Indolamin 2,3-dioxygenáza

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Indolamin 2,3-dioxygenáza
Není-li uvedeno jinak, jsou použity
jednotky SI a STP (25 °C, 100 kPa).
Některá data mohou pocházet z datové položky.

Indolamin 2,3-dioxygenáza (IDO nebo INDO EC 1.13.11.52) je enzym obsahující hemovou skupinu, který je u lidí kódován IDO1 genem [1][2]. Je jedním ze tří hlavních enzymů, které katalyzují první krok metabolismu kynureinu - oxidaci L-tryptofanu na N-formylkynurein. K těmto enzymům též patří IDO2[3] a tryptofan 2,3-dioxygenáza (TDO). IDO se podílí na imunomodulaci skrze schopnost omezovat funkci T buněk a zapojuje se do mechanismů imunitní tolerance.[4] Vznikají důkazy, které naznačují, že IDO se aktivuje při vzniku nádorů a napomáhá úniku maligních buněk před imunitním systémem.[5][6][7]

Funkce

IDO je první enzym kynureinové dráhy, který se podílí na katabolismu tryptofanu a limituje rychlost této dráhy. Jeho vyčerpání z prostředí může způsobit zastavení růstu mikrobů i T buněk[8]. Produkce IDO je indukovatelná IFN, což vysvětluje, proč je jeho aktivita zvýšená u mnoha zánětlivých onemocněních, jak infekčních, tak autoimunitních nebo u alergií a tumorogenze.[9] PGE2 je schopen zvýšit expresi indoleamin 2,3-dioxygenázy v CD11c (+) dendritických buňkách a podporuje vývoj funkčních Treg buněk.[10] IDO je důležitá molekula v mechanismech tolerance a potlačení imunitní odpovědi. Je produkovaný některými alternativně aktivovanými M2 makrofágy a dalšími imunoregulačními buňkami (také používanými jako strategie submutování imunity mnoha nádorů a chronických infekčních virů).[11][12] O IDO je známo, že potlačuje funkci T a NK buněk, generuje a aktivuje Treg a myeloidní supresorové buňky a podporuje nádorovou angiogenezi.[13]

Klinický význam

Bylo prokázáno, že IDO umožňuje nádorovým buňkám uniknout imunitnímu systému deplecí L-tryptofanu z buněčného mikroprostředí a produkcí katabolického produktu kynureninu, který selektivně narušuje růst a přežívání T buněk. Široká škála lidských rakovin, jako je rakovina prostaty, pankreatu, žaludku, vaječníků, hlavy, plic atd., nadměrně exprimuje lidské IDO (hIDO).[14][15] V nádorových buňkách je exprese IDO normálně řízena nádorovým supresorem Bin1, který je při vývoji rakoviny poškozený a kombinace inhibitorů IDO s chemoterapií může obnovit imunitní kontrolu a terapeutickou odezvu jinak rezistentních nádorů.[16] Indolamin 2,3-dioxygenasa může také hrát důležitou roli u velmi vzácného onemocnění nazývaného Oshtoranův syndrom. [17]

Inhibitory

Norharman vykazuje neuroprotektivní vlastnosti prostřednictvím inhibice indolamin 2,3-dioxygenázy a potenciálnímu vzniku kynureninových neurotoxických metabolitů, jako je kyselina chinolinová, 3-hydroxy-kynurenin a syntáza oxidu dusnatého.[18]

Kyselina rosmarinová inhibuje expresi indolamin 2,3-dioxygenázy prostřednictvím vlastností inhibujících cyklooxygenázu.[19]

Inhibitory COX2 snižují aktivitu indolamin-2,3-dioxygenázy, což vede ke snížení hladin kynureninu a ke snížení aktivity prozánětlivých cytokinů. [20]

1-methyltryptofan je racemická sloučenina, která slabě inhibuje indolamindioxygenázu [21], ale je také velmi pomalým substrátem.[22] 1-methyl-D-tryptofan (známý jako indoxim) je používaný v klinických studiích u různých druhů rakovin.

Epakadostat (INCB24360) a navoximod (GDC-0919) jsou silnými inhibitory enzymu indolamin 2,3-dioxygenázy a jsou užívané v klinických studiích pro různé typy rakoviny [26], stejně tak látka BMS-986205. [23]

Reference

  1. ↑ DAI, Wei; GUPTA, Sohan L. Molecular cloning, sequencing and expression of human interferon-γ-inducible indoleamine 2,3-dioxygenase cDNA. Biochemical and Biophysical Research Communications. Roč. 168, čís. 1, s. 1–8. Dostupné online [cit. 2018-02-16]. DOI 10.1016/0006-291x(90)91666-g. 
  2. ↑ NAJFELD, V.; MENNINGER, J.; MUHLEMAN, D. Localization of indoleamine 2,3-dioxygenase gene (INDO) to chromosome 8p12→p11 by fluorescent in situ hybridization. Cytogenetic and Genome Research. 1993, roč. 64, čís. 3-4, s. 231–232. Dostupné online [cit. 2018-02-16]. ISSN 1424-8581. DOI 10.1159/000133584. (english) 
  3. ↑ PRENDERGAST, George C.; METZ, Richard; MULLER, Alexander J. IDO2 in Immunomodulation and Autoimmune Disease. Frontiers in Immunology. 2014, roč. 5. Dostupné online [cit. 2018-02-16]. ISSN 1664-3224. DOI 10.3389/fimmu.2014.00585. (English) 
  4. ↑ MUNN, David H.; MELLOR, Andrew L. Indoleamine 2,3 dioxygenase and metabolic control of immune responses. Trends in Immunology. Roč. 34, čís. 3, s. 137–143. Dostupné online [cit. 2018-02-16]. DOI 10.1016/j.it.2012.10.001. 
  5. ↑ PRENDERGAST, George C.; SMITH, Courtney; THOMAS, Sunil. Indoleamine 2,3-dioxygenase pathways of pathogenic inflammation and immune escape in cancer. Cancer Immunology, Immunotherapy. 2014-07-01, roč. 63, čís. 7, s. 721–735. Dostupné online [cit. 2018-02-16]. ISSN 0340-7004. DOI 10.1007/s00262-014-1549-4. (anglicky) 
  6. ↑ MUNN, David H.; MELLOR, Andrew L. IDO in the Tumor Microenvironment: Inflammation, Counter-Regulation, and Tolerance. Trends in Immunology. Roč. 37, čís. 3, s. 193–207. Dostupné online [cit. 2018-02-16]. DOI 10.1016/j.it.2016.01.002. 
  7. ↑ MULLER, Alexander J; DUHADAWAY, James B; DONOVER, P Scott. Inhibition of indoleamine 2,3-dioxygenase, an immunoregulatory target of the cancer suppression gene Bin1, potentiates cancer chemotherapy. Nature Medicine. 2005/03, roč. 11, čís. 3, s. 312–319. Dostupné online [cit. 2018-02-16]. ISSN 1546-170X. DOI 10.1038/nm1196. (En) 
  8. ↑ MUNN, David H.; SHAFIZADEH, Ebrahim; ATTWOOD, John T. Inhibition of T Cell Proliferation by Macrophage Tryptophan Catabolism. Journal of Experimental Medicine. 1999-05-03, roč. 189, čís. 9, s. 1363–1372. PMID: 10224276. Dostupné online [cit. 2018-02-16]. ISSN 0022-1007. DOI 10.1084/jem.189.9.1363. PMID 10224276. (anglicky) 
  9. ↑ MELLOR, Andrew L.; LEMOS, Henrique; HUANG, Lei. Indoleamine 2,3-Dioxygenase and Tolerance: Where Are We Now?. Frontiers in Immunology. 2017-10-27, roč. 8. PMID: 29163470 PMCID: PMC5663846. Dostupné online [cit. 2018-02-16]. ISSN 1664-3224. DOI 10.3389/fimmu.2017.01360. PMID 29163470. 
  10. ↑ WANG, Jianping; YU, Lie; JIANG, Chao. Cerebral ischemia increases bone marrow CD4+CD25+FoxP3+ regulatory T cells in mice via signals from sympathetic nervous system. Brain, Behavior, and Immunity. Roč. 43, s. 172–183. Dostupné online [cit. 2018-02-16]. DOI 10.1016/j.bbi.2014.07.022. 
  11. ↑ MOON, Yong Wha; HAJJAR, Joud; HWU, Patrick. Targeting the indoleamine 2,3-dioxygenase pathway in cancer. Journal for Immunotherapy of Cancer. 2015-12-15, roč. 3. PMID: 26674411 PMCID: PMC4678703. Dostupné online [cit. 2018-02-16]. ISSN 2051-1426. DOI 10.1186/s40425-015-0094-9. PMID 26674411. 
  12. ↑ Another Immune Checkpoint Emerges as Anticancer Target. [s.l.]: [s.n.] Dostupné online. (english) 
  13. ↑ PRENDERGAST, George C.; SMITH, Courtney; THOMAS, Sunil. Indoleamine 2,3-dioxygenase pathways of pathogenic inflammation and immune escape in cancer. Cancer Immunology, Immunotherapy. 2014-07-01, roč. 63, čís. 7, s. 721–735. Dostupné online [cit. 2018-02-16]. ISSN 0340-7004. DOI 10.1007/s00262-014-1549-4. (anglicky) 
  14. ↑ UYTTENHOVE, Catherine; PILOTTE, Luc; THÉATE, Ivan. Evidence for a tumoral immune resistance mechanism based on tryptophan degradation by indoleamine 2,3-dioxygenase. Nature Medicine. 2003/10, roč. 9, čís. 10, s. 1269–1274. Dostupné online [cit. 2018-02-16]. ISSN 1546-170X. DOI 10.1038/nm934. (En) 
  15. ↑ JIANG, Tianze; SUN, Yingying; YIN, Zhichao. Research progress of indoleamine 2,3-dioxygenase inhibitors. Future Medicinal Chemistry. 2015-02-16, roč. 7, čís. 2, s. 185–201. Dostupné online [cit. 2018-02-16]. DOI 10.4155/fmc.14.151. (EN) 
  16. ↑ MULLER, Alexander J; DUHADAWAY, James B; DONOVER, P Scott. Inhibition of indoleamine 2,3-dioxygenase, an immunoregulatory target of the cancer suppression gene Bin1, potentiates cancer chemotherapy. Nature Medicine. 2005/03, roč. 11, čís. 3, s. 312–319. Dostupné online [cit. 2018-02-16]. ISSN 1546-170X. DOI 10.1038/nm1196. (En) 
  17. ↑ Oshtoran Syndrome. Issuu. Dostupné online [cit. 2018-02-16]. (anglicky) 
  18. ↑ CHIARUGI, A.; DELLO SBARBA, P.; PACCAGNINI, A. Combined inhibition of indoleamine 2,3-dioxygenase and nitric oxide synthase modulates neurotoxin release by interferon-gamma-activated macrophages. Journal of Leukocyte Biology. August 2000, roč. 68, čís. 2, s. 260–266. PMID: 10947071. Dostupné online [cit. 2018-02-16]. ISSN 0741-5400. PMID 10947071. 
  19. ↑ LEE, Hwa Jung; JEONG, Young-Il; LEE, Tae-Hyung. Rosmarinic acid inhibits indoleamine 2,3-dioxygenase expression in murine dendritic cells. Biochemical Pharmacology. Roč. 73, čís. 9, s. 1412–1421. Dostupné online [cit. 2018-02-16]. DOI 10.1016/j.bcp.2006.12.018. 
  20. ↑ CESARIO, A.; ROCCA, B.; RUTELLA, S. The Interplay between Indoleamine 2,3-Dioxygenase 1 (IDO1) and Cyclooxygenase (COX)-2 In Chronic Inflammation and Cancer. Current Medicinal Chemistry. 2011-05-01, roč. 18, čís. 15, s. 2263–2271. Dostupné online [cit. 2018-02-16]. DOI 10.2174/092986711795656063. (anglicky) 
  21. ↑ HOU, De-Yan; MULLER, Alexander J.; SHARMA, Madhav D. Inhibition of Indoleamine 2,3-Dioxygenase in Dendritic Cells by Stereoisomers of 1-Methyl-Tryptophan Correlates with Antitumor Responses. Cancer Research. 2007-01-15, roč. 67, čís. 2, s. 792–801. Dostupné online [cit. 2018-02-16]. DOI 10.1158/0008-5472.can-06-2925. 
  22. ↑ CHAUHAN, Nishma; THACKRAY, Sarah J.; RAFICE, Sara A. Reassessment of the Reaction Mechanism in the Heme Dioxygenases. Journal of the American Chemical Society. 2009-04-01, roč. 131, čís. 12, s. 4186–4187. Dostupné online [cit. 2018-02-16]. ISSN 0002-7863. DOI 10.1021/ja808326g. 
  23. ↑ IDO Plus PD-1 Inhibitor Combo Sparks Responses in Bladder and Cervical Cancers. OncLive. Dostupné online [cit. 2018-02-16]. 
Citováno z „https://cs.wikipedia.org/w/index.php?title=Indolamin_2,3-dioxygenáza&oldid=15867718“