Proteína C, também conhecida como autoprotrombina II-A e factor de coagulação sanguínea XIV, é uma proteína zimogénica (inactiva), cuja forma activa desempenha um papel importante na regulação da coagulação do sangue, inflamação, morte celular e na manutenção da permeabilidade vascular das paredes dos vasos sanguíneos em humanos e em outros animais. A proteína C activada desempenha as funções atrás referidas principalmente através da inactivação proteolítica das proteínas denominadas factor Va e factor VIIIa. A proteína C activada é classificada como uma serina protease visto conter um resíduo de serina no seu sítio activo. Nos humanos, a proteína C é codificada pelo gene PROC, que está localizado no cromossoma 2.
A forma zimógena da proteína C é uma glicoproteína dependente da vitamina K que circula no plasma sanguíneo. A sua estrutura é composta por duas cadeias polipeptídicas, chamadas leve e pesada, conectadas por uma ligação dissulfeto. A proteína C zimógena é activada quando se une à trombina, outra proteína directamente implicada na coagulação, e a activação da proteína C é promovida em grande parte pela presença de trombomodulina e do receptor da proteína C endotelial (EPCR). Devido ao papel do EPCR, a proteína C activada encontra-se principalmente perto das células endoteliais (ou seja, as que formam as paredes dos vasos sanguíneos), e a proteína C afecta estas células e os leucócitos. Como a proteína C desempenha uma função crucial como anticoagulante, as pessoas com deficiências na proteína C ou com algum tipo de resistência à proteína C activada (APC), correm um risco significativamente maior de desenvolver coágulos perigosos (trombose).
As investigações sobre o uso clínico de uma forma recombinante da proteína C activada (rhAPC) chamada Drotrecogin alfa activada, comercializada como Xigris pela companhia Eli Lilly and Company, estiveram envolvidas por muita controvérsia. Eli Lilly fez uma agressiva campanha de mercadotecnia nos Estados Unidos para promover o seu uso em pessoas com sepse grave e choque séptico, e patrocinou em 2004 as Directrizes da Campanha para Sobreviver à Sepse (Surviving Sepsis Campaign Guidelines). Porém, em 2012 publicou-se uma revisão Cochrane que identificou que o seu uso não podia ser recomendado, uma vez que não melhorava a sobrevivência e aumentava o risco de hemorragias. Em outubro de 2011 Xigris foi retirada do mercado por Eli Lilly por se ter observado um maior índice de mortalidade em testes feitos em adultos.
História A função anticoagulante da proteína C no corpo humano foi indicada pela primeira vez por Seegers et al. em 1960, e foi Seegers que conferiu à proteína o seu nome original, que era autoprotrombina II-a. A proteína C foi pela primeira vez isolada por Johan Stenflo a partir do plasma bovino em 1976, e Stenflo determinou que era dependente da vitamina K. Foi ele quem lhe deu o nome de proteína C porque era a terceira proteína (no "pico C") nas eluções das cromatografias de intercâmbio iónico em DEAE-Sefarose. Seegers estava então a investigar os factores de coagulação dependentes da vitamina K não detectados em testes de coagulação, que medem a função de coagulação global. Pouco depois, Seegers reconheceu que a descoberta de Stenflo era idêntica ao que ele fizera. A proteína C activada foi descoberta posteriormente naquele ano, e em 1977 reconheceu-se que a APC inactivava o factor Va. Em 1980, Vehar e Davie descobriram que a APC também inactivava o factor VIIIa, e pouco depois, Walker descobriu que a proteína S era um cofactor. Em 1982, um estudo duma família feito por Griffin et al. associou pela primeira vez a deficiência da proteína C com sintomas de trombose venosa. A deficiência homozigótica da proteína C e os seus graves efeitos para a saúde foram descritos em 1984 por vários cientistas. Em 1984 conseguiu-se a clonagem do ADNc da proteína C graças aos trabalhos de Beckmann et al., que elaboraram um mapa do gene responsável pela produção da proteína C no fígado. Em 1987 realizou-se um experimento trascendental (Taylor et al.) no qual se demonstrava que a proteína C activada prevenia a coagulopatia e morte em babuínos aos que se lhes infundiam concentrações letais de E. coli.
Em 1993, Dahlbäck et al. detectaram uma resistência à APC herdável e associaram-na com a trombofilia familiar. Em 1994, a mutação genética relativamente comum que produz o factor VLeiden foi detectada pela Bertina et al.. Dois anos depois, conseguiram-se imagens da APC sem domínios Gla a uma resolução de 2,8 angstroms. Alguns ensaios clínicos que começaram com o PROWESS de 2001 serviram para descobrir que muitos dos sintomas da sepse podem melhorar com a administração de APC infundida, e as taxas de mortalidade de pacientes sépticos pode diminuir-se significativamente. Em finais desse mesmo ano, a FDA estadunidense aprovou a Drotrecogin alfa (activada), uma proteína C activada humana recombinante, que foi o primeiro medicamento aprovado para tratar a sepse grave. Em 2002, a revista Science publicou um artigo que mostrava que a proteína C activava o receptor activado por protease 1 (PAR-1) e este processo explicava a modulação feita pela proteína do sistema imunitário.
Genética As instruções biológicas para sintetizar a proteína C em humanos estão codificadas no gene chamado oficialmente "proteínan C (inactivador dos factores de coagulação Va e VIIIa)". O símbolo do gene aprovado pelo Comité de Nomenclatura de Genes de HUGO é "PROC", de "proteína C". Está localizado no cromossoma 2 (2q13-q14) e contém nove exões. A sequência do gene é de aproximadamente 11 000 bases de comprimento.
Estrutura A proteína C humana é uma glicoproteína dependente da vitamina K estruturalmente similar a outras proteínas dependentes da vitamina K que afectam à coagulação do sangue, como a protrombina, e os factores VII, IX e X. A síntese da proteína C ocorre no fígado e começa por ser uma molécula precursora duma só cadeia, que tem um peptídeo sinal N-terminal de 32 aminoácidos precedendo ao pró-peptídeo. A proteína C forma-se quando se elimina um dipeptídeo de Lys198 e Arg199; isto provoca a transformação em dímero da proteína, que leva carboidratos ligados a N em cada cadeia. A proteína tem uma cadeia leve de 21 kDa) e uma pesada de 41 kDa, conectadas por uma só ligação dissulfeto entre a Cys183 e a Cys319.
thumb|410px|Estrutura de domínios da preproproteína C (acima) e o heterodímero maduro (abaixo)
A proteína C inactiva compreende 419 aminoácidos e tem múltiplos domínios: um domínio Gla (resíduos 43–88); um segmento helicoidal com aminoácidos aromáticos (89–96); dois domínios de tipo EGF (97–132 e 136–176); um peptídeo de activação (200–211); e um domínio serina protease de tipo tripsina (212–450). A cadeia leve contém os domínios de tipo Gla e EGF e o segmento aromático. A cadeia pesada contém o domínio de protease e o peptídeo de activação. Assim, nesta forma é como circula 85–90% da proteína C no plasma como zimógeno, à espera de ser activada. O restante da proteína C zimógena são formas ligeiramente modificadas da proteína. A activação da enzima ocorre quando uma molécula de trombina cliva e separa o peptídeo de activação da extremidade N-terminal da cadeia pesada. O sítio activo contém a tríade catalítica típica das serina proteases (His253, Asp299 e Ser402).
O domínio Gla é especialmente útil para unir-se a fosfolípidos carregados negativamente para a anticoagulação e ao EPCR para a citoprotecção. Um determinado exosítio aumenta a capacidade da proteína C de inactivar o factor Va eficazmente. Outro é necessário para interaccionar com a trombomodulina.
Fisiologia A activação da proteína C é fortemente promovida pela trombomodulina e o receptor da proteína C endotelial (EPCR), este último encontra-se principalmente nas células endoteliais (células do interior das paredes sanguíneas). A presença de trombomodulina acelera a activação em várias ordens de magnitude, e o EPCR acelera a activação num factor de 20. Se qualquer destas duas proteínas estiver ausente em espécimes murinhos, o rato morre por uma excessiva coagulação quando ainda se encontra em estado embrionário. No endotélio, a APC desempenha um papel fundamental na regulação da coagulação sanguínea, na inflamação e na morte celular (apoptose). Devido ao efeito acelerante da trombomodulina sobre a activação da proteína C, a proteína pode dizer-se que não é activada pela trombina mas sim pelo complexo trombina–trombomodulina (ou inclusive trombina–trombomodulina–EPCR). Assim que estiver na sua forma activa, a APC pode ou não permanecer unida ao EPCR, o qual tem aproximadamente a mesma afinidade que a proteína zimógena.
A proteína C na sua forma de zimógeno está presente no plasma sanguíneo de adultos humanos normais a concentrações entre 65 e 135 IU/dL. A proteína C activada encontra-se a níveis aproximadamente 2 000 vezes menores que este. A deficiência de proteína C leve corresponde a níveis plasmáticos acima de 20 IU/dL, mas abaixo do nível normal. As deficiências moderadamente graves apresentam concentrações sanguíneas entre 1 e 20 IU/dL; as deficiências graves apresentam níveis abaixo de 1 IU/dL ou são indetectáveis. Os níveis de proteína C numa criança saudável não prematura em média são de 40 IU/dL. A concentração da proteína C aumenta até os seis meses de idade, quando o nível médio atinge os 60 IU/dL; o nível permanece baixo durante a infância até que atinja os níveis de adulto depois da adolescência. A vida média da proteína C activada é de cerca de 15 minutos.
Vias As vias da proteína C são as reacções químicas específicas que controlam o nível de expressão da APC e a sua actividade no corpo. A proteína C é pleiotrópica, com dois tipos principais de função: a anticoagulação e a citoprotecção (o seu efeito directo sobre as células). A função que a proteína C realiza depende de se a APC permanece ou não unida ao EPCR depois de ser activada; os efeitos anticoagulantes da APC ocorrem quando não o está. Neste caso, a proteína C funciona como anticoagulante ao inactivar proteoliticamente de forma irreverssível os factores Va e VIIIa, convertendo-os nos factores Vi e VIIIi, respectivamente. Quando ainda está unida ao EPCR, a proteína C activada realiza os seus efeitos citoprotectores, que actuam sobre o substrato efector PAR-1 (receptor 1 activado por protease). Em determinado grau, as propriedades anticoagulantes da APC são independentes das propriedades citoprotectoras; a expressão duma das vias não é afectada pela existência da outra.
A actividade da proteína C pode ser infra-regulada reduzindo a quantidade de trombomodulina disponível ou de EPCR. Isto pode ser feito por citocinas inflamatórias, como a interleucina-1β (IL-1β ) e o factor de necrose tumoral-α (TNF-α). Os leucócitos activados libertam estes mediadores inflamatórios durante a inflamação, inibindo a criação de trombomodulina e EPCR, e induzindo o seu desprendimento da superfície endotelial. Ambas as acções infra-regulam a activação da proteína C. A própria trombina pode também ter um efeito sobre os níveis de EPCR. Além disso, as proteínas liberadas das células podem impedir a activação da proteína C, por exemplo no eosinófilo, o que pode explicar a trombose na doença cardíaca hipereosinófila. A proteína C pode ser supra-regulada pelo factor plaquetário 4. Acredita-se que esta citocina melhora a activação da proteína C ao formar uma ponte electrostática desde o domínio Gla da proteína C até ao domínio de glicosaminoglicano (GAG) da trombomodulina, reduzindo a constante de Michaelis (KM) para a sua reacção. Por outro lado, a proteína C é inibida pelo inibidor da proteína C.
Efeitos anticoagulantes miniatura|360px|esquerda|Coagulação do sangue e via anticoagulante da proteína C