliográficos (autores, volumen, páginas, DOI) proceden del registro de PubMed.
Contexto clínico relacionado
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