Els leucotriens (LT) són un grup de potents mediadors lipídics pertanyents a la família dels icosanoides, derivats principalment de l'àcid araquidònic. Són sintetitzats majoritàriament per cèl·lules del sistema immunitari innat, com ara neutròfils, eosinòfils, mastòcits o macròfags, en resposta a estímuls immunitaris i no immunitaris.
Aquests compostos tenen un paper fonamental en la regulació de la resposta inflamatòria mitjançant l'alteració de la permeabilitat vascular, la constricció de la musculatura llisa i l'activació dels leucòcits.
La seva síntesi s'inicia a partir de l'alliberament d'àcid araquidònic per l'acció de la fosfolipasa A2, i continua la seva transformació mitjançant l'enzim 5-lipoxigenasa. Els leucotriens exerceixen els seus efectes a través de receptors acoblats a proteïnes G, que regulen diverses funcions cel·lulars implicades en la inflamació.
Es classifiquen principalment en dos grups: el leucotriè B4 (LTB4), implicat en la quimiotaxi i activació de leucòcits, i els cisteïnil-leucotriens (LTC4, LTD4 i LTE4), que intervenen especialment en la constricció de la musculatura llisa i en processos inflamatoris del tracte respiratòri.
Els leucotriens tenen un paper fonamental en diverses malalties inflamatòries, especialment en malalties respiratòries com l'asma o la rinitis al·lèrgica, motiu pel qual constitueixen una diana terapèutica important en el seu tractament. Tipus de leucotriens miniatura|187x187px|Estructura química LTA4
LTA4 LTA4 és un lípid intermedi sintetitzat per leucòcits en resposta a estímuls patogènics, com poden ser complexos immunitaris o antígens bacterians. És el precursor d’altres classes de leucotriens.
LTB4 miniatura|192x192px|Estructura química LTB4 LTB4 és un mediador lipídic que actua com a potent quimiotàctic, atraient principalment a neutròfils mitjançant la unió amb el receptor BLT1.
A fases inicials de la inflamació actua com a mediador central, atraient a la zona diverses cèl·lules immunitàries, incloent-hi neutròfils, macròfags, cèl·lules dendrítiques, eosinòfils i limfòcits T efectors.
Nivells elevats de LTB4 s’han associat a diverses malalties inflamatòries, sobretot pulmonars. Aquestes inclouen l’asma, la fibrosi quística i la malaltia pulmonar obstructiva crònica. miniatura|142x142px|Estructura química LTC4
Cisteïnil-leucotriens miniatura|138x138px|Estructura química LTD4 miniatura|141x141px|Estructura química LTE4 LTC4, LTD4 i LTE4 són un grup caracteritzat per la presència de cisteïna a la seva estructura.
L'enzim LTC4 sintasa catalitza la formació de LTC4 a partir de LTA4, que és metabolitzat a LTD4 i LTE4. LTE4 és una forma més estable i és detectat fàcilment a fluids biològics.
LTC4 i LTD4 actuen mitjançant els receptors CysLT1 i CysLT2.
Aquest grup indueix la contracció lenta i sostinguda de la musculatura llisa, actuant com a potents broncoconstrictors. A més, promouen la inflamació reclutant eosinòfils i basòfils i augmentant l’activitat de mastòcits. Finalment, tenen un paper important en l’obstrucció de les vies respiratòries.
Biosíntesi Els leucotriens (LT) són mediadors lipídics de l'àcid araquidònic que participen de manera clau en la resposta inflamatòria. La seva biosíntesi té lloc principalment en leucòcits i altres cèl·lules immunitàries, i es basa en una seqüència coordinada d’esdeveniments enzimàtics associats a membranes cel·lulars.
El procés s’inicia amb l’alliberament de l’àcid araquidònic (AA), un àcid gras poliinsaturat de 20 carbonis present als fosfolípids de membrana. Aquest pas és catalitzat principalment per la fosfolipasa A2 citosòlica (cPLA2), la qual es transloca del citosol a les membranes intracel·lulars en resposta a un augment del calci intracel·lular. Aquesta translocació, així com la seva activitat, es poden modular per processos de fosforilació, assegurant així la disponibilitat d’AA com a substrat per a la síntesi de leucotriens.
Un cop alliberat, l’AA és metabolitzat per la 5-lipoxigenasa (5-LO), un enzim clau que actua en associació amb la proteïna activadora de la 5-LO (FLAP), ancorada a la membrana. L’activació cel·lular (generalment també dependent de l’augment del calci) indueix la translocació de la 5-LO cap a membranes, sovint la membrana nuclear, on interacciona amb FLAP. Aquest complex facilita la conversió de l’AA en àcid 5-hidroperoxieicosatetraenoic (5-HPETE), que és ràpidament transformat en 5-hidroxieicosatetraenoic (5-HETE) i, posteriorment, en leucotriè A4 (LTA4), un epòxid altament inestable que constitueix el punt de ramificació central de la via. miniatura|Síntesi de leucotriens A partir del LTA4, la biosíntesi es pot dirigir cap a dues rutes principals segons el repertori enzimàtic de la cèl·lula. D’una banda, l’enzim LTA4 hidrolasa, una proteïna soluble, converteix el LTA4 en leucotriè B4 (LTB4), un potent agent quimioatraient implicat en el reclutament de neutròfils. D’altra banda, la LTC4 sintasa, una proteïna de membrana, catalitza la conjugació del LTA4 amb glutatió per formar leucotriè C4 (LTC4). Aquest compost és el precursor dels anomenats cisteïnil-leucotriens, ja que pot ser metabolitzat extracel·lularment a LTD4 i LTE4 mitjançant la pèrdua progressiva de residus del glutatió.
La regulació d’aquesta via és complexa i es produeix a diversos nivells. Tant la cPLA2 com la 5-LO estan fortament controlades per la concentració de calci intracel·lular i per modificacions posttraduccionals com la fosforilació, que poden augmentar o inhibir la seva activitat. A més, factors com l'òxid nítric o certes peroxidases poden modular negativament l’activitat de la 5-LO. La localització subcel·lular dels enzims i la seva possible organització en complexos multiproteics a la membrana també contribueixen a l’eficiència i especificitat de la síntesi.
Finalment, la proporció relativa de LTB4 i cisteïnil-leucotriens produïts per una cèl·lula depèn, en gran manera, de l’expressió relativa dels enzims LTA4 hidrolasa i LTC4 sintasa, així com de la seva organització funcional amb FLAP. Aquest equilibri és determinant per al tipus de resposta inflamatòria generada.
Mecanisme d'acció LTA4 És el precursor de molts leucotriens, la seva vida mitjana és estabilitzada per l’albúmina, ja que la seva reacció d'hidròlisi és inversament proporcional a la concentració d’aquesta proteïna.
Per donar lloc a la resta de leucotriens, es poden donar diverses reaccions activades gràcies a pèptids antimicrobians o altres estímuls pro-inflamatòris.
La leucotriè A4 hidrolasa (LTA4H) hidrolitza l’LTA4 en, LTB4, el que afavoreix la inflamació i té un paper important en malalties com el càncer, ja que el microbioma dels tumors es veu afavorit per l’estat inflamatori.
LTB4 El LTB4 és un mediador lipídic bioactiu que participa en el reclutament i activació de les cèl·lules del sistema immunitari. S’activa mitjançant la seva interacció amb 2 receptors acoblats a proteïnes G i participa en respostes inflamatòries agudes, pel que té una naturalesa dinàmica en la que es sintetitza i es degrada molt ràpidament per modular-les amb precisió.
Les seves propietats quimiotactiques guien als leucòcits fins als focus d’inflamació durant les etapes inicials, facilitant la secreció de interleucines i quimiocines que amplifiquen la resposta. A més, desencadena diferents cascades de senyalització que potencien la adhesió i migració cel·lular.
També té un rol en l’activació del sistema immunitari innat davant infeccions virals, induint la secreció de pèptids antimicrobians per part de neutròfils.
Receptors de LTB4 BLT1: és d'alta afinitat, media la quimiotaxi, la adherència de fagòcits a l'endoteli vascular i la mobilització de calci. S'expressa principalment a leucòcits, però també el trobem als pulmons i a la melsa entre d'altres.
BLT2: és de baixa afinitat i no és exclusiu dels leucotriens, també pot ser activat per altres mediadors lipídics. S’encarrega de regular la degranulació de neutròfils i eosinòfils, l’alliberació d’enzims lisosomals i la mobilització de calci a llarg termini associada amb altes concentracions de LTB. S’expressa a l'intestí prim, còlon, melsa, fetge, pàncrees i a limfòcits T, mastòcits i neurones sensorials perifèriques.
Cisteïnil-leucotriens Els cisteïnil-leucotriens contrauen el múscul llis de l'aparell respiratori, vascular i gastrointestinal. A més de ser potents broncoconstrictors, tenen un paper fonamental en la fisiopatologia pulmonar, ja que canvien la permeabilitat vascular, provocant l’engruiximent de la paret bronquial i l’excessiva producció de moc, el que restringeix l’accés de l’aire als pulmons. Per aquest motiu, té un paper molt important en la fisiopatologia de malalties com l'asma
Per produir aquests efectes, es poden unir a 3 receptors acoblats a proteïnes G: CysLT1, CysLT2 i CysLT3, també conegut com OXGR1 o GPR99.
Encara i així, la seva activitat es veu regulada per altres receptors lligats a proteïnes G com P2Y, GPR17 i els propis cisteïnil-leucotriens.
Receptors de cisteïnil-leucotriens La seva afinitat als lligands, la senyalització i la funció són exclusives del context en el que es troben i estan extremadament regulades:
CysLT1: s’uneix a LTD4, LTC4 i LTE4, sent el primer amb el que té més afinitat. La unió resulta en l’activació de MAPK i en flux de calci. També indueix la producció de citocines i quimiocines per part dels mastòcits. S’expressa al múscul llis vascular i el de les vies aèries, leucòcits, plaquetes i alguns monòcits. CysLT2: té la mateixa afinitat per LTC4 i LTD4, i molt poca per LTE4. La seva activació indueix un flux de calci dosi-dependent als òocits que expressin el receptors i una secreció dèbil d’Il-8 per part dels mastòcits. S’expressa a la melsa, cor, glàndula adrenal, cervell, la medul·la espinal i allà on s’expressi CysLT1, ja que el regula negativament.
CysLT3: té una alta afinitat per LTE4. Al activar-se, provoca inflamació cutània i activa CREB. S’expressa en cèl·lules de l’endoteli vascular de la orella, a la mucosa nasal i en cèl·lules epitelials del ronyó, nas, tràquea, glàndules salivals i pulmó.
Leucotriens en l'asma Els leucotriens (especialment els cisteïnil-leucotriens) actuen en l'asma tant en els episodis aguts com en l'asma crònica a través dels següents mecanismes: broncoconstricció, hipersecreció de moc, obstrucció del flux d'aire, i atrapament de cèl·lules inflamatòries
Aplicacions farmacològiques: modificadors de leucotriens Els modificadors de leucotriens són molècules que tenen la capacitat de modular l’acció dels leucotriens a diferents nivells. Són utilitzats principalment com a fàrmacs antiinflamatoris per al tractament de malalties respiratòries com l'asma o la rinitis al·lèrgica. Aquests s'han classificat tradicionalment en:
Inhibidors de la síntesi: actuen impedint l’acció de l’enzim 5-lipoxigenasa (5-LO). El zileutó és l’únic fàrmac comercialitzat d'aquest tipus. Antagonistes dels receptors de leucotriens CysLT1 (LTRA): Impedeixen l’activació del receptor de leucotriens CysLT1. En son exemple el montelukast, el zafirlukast i el pranlukast.
Existeixen línies de recerca orientades a la identificació de noves dianes terapèutiques que podrien expandir aquesta classificació, com son els inhibidors de la FLAP; els antagonistes de CysLT2, per al tractament de la fibrosi pulmonar; els moduladors de LTE4, per al control de la secreció de mucina, o els agonistes de BLT2, per a la regeneració de barreres com pell i còrnia.
Queda pendent de demostrar els possibles efectes beneficiosos de l’ús d’inhibidors de 5-LO en el tractament de malaltia pulmonar obstructiva crònica (MPOC), així com de la malaltia cardiovascular.
Aplicacions en l'asma