Receptory adenozynowe

Dr. Sarah Chen
PhD, Molecular Biology
Definicja
Receptory adenozynowe to rodzina czterech receptorów sprzężonych z białkiem G (GPCR) — oznaczonych jako A1, A2A, A2B i A3 — które pośredniczą w fizjologicznych efektach pozakomórkowej adenozyny w praktycznie wszystkich tkankach ludzkiego organizmu [1]. Receptory te regulują szeroki zakres procesów biologicznych, w tym zapalenie, rozszerzanie naczyń, neurotransmisję, funkcję komórek odpornościowych i naprawę tkanek [1][5]. W kontekście terapii PDRN receptor adenozynowy A2A jest głównym celem molekularnym odpowiedzialnym za regeneracyjne i przeciwzapalne wyniki obserwowane w zastosowaniach klinicznych [2].
Receptor A1 (ADORA1)
Receptor A1 jest sprzężony z hamującymi białkami G (Gi/o) i jest silnie ekspresjonowany w mózgu, sercu, nerkach i tkance tłuszczowej [1][5]. Aktywacja receptora A1 zmniejsza wewnątrzkomórkowe cAMP i obniża aktywność cyklazy adenylowej. W układzie sercowo-naczyniowym sygnalizacja A1 spowalnia częstość akcji serca i zmniejsza przewodzenie przedsionkowo-komorowe. W skórze receptory A1 są ekspresjonowane na niższym poziomie na keratynocytach i fibroblastach skóry właściwej, gdzie mogą odgrywać modulacyjną rolę w proliferacji [3]. Receptor A1 wykazuje wysokie powinowactwo do adenozyny, reagując na podstawowe fizjologiczne stężenia w zakresie nanomolowym [1].
Receptor A2A (ADORA2A)
Receptor A2A jest farmakologicznie najistotniejszym receptorem adenozynowym dla medycyny regeneracyjnej i głównym celem PDRN [2][4]. Jest sprzężony ze stymulującymi białkami G (Gs) i aktywuje cyklazę adenylową, zwiększając wewnątrzkomórkowe cAMP po związaniu liganda [1]. Receptor A2A jest obficie ekspresjonowany na fibroblastach, komórkach śródbłonka, makrofagach, neutrofilach, limfocytach T i komórkach dendrytycznych [5]. Gdy fragmenty PDRN wiążą się z receptorem A2A, zachodzą trzy główne efekty downstream: (1) proliferacja fibroblastów i wzmożona synteza kolagenu poprzez transkrypcję genów za pośrednictwem CREB; (2) supresja cytokin prozapalnych, w tym TNF-alpha, IL-6 i NF-kB, przesuwająca mikrośrodowisko tkankowe ze stanu zapalnego w naprawczy; oraz (3) regulacja w górę ekspresji VEGF w komórkach śródbłonka, promująca angiogenezę i przywracająca mikrokrążenie w uszkodzonej tkance [2][4]. Receptor A2A wykazuje pośrednie powinowactwo do adenozyny, aktywowane przy stężeniach wzrastających podczas uszkodzenia tkanek lub stresu metabolicznego [1].
Receptor A2B (ADORA2B)
Receptor A2B, podobnie jak A2A, jest sprzężony z białkami Gs i zwiększa cAMP po aktywacji [1]. Jednak ma najniższe powinowactwo do adenozyny spośród czterech podtypów, wymagając stężeń mikromolowych do znaczącej aktywacji — poziomów osiąganych zazwyczaj tylko podczas hipoksji, niedokrwienia lub ciężkiego zapalenia [5]. Receptory A2B są ekspresjonowane na fibroblastach, komórkach tucznych, mięśniach gładkich oskrzeli i komórkach nabłonkowych jelit. W biologii skóry aktywacja A2B została powiązana z modulacją degranulacji komórek tucznych i reakcjami fibrotycznymi [3]. Chociaż sygnalizacja A2B może przyczyniać się do naprawy tkanek w warunkach ekstremalnego stresu, przy chronicznej stymulacji promuje również zwłóknienie, co czyni go mniej pożądanym celem terapeutycznym w porównaniu z A2A [5].
Receptor A3 (ADORA3)
Receptor A3 jest sprzężony z białkami Gi/o i przekazuje sygnał poprzez wiele szlaków, w tym aktywację fosfolipazy C i mobilizację wewnątrzkomórkowego wapnia [1]. Jest ekspresjonowany na komórkach tucznych, eozynofilach, limfocytach i niektórych komórkach nabłonkowych. Aktywacja receptora A3 odgrywa złożone role w zapaleniu — może być zarówno prozapalna, jak i przeciwzapalna, w zależności od kontekstu komórkowego i intensywności aktywacji [5]. W dermatologii agoniści receptora A3 były badane w leczeniu łuszczycy ze względu na ich zdolność do modulowania proliferacji keratynocytów i aktywności komórek odpornościowych [3]. Receptor A3 wykazuje stosunkowo niskie powinowactwo do adenozyny i jest najmniej konserwatywnym podtypem wśród gatunków ssaków [1].
Dlaczego PDRN celuje w receptor A2A
Profil terapeutyczny PDRN jest fundamentalnie określony przez jego preferencyjną aktywację receptora A2A [2]. Ta selektywność wynika z fragmentów molekularnych generowanych podczas enzymatycznej degradacji łańcuchów polinukleotydowych PDRN — uwolnione deoksyrybonukleozydy strukturalnie naśladują adenozynę i wiążą się z miejscem wiążącym A2A z wystarczającym powinowactwem, aby wywołać trwałą sygnalizację downstream [2][4]. Piękno agonizmu A2A przez PDRN tkwi w jego samoograniczającej farmakologii: w miarę jak łańcuchy polimerowe są stopniowo rozcinane, stymulacja A2A zachodzi lokalnie i proporcjonalnie do aktywności metabolicznej otaczającej tkanki, unikając efektów ogólnoustrojowych związanych z drobnocząsteczkowymi agonistami A2A [2].
Znaczenie kliniczne
Zrozumienie rodziny receptorów adenozynowych wyjaśnia, dlaczego PDRN wytwarza tak specyficzny zestaw wyników klinicznych — wzmożoną produkcję kolagenu, zmniejszone zapalenie i poprawioną unaczynienie — zamiast szerokich efektów fizjologicznych związanych z ogólnoustrojową sygnalizacją adenozynową [2][4]. Wyjaśnia to również, dlaczego terapie oparte na PDRN są bezpieczne: działając lokalnie na receptory A2A w miejscu iniekcji lub aplikacji, PDRN unika angażowania sercowych receptorów A1, płucnych receptorów A2B i innych szlaków pozadocelowych, które skomplikowałyby ogólnoustrojowy agonizm receptorów adenozynowych [2][3].
References
- [1]Fredholm BB, IJzerman AP, Jacobson KA, Linden J, Muller CE. International Union of Basic and Clinical Pharmacology. LXXXI. Nomenclature and Classification of Adenosine Receptors. Pharmacol Rev. 2011;63(1):1-34. doi:10.1124/pr.110.003285
- [2]Squadrito F, Bitto A, Irrera N, et al.. Pharmacological Activity and Clinical Use of PDRN. Curr Pharm Des. 2017;23(27):3948-3957. doi:10.2174/1381612823666170516153716
- [3]Chen JF, Eltzschig HK, Bhatt S. Purinergic signaling in health and disease. Nat Rev Drug Discov. 2013;12(4):265-286. doi:10.1038/nrd3950
- [4]Bitto A, Polito F, Irrera N, et al.. Polydeoxyribonucleotide reduces cytokine production and the severity of collagen-induced arthritis by stimulation of adenosine A2A receptor. Arthritis Res Ther. 2011;13(1):R28. doi:10.1186/ar3254
- [5]Borea PA, Gessi S, Merighi S, Vincenzi F, Varani K. Pharmacology of Adenosine Receptors: The State of the Art. Physiol Rev. 2018;98(3):1591-1625. doi:10.1152/physrev.00049.2017