Inflamasom: Perbedaan antara revisi
Konten dihapus Konten ditambahkan
k fix |
|||
| (23 revisi perantara oleh 2 pengguna tidak ditampilkan) | |||
Baris 1:
'''Inflamasom''' adalah kompleks protein yang berperan dalam pertahanan tubuh dan inflamasi (peradangan). Kompleks protein dari inflamasom terdiri dari protein sensor, caspase inflamasi, dan protein
Beberapa inflamasom telah dideskripsikan, termasuk NLRP3, NLRP1, AIM2, NLRC4, dan pyrin. NLRP3 sejauh ini merupakan NLR yang paling banyak dipelajari. Perakitan inflamasom NLRP3, AIM2, dan pyrin sangat bergantung pada protein adaptor ASC. Sedangkan pada NLRP1 dan NLRC4, karena keduanya memiliki domain CARD, sehingga keduanya dapat menginduksi perakitan inflamasom dan piroptosis secara independen dari ASC.
Inflamasi terjadi ketika sistem imun mengirimkan molekul sinyal serta sel darah putih ke tempat cedera atau penyakit untuk melawan bakteri, virus, dan patogen lainnya dan membantu memperbaiki jaringan yang rusak. Selama infeksi, respons imun bawaan menggunakan bentuk pertahanan pertama melalui sekelompok [[reseptor pengenal pola]] (''pattern recognition receptor'', PRR) untuk mengenali [[pola molekuler terkait patogen]] (''pathogen-associated molecule pattern'', PAMP) dan pola molekul terkait kerusakan (''damage-associated molecular pattern'', DAMP) yang dihasilkan dari inang. PRR dapat berupa reseptor yang diekspresikan pada permukaan membran misal reseptor serupa Toll (toll-like receptor, TLR) atau di dalam sitoplasma reseptor serupa NOD (''NOD-like receptor'', NLR). Kompleks inflamasom diaktifkan oleh subset PRR sitosol yang mengenali berbagai PAMP dan DAMP.▼
Beberapa produk bakteri dan virus berada di dalam sitoplasma sel inang, dan ini akan dikenali oleh molekul sensor NLR, AIM2, dan pyrin. Sensor selanjutnya merekrut ASC untuk membentuk kompleks multimerik, yang kemudian merekrut procaspase-1 ke dalam kompleks. Selanjutnya procaspase-1 diubah menjadi caspase-1 aktif. Setelah itu, subunit caspase-1 aktif, membelah pro-IL-1β dan pro-IL-18 untuk menghasilkan sitokin IL-1β dan IL-18, dan mengaktifkan gasdermin D, molekul pembentuk pori. Itu merupakan jalur umum dan yang sudah diterima (kanonikal). Namun, ditemukan juga jalur non-kanonikal yang terjadi pada hilir pembelahan caspase-11.
Aktivasi inflamasom yang tepat sangat penting bagi inang sebagai pertahanan terhadap patogen asing atau kerusakan jaringan. Namun, aktivasi inflamasom yang menyimpang dapat menyebabkan respons jaringan yang tidak terkontrol yang berkontribusi pada berbagai penyakit, seperti gangguan autoinflamasi, kanker, dan penyakit neurodegeneratif.▼
▲Kajian inflamasom termasuk bidang yang baru dalam imunologi, yang pertama kali diungkap oleh Martinon dan kolega pada 2002. Namun, kajian tentang inflamasom terus meningkat saat ini karena berperan penting pada banyak proses tubuh. Aktivasi inflamasom yang tepat sangat penting bagi inang sebagai pertahanan terhadap patogen asing atau kerusakan jaringan. Namun, aktivasi inflamasom yang menyimpang dapat menyebabkan respons jaringan yang tidak terkontrol yang berkontribusi pada berbagai penyakit, seperti gangguan autoinflamasi,
==Penemuan==
Baris 10 ⟶ 12:
== Perakitan inflamasom ==
[[File:Inflammasome vector.svg|thumb|Perakitan inflamasom.]]
▲Inflamasi terjadi ketika sistem imun mengirimkan molekul sinyal serta sel darah putih ke tempat cedera atau penyakit untuk melawan bakteri, virus, dan patogen lainnya dan membantu memperbaiki jaringan yang rusak. Selama infeksi, respons imun bawaan menggunakan bentuk pertahanan pertama melalui sekelompok [[reseptor pengenal pola]] (''pattern recognition receptor'', PRR) untuk mengenali [[pola molekuler terkait patogen]] (''pathogen-associated molecule pattern'', PAMP) dan pola molekul terkait kerusakan (''damage-associated molecular pattern'', DAMP) yang dihasilkan dari inang.
Sensor PAMP dan DAMP di dalam sitoplasma yaitu NLR, AIM2, dan pyrin. Inflamasom biasanya terdiri dari sensor, molekul adaptor ASC, dan procaspase-1. Setelah mendeteksi rangsangan tertentu, sensor selanjutnya merekrut ASC untuk membentuk kompleks multimerik, yang kemudian merekrut procaspase-1 ke dalam kompleks. Selanjutnya procaspase-1 diubah menjadi caspase-1 aktif melalui pemecahan yang diinduksi oleh kedekatan. Setelah ini, subunit caspase-1 aktif, p20 dan p10, membelah pro-IL-1β dan pro-IL-18 untuk menghasilkan sitokin IL-1β dan IL-18, dan mengaktifkan gasdermin D (GSDMD) pembentuk pori untuk menginduksi bentuk kematian sel yang disebut "piroptosis".<ref>{{Cite journal|last=Malik|first=Ankit|last2=Kanneganti|first2=Thirumala-Devi|date=2017-12-01|title=Inflammasome activation and assembly at a glance|url=https://journals.biologists.com/jcs/article/130/23/3955/56584/Inflammasome-activation-and-assembly-at-a-glance|journal=Journal of Cell Science|language=en|volume=130|issue=23|pages=3955–3963|doi=10.1242/jcs.207365|issn=1477-9137|pmc=PMC5769591|pmid=29196474}}</ref>▼
▲Sensor PAMP dan DAMP di dalam sitoplasma yaitu NLR, AIM2, dan pyrin. Inflamasom biasanya terdiri dari sensor, molekul adaptor ASC, dan procaspase-1. Setelah mendeteksi rangsangan tertentu, sensor selanjutnya merekrut ASC untuk membentuk kompleks multimerik, yang kemudian merekrut procaspase-1 ke dalam kompleks. Selanjutnya procaspase-1 diubah menjadi caspase-1 aktif melalui pemecahan yang diinduksi oleh kedekatan. Setelah ini, subunit caspase-1 aktif, p20 dan p10, membelah pro-IL-1β dan pro-IL-18 untuk menghasilkan sitokin IL-1β dan IL-18, dan mengaktifkan gasdermin D
[[File:Rôle de la caspace-1 active.png|thumb|Aktivasi sitokin IL-1β dan gasdermin D.]]
Semua anggota famili NLR mengandung domain pengikat nukleotida (NBD) dan domain LRR ujung C. Berdasarkan keberadaan domain ujung N, pyrin (PYD) atau CARD, NLR selanjutnya dapat dibagi menjadi reseptor NLRP dan NLRC. Genom manusia dan tikus masing-masing menyandi 22 dan 34 NLR.<ref>{{Cite journal|last=Harton|first=Jonathan A.|last2=Linhoff|first2=Michael W.|last3=Zhang|first3=Jinghua|last4=Ting|first4=Jenny P.-Y.|date=2002-10-15|title=Cutting Edge: CATERPILLER: A Large Family of Mammalian Genes Containing CARD, Pyrin, Nucleotide-Binding, and Leucine-Rich Repeat Domains|url=http://www.jimmunol.org/lookup/doi/10.4049/jimmunol.169.8.4088|journal=The Journal of Immunology|language=en|volume=169|issue=8|pages=4088–4093|doi=10.4049/jimmunol.169.8.4088|issn=0022-1767}}</ref> Dari protein-protein tersebut, NLRP1, NLRP3 dan NLRC4 merupakan NLR yang diketahui mampu menginduksi pembentukan inflamasom untuk mengaktifkan caspase-1. Anggota NLR lainnya yaitu NLRP12, NLRP6, dan NLRP9b juga dapat membentuk inflamasom,<ref>{{Cite journal|last=Vladimer|first=Gregory
Perakitan inflamasom membutuhkan interaksi homotipik (pengikatan protein lain dari jenis yang sama) CARD-CARD atau PYD-PYD antara komponen penyusun. Selanjutnya, baik CARD atau PYD dapat menginduksi oligomerisasi yang merupakan dasar dari perakitan inflamasom. Ketika ligan terdeteksi, sensor dibebaskan dari keadaan penghambatan dan meng-oligomerisasi ASC dengan menginduksi interaksi homotipik antara domain PYD (lihat gambar). Selanjutnya, ASC merekrut pro-caspase-1 melalui interaksi antara domain CARD-nya.
Perakitan inflamasom NLRP3, AIM2, dan pyrin sangat bergantung pada protein adaptor ASC. Sedangkan pada NLRP1 dan NLRC4, karena keduanya memiliki domain CARD, sehingga dapat merekrut caspase-1 secara langsung.<ref>{{Cite journal|last=Nour|first=Adel M.|last2=Yeung|first2=Yee-Guide|last3=Santambrogio|first3=Laura|last4=Boyden|first4=Eric D.|last5=Stanley|first5=E. Richard|last6=Brojatsch|first6=Jürgen|date=2009-03|title=Anthrax Lethal Toxin Triggers the Formation of a Membrane-Associated Inflammasome Complex in Murine Macrophages|url=https://journals.asm.org/doi/10.1128/IAI.01032-08|journal=Infection and Immunity|language=en|volume=77|issue=3|pages=1262–1271|doi=10.1128/IAI.01032-08|issn=0019-9567|pmc=PMC2643637|pmid=19124602}}</ref>
==Jenis-jenis inflamasom==
Beberapa inflamasom telah dideskripsikan, termasuk NLRP3, NLRP1, AIM2, NAIP-NLRC4, dan pyrin.<ref>{{Cite journal|last=Hayward|first=Jenni A.|last2=Mathur|first2=Anukriti|last3=Ngo|first3=Chinh|last4=Man|first4=Si Ming|date=2018-12|title=Cytosolic Recognition of Microbes and Pathogens: Inflammasomes in Action|url=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30209070|journal=Microbiology and molecular biology reviews: MMBR|volume=82|issue=4|pages=e00015–18|doi=10.1128/MMBR.00015-18|issn=1098-5557|pmc=6298609|pmid=30209070}}</ref> Inflamasom NLRP3 terdiri dari molekul sensor NLRP3, protein adaptor ASC, dan pro-caspase-1. Inflamasom AIM2 mengindera DNA sitosol melalui domain HIN200 ujung C, dapat merekrut pro-caspase-1 melalui ASC untuk membentuk kompleks AIM2–ASC–pro-caspase-1.<ref>{{Cite journal|last=Rathinam|first=Vijay A. K.|last2=Jiang|first2=Zhaozhao|last3=Waggoner|first3=Stephen N.|last4=Sharma|first4=Shruti|last5=Cole|first5=Leah E.|last6=Waggoner|first6=Lisa|last7=Vanaja|first7=Sivapriya Kailasan|last8=Monks|first8=Brian G.|last9=Ganesan|first9=Sandhya|date=2010-05|title=The AIM2 inflammasome is essential for host defense against cytosolic bacteria and DNA viruses|url=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20351692|journal=Nature Immunology|volume=11|issue=5|pages=395–402|doi=10.1038/ni.1864|issn=1529-2916|pmc=2887480|pmid=20351692}}</ref> Tidak seperti NLRP3 dan AIM2, protein NLRP1 mengandung domain PYD dan CARD, yang berinteraksi langsung dengan pro-caspase-1 tanpa protein adaptor ASC, tetapi keberadaan ASC dapat meningkatkan aktivasi caspase-1 yang dimediasi NLRP1.<ref name=":3">{{Cite journal|last=Faustin|first=Benjamin|last2=Lartigue|first2=Lydia|last3=Bruey|first3=Jean-Marie|last4=Luciano|first4=Frederic|last5=Sergienko|first5=Eduard|last6=Bailly-Maitre|first6=Beatrice|last7=Volkmann|first7=Niels|last8=Hanein|first8=Dorit|last9=Rouiller|first9=Isabelle|date=2007-03-09|title=Reconstituted NALP1 inflammasome reveals two-step mechanism of caspase-1 activation|url=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17349957|journal=Molecular Cell|volume=25|issue=5|pages=713–724|doi=10.1016/j.molcel.2007.01.032|issn=1097-2765|pmid=17349957}}</ref> NLRC4 hanya memiliki domain CARD, yang merekrut pro-caspase-1 secara langsung tanpa adanya ASC untuk membentuk inflamasom NLRC4.<ref>{{Cite journal|last=Kesavardhana|first=Sannula|last2=Kanneganti|first2=Thirumala-Devi|date=2017-05-01|title=Mechanisms governing inflammasome activation, assembly and pyroptosis induction|url=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28531279|journal=International Immunology|volume=29|issue=5|pages=201–210|doi=10.1093/intimm/dxx018|issn=1460-2377|pmc=5890894|pmid=28531279}}</ref>
===Inflamasom NLRP3===
Baris 26 ⟶ 32:
Gen ''NLRP3'' menyandi protein cryopirin. NLRP3 tidak memiliki domain perekrutan caspase (''caspase recruitment domain'', CARD) sehingga tidak dapat merekrut procaspase-1 kecuali dengan adanya molekul adaptor ASC. Cryopyrin adalah anggota keluarga protein yang disebut protein reseptor "NOD-like" (NLR) intraseluler. Cryopyrin ditemukan terutama dalam sel darah putih dan sel pembentuk tulang rawan (kondrosit). Cryopyrin mengenali bakteri; bahan kimia seperti asbes, silika, dan kristal asam urat; dan senyawa yang dilepaskan oleh sel yang cedera.
Inflamasom NLRP3 dapat diaktifkan oleh aktivitas pembentuk pori dari beragam bakteri Gram-positif dan Gram-negatif, terutama dengan pemicu pengeluaran kalium (K+).
=== Inflamasom NLRC4 ===▼
NLRC4 diekspresikan terutama dalam jaringan dan sel hematopoietik. NLRC4 memiliki domain CARD, sehingga dapat berinteraksi langsung dengan procaspase-1 melalui pengikatan CARD-CARD homotipik yang mengarah pada pengolahan caspase-1, dan proses ini dapat independen dari ASC.<ref>{{Cite journal|last=Poyet|first=J. L.|last2=Srinivasula|first2=S. M.|last3=Tnani|first3=M.|last4=Razmara|first4=M.|last5=Fernandes-Alnemri|first5=T.|last6=Alnemri|first6=E. S.|date=2001-07-27|title=Identification of Ipaf, a human caspase-1-activating protein related to Apaf-1|url=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11390368|journal=The Journal of Biological Chemistry|volume=276|issue=30|pages=28309–28313|doi=10.1074/jbc.C100250200|issn=0021-9258|pmid=11390368}}</ref> NLRC4 diaktifkan sebagai respons terhadap banyak bakteri patogen termasuk ''Salmonella typhimurium'' dan ''Pseudomonas aeruginosa.'' NLRC4 berperan sebagai sensor terhadap flagelin bakteri atau komponen struktural dari sistem sekresi bakteri tipe III (T3SS).<ref>{{Cite journal|last=Miao|first=Edward A.|last2=Mao|first2=Dat P.|last3=Yudkovsky|first3=Natalya|last4=Bonneau|first4=Richard|last5=Lorang|first5=Cynthia G.|last6=Warren|first6=Sarah E.|last7=Leaf|first7=Irina A.|last8=Aderem|first8=Alan|date=2010-02-16|title=Innate immune detection of the type III secretion apparatus through the NLRC4 inflammasome|url=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20133635|journal=Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America|volume=107|issue=7|pages=3076–3080|doi=10.1073/pnas.0913087107|issn=1091-6490|pmc=2840275|pmid=20133635}}</ref> Namun, NLRC4 bukanlah sensor langsung dari ligan-ligan ini. Sistem menggunakan NAIP (''NLR-family apoptosis-inhibiting protein'') di sitosol sebagai sensor ligan NLRC4, sehingga NAIP penting untuk aktivasi inflamasom NLRC4. Pada manusia, telah diidentifikasi NAIP sebanyak satu buah.<ref>{{Cite journal|last=Endrizzi|first=Matthew G.|last2=Hadinoto|first2=Vey|last3=Growney|first3=Joseph D.|last4=Miller|first4=Webb|last5=Dietrich|first5=William F.|date=2000-08-01|title=Genomic Sequence Analysis of the Mouse Naip Gene Array|url=http://genome.cshlp.org/lookup/doi/10.1101/gr.10.8.1095|journal=Genome Research|language=en|volume=10|issue=8|pages=1095–1102|doi=10.1101/gr.10.8.1095|issn=1088-9051|pmc=PMC310933|pmid=10958627}}</ref>▼
=== Inflamasom NLRP1 ===
NLRP1 diekspresikan
=== Inflamasom AIM2 ===
AIM2 juga dikenal sebagai PYHIN4,
AIM2 dapat membentuk inflamasom yang perakitannya dirangsang oleh pengenalan DNA sitosol dari bakteri atau virus, atau DNA dari sel [[apoptosis]]. Pengikatan DNA ke domain HIN menghasilkan perubahan konformasi dan oligomerisasi AIM2 di sekitar molekul DNA, yang selanjutnya memungkinkan perekrutan ASC dan caspase-1 membentuk inflamasom yang stabil.<ref>{{Cite journal|last=Jin|first=Tengchuan|last2=Perry|first2=Andrew|last3=Smith|first3=Patrick|last4=Jiang|first4=Jiansheng|last5=Xiao|first5=T. Sam|date=2013-05-10|title=Structure of the absent in melanoma 2 (AIM2) pyrin domain provides insights into the mechanisms of AIM2 autoinhibition and inflammasome assembly|url=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23530044|journal=The Journal of Biological Chemistry|volume=288|issue=19|pages=13225–13235|doi=10.1074/jbc.M113.468033|issn=1083-351X|pmc=3650362|pmid=23530044}}</ref> Serupa dengan inflamasom NLR, inflamasom AIM2 menghasilkan sekresi IL-1β dan IL-18, serta kematian sel.
▲=== Inflamasom NAIP-NLRC4 ===
▲NLRC4 diekspresikan terutama dalam jaringan dan sel hematopoietik. NLRC4 memiliki domain CARD, sehingga dapat berinteraksi langsung dengan procaspase-1 melalui pengikatan CARD-CARD homotipik yang mengarah pada pengolahan caspase-1, dan proses ini dapat independen dari ASC.<ref>{{Cite journal|last=Poyet|first=J. L.|last2=Srinivasula|first2=S. M.|last3=Tnani|first3=M.|last4=Razmara|first4=M.|last5=Fernandes-Alnemri|first5=T.|last6=Alnemri|first6=E. S.|date=2001-07-27|title=Identification of Ipaf, a human caspase-1-activating protein related to Apaf-1|url=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11390368|journal=The Journal of Biological Chemistry|volume=276|issue=30|pages=28309–28313|doi=10.1074/jbc.C100250200|issn=0021-9258|pmid=11390368}}</ref> NLRC4 diaktifkan sebagai respons terhadap banyak bakteri patogen termasuk ''Salmonella typhimurium'' dan ''[[Pseudomonas aeruginosa]].'' NLRC4 berperan sebagai sensor terhadap flagelin bakteri atau komponen struktural dari sistem sekresi bakteri tipe III (T3SS).<ref>{{Cite journal|last=Miao|first=Edward A.|last2=Mao|first2=Dat P.|last3=Yudkovsky|first3=Natalya|last4=Bonneau|first4=Richard|last5=Lorang|first5=Cynthia G.|last6=Warren|first6=Sarah E.|last7=Leaf|first7=Irina A.|last8=Aderem|first8=Alan|date=2010-02-16|title=Innate immune detection of the type III secretion apparatus through the NLRC4 inflammasome|url=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20133635|journal=Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America|volume=107|issue=7|pages=3076–3080|doi=10.1073/pnas.0913087107|issn=1091-6490|pmc=2840275|pmid=20133635}}</ref> Namun, NLRC4 bukanlah sensor langsung dari ligan-ligan ini. Sistem menggunakan NAIP (''NLR-family apoptosis-inhibiting protein'') di sitosol sebagai sensor ligan NLRC4, sehingga NAIP penting untuk aktivasi inflamasom NLRC4. Pada manusia, telah diidentifikasi NAIP sebanyak satu buah.<ref>{{Cite journal|last=Endrizzi|first=Matthew G.|last2=Hadinoto|first2=Vey|last3=Growney|first3=Joseph D.|last4=Miller|first4=Webb|last5=Dietrich|first5=William F.|date=2000-08-01|title=Genomic Sequence Analysis of the Mouse Naip Gene Array|url=http://genome.cshlp.org/lookup/doi/10.1101/gr.10.8.1095|journal=Genome Research|language=en|volume=10|issue=8|pages=1095–1102|doi=10.1101/gr.10.8.1095|issn=1088-9051|pmc=PMC310933|pmid=10958627}}</ref>
===Inflamasom pyrin===
Pada manusia, pyrin terdiri dari PYD ujung N, B-box pusat
==Aktivasi inflamasom==
Berbagai jalur aktivasi telah diidentifikasi dalam hal aktivasi inflamasom.
=== Aktivasi inflamasom NLRP3 ===
Inflamasom NLRP3 diaktifkan oleh agonis endogen dan eksogen yang beragam termasuk PAMP dan toksin dari patogen bakteri, jamur, dan protozoa, serta DAMP seperti ATP, kristal asam urat, dan fibril β-amiloid.<ref name=":4">{{Cite journal|last=de Zoete|first=Marcel R.|last2=Palm|first2=Noah W.|last3=Zhu|first3=Shu|last4=Flavell|first4=Richard A.|date=2014-10-16|title=Inflammasomes|url=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25324215|journal=Cold Spring Harbor Perspectives in Biology|volume=6|issue=12|pages=a016287|doi=10.1101/cshperspect.a016287|issn=1943-0264|pmc=4292152|pmid=25324215}}</ref> Terdapat model dua sinyal yang diusulkan untuk aktivasi inflamasom NLRP3, sinyal pertama disebut priming (penyiapan), dan sinyal kedua ditujukan untuk perakitan inflamasom. Dalam model tersebut, sinyal pertama disediakan oleh komponen mikroba atau sitokin endogen, sedangkan sinyal kedua dari ATP ekstraseluler, toksin pembentuk pori, atau materi partikulat.<ref name=":0">{{Cite journal|last=Kelley|first=Nathan|last2=Jeltema|first2=Devon|last3=Duan|first3=Yanhui|last4=He|first4=Yuan|date=2019-07-06|title=The NLRP3 Inflammasome: An Overview of Mechanisms of Activation and Regulation|url=https://www.mdpi.com/1422-0067/20/13/3328|journal=International Journal of Molecular Sciences|language=en|volume=20|issue=13|pages=3328|doi=10.3390/ijms20133328|issn=1422-0067|pmc=PMC6651423|pmid=31284572}}</ref>
Sinyal 1 (''priming'') melibatkan aktivasi jalur pengaktifan MyD88 atau faktor transkripsi lainnya (misal NF-κB), yang meningkatkan regulasi ekspresi Nlrp3 dan komponen inflamasom lainnya. Sinyal 2 melibatkan beberapa peristiwa pensinyalan molekuler yang diinduksi oleh rangsangan NLRP3, termasuk
=== Aktivasi inflamasom non-kanonikal ===
Jalur umum dan yang sudah diterima (kanonikal) dalam aktivasi inflamasom yaitu perekrutan caspase-1 dalam merespons PAMP atau DAMP. Namun, ditemukan juga jalur non-kanonikal yaitu aktivasi inflamasom NLRP3 terjadi pada hilir pembelahan caspase-11 (atau caspase-4 dan caspase-5 pada manusia) dan gasdermin D. Dalam pensinyalan inflamasom non-kanonikal, caspase-11 beraksi sebagai sensor LPS dalam sitosol.<ref>{{Cite journal|last=Kayagaki|first=Nobuhiko|last2=Warming|first2=Søren|last3=Lamkanfi|first3=Mohamed|last4=Walle|first4=Lieselotte Vande|last5=Louie|first5=Salina|last6=Dong|first6=Jennifer|last7=Newton|first7=Kim|last8=Qu|first8=Yan|last9=Liu|first9=Jinfeng|date=2011-11|title=Non-canonical inflammasome activation targets caspase-11|url=https://www.researchgate.net/publication/51724052_Non-canonical_inflammasome_activation_targets_caspase-11|journal=Nature|language=en|volume=479|issue=7371|pages=117–121|doi=10.1038/nature10558|issn=0028-0836}}</ref> Setelah mengenali LPS, caspase-11 memulai pematangan proteolitik IL-1β dan kematian sel piroptosis yang bergantung pada gasdermin D
=== Regulator aktivasi inflamasom ===
Aktivasi inflamasom NLRP3 sebagian besar bermanfaat bagi pertahanan inang, tetapi produksi IL-1β dan IL-18 yang berlebihan dapat menghasilkan peradangan steril yang dapat meningkatkan risiko
Anggota famili POP (pyrin-only protein) termasuk POP116 dan POP216 mengeblok perakitan inflamasom dengan mengikat ASC dan menghambat perekrutan ASC ke NLRP3.<ref>{{Cite journal|last=de Almeida|first=Lucia|last2=Khare|first2=Sonal|last3=Misharin|first3=Alexander V.|last4=Patel|first4=Rajul|last5=Ratsimandresy|first5=Rojo A.|last6=Wallin|first6=Melissa C.|last7=Perlman|first7=Harris|last8=Greaves|first8=David R.|last9=Hoffman|first9=Hal M.|date=2015-08-18|title=The PYRIN Domain-only Protein POP1 Inhibits Inflammasome Assembly and Ameliorates Inflammatory Disease|url=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26275995|journal=Immunity|volume=43|issue=2|pages=264–276|doi=10.1016/j.immuni.2015.07.018|issn=1097-4180|pmc=4666005|pmid=26275995}}</ref><ref>{{Cite journal|last=Ratsimandresy|first=Rojo A.|last2=Chu|first2=Lan H.|last3=Khare|first3=Sonal|last4=de Almeida|first4=Lucia|last5=Gangopadhyay|first5=Anu|last6=Indramohan|first6=Mohanalaxmi|last7=Misharin|first7=Alexander V.|last8=Greaves|first8=David R.|last9=Perlman|first9=Harris|date=2017-06-05|title=The PYRIN domain-only protein POP2 inhibits inflammasome priming and activation|url=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28580931|journal=Nature Communications|volume=8|pages=15556|doi=10.1038/ncomms15556|issn=2041-1723|pmc=5465353|pmid=28580931}}</ref> Molekul regulator negatif yang menyasar pada penghabisan ion, fungsi mitokondria, dan pensinyalan ROS juga dapat mengeblok aktivasi inflamasom NLRP3. Misalnya, senyawa badan keton β-hidroksibutirat dapat menghambat inflamasi yang diperantarai inflamasom NLRP3 dengan mencegah
Modifikasi pasca-translasi NLRP3, termasuk ubiquitinasi dan deubiquitinasi, juga dapat menekan atau mengaktifkan aktivasi inflamasom.<ref>{{Cite journal|last=Shim|first=Do-Wan|last2=Lee|first2=Kwang-Ho|date=2018-05-18|title=Posttranslational Regulation of the NLR Family Pyrin Domain-Containing 3 Inflammasome|url=https://www.frontiersin.org/article/10.3389/fimmu.2018.01054/full|journal=Frontiers in Immunology|volume=9|pages=1054|doi=10.3389/fimmu.2018.01054|issn=1664-3224|pmc=PMC5968104|pmid=29868015}}</ref> Selama langkah aktivasi, fosforilasi NLRP3 oleh protein kinase D (PKD) diperantarai Golgi pada Ser293 (atau Ser295 manusia) dapat memicu perakitan inflamasom.<ref>{{Cite journal|last=Zhang|first=Zhirong|last2=Meszaros|first2=Gergö|last3=He|first3=Wan-Ting|last4=Xu|first4=Yanfang|last5=de Fatima Magliarelli|first5=Helena|last6=Mailly|first6=Laurent|last7=Mihlan|first7=Michael|last8=Liu|first8=Yansheng|last9=Puig Gámez|first9=Marta|date=2017-09-04|title=Protein kinase D at the Golgi controls NLRP3 inflammasome activation|url=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28716882|journal=The Journal of Experimental Medicine|volume=214|issue=9|pages=2671–2693|doi=10.1084/jem.20162040|issn=1540-9538|pmc=5584123|pmid=28716882}}</ref> Sebaliknya, fosforilasi NLRP3 oleh PKA pada Ser 291 mencit memperantarai regulasi negatif inflamasom NLRP3 yang diinduksi [[asam empedu]].<ref>{{Cite journal|last=Guo|first=Chuansheng|last2=Xie|first2=Shujun|last3=Chi|first3=Zhexu|last4=Zhang|first4=Jinhua|last5=Liu|first5=Yangyang|last6=Zhang|first6=Li|last7=Zheng|first7=Mingzhu|last8=Zhang|first8=Xue|last9=Xia|first9=Dajing|date=2016-10-18|title=Bile Acids Control Inflammation and Metabolic Disorder through Inhibition of NLRP3 Inflammasome|url=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27692610|journal=Immunity|volume=45|issue=4|pages=802–816|doi=10.1016/j.immuni.2016.09.008|issn=1097-4180|pmid=27692610}}</ref> Selain enzim fosforilasi, enzim deubiquitinasi juga terlibat dalam regulasi inflamasom. Misalnya, BRCC3 mendorong aktivasi inflamasi dengan men-deubiquitin NLRP3 pada domain LRR.<ref>{{Cite journal|last=Py|first=Bénédicte F.|last2=Kim|first2=Mi-Sung|last3=Vakifahmetoglu-Norberg|first3=Helin|last4=Yuan|first4=Junying|date=2013-01-24|title=Deubiquitination of NLRP3 by BRCC3 critically regulates inflammasome activity|url=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23246432|journal=Molecular Cell|volume=49|issue=2|pages=331–338|doi=10.1016/j.molcel.2012.11.009|issn=1097-4164|pmid=23246432}}</ref> ABRO1, suatu komponen kompleks BRCC3, dapat meningkatkan aktivasi inflamasom NLRP3 dengan mengatur deubiquitinasi NLRP3 setelah induksi LPS.<ref>{{Cite journal|last=Ren|first=Guangming|last2=Zhang|first2=Xuanyi|last3=Xiao|first3=Yang|last4=Zhang|first4=Wen|last5=Wang|first5=Yu|last6=Ma|first6=Wenbing|last7=Wang|first7=Xiaohan|last8=Song|first8=Pan|last9=Lai|first9=Lili|date=2019-03-15|title=ABRO1 promotes NLRP3 inflammasome activation through regulation of NLRP3 deubiquitination|url=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30787184|journal=The EMBO journal|volume=38|issue=6|pages=e100376|doi=10.15252/embj.2018100376|issn=1460-2075|pmc=6418445|pmid=30787184}}</ref>
==Peran pada kesehatan==
===Pertahanan
=== Mikrobiota komensal ===
Inflamasom juga dapat berperan dalam membentuk komposisi mikrobiota usus. Mencit yang kekurangan NLRP6 memiliki perubahan komposisi mikrobiota usus yang dicirikan oleh keberadaan spesies ''Prevotellaceae'' dan menjadi lebih rentan mengalami kolitis. Perubahan komposisi mikroba dan kerentanan terhadap kolitis ini dapat ditularkan ke mencit normal, yang menunjukkan bahwa fenotipe ini diperantarai oleh perubahan mikrobiota usus. Perakitan inflamasom NLRP6 dan sekresi IL-18 diperlukan untuk pemeliharaan hemostasis usus melalui regulasi komposisi mikrobiota, dan ketiadaan inflamasom NLRP6 mengarah pada perluasan anggota mikrobiota yang berpotensi patogen.<ref>{{Cite journal|last=Elinav|first=Eran|last2=Strowig|first2=Till|last3=Kau|first3=Andrew L.|last4=Henao-Mejia|first4=Jorge|last5=Thaiss|first5=Christoph A.|last6=Booth|first6=Carmen J.|last7=Peaper|first7=David R.|last8=Bertin|first8=John|last9=Eisenbarth|first9=Stephanie C.|date=2011-05-27|title=NLRP6 inflammasome regulates colonic microbial ecology and risk for colitis|url=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21565393|journal=Cell|volume=145|issue=5|pages=745–757|doi=10.1016/j.cell.2011.04.022|issn=1097-4172|pmc=3140910|pmid=21565393}}</ref><ref>{{Cite journal|last=Mamantopoulos|first=Michail|last2=Ronchi|first2=Francesca|last3=Van Hauwermeiren|first3=Filip|last4=Vieira-Silva|first4=Sara|last5=Yilmaz|first5=Bahtiyar|last6=Martens|first6=Liesbet|last7=Saeys|first7=Yvan|last8=Drexler|first8=Stefan K.|last9=Yazdi|first9=Amir S.|date=2017-08|title=Nlrp6- and ASC-Dependent Inflammasomes Do Not Shape the Commensal Gut Microbiota Composition|url=https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S1074761317303187|journal=Immunity|language=en|volume=47|issue=2|pages=339–348.e4|doi=10.1016/j.immuni.2017.07.011}}</ref>
=== Kematian sel "piroptosis" ===
==Peran pada penyakit==▼
Piroptosis adalah bentuk kematian sel yang diinduksi oleh aktivasi inflamasom, ditandai dengan pembengkakan sel yang diikuti dengan lisis dan pelepasan isi intraseluler. Gasdermin D telah diidentifikasi sebagai penghubung antara kematian sel dan aktivasi caspase-1 dan/atau caspase-11.<ref>{{Cite journal|last=He|first=Wan-ting|last2=Wan|first2=Haoqiang|last3=Hu|first3=Lichen|last4=Chen|first4=Pengda|last5=Wang|first5=Xin|last6=Huang|first6=Zhe|last7=Yang|first7=Zhang-Hua|last8=Zhong|first8=Chuan-Qi|last9=Han|first9=Jiahuai|date=2015-12|title=Gasdermin D is an executor of pyroptosis and required for interleukin-1β secretion|url=https://www.nature.com/articles/cr2015139|journal=Cell Research|language=en|volume=25|issue=12|pages=1285–1298|doi=10.1038/cr.2015.139|issn=1748-7838|pmc=PMC4670995|pmid=26611636}}</ref> Piroptosis caspases 1 dan 11 (caspase-4 dan caspase-5 pada manusia) membelah Gasdermin D pada D276 di wilayah penghubung, sehingga menghilangkan efek penghambatan intramolekul dari domain ujung C. Setelah pengikatan pada lipid membran, wilayah ujung N dari Gasdermin D (GSDMD-N) beroligomerisasi membentuk pori-pori dengan diameter dalam 10 hingga 18 nm.<ref>{{Cite journal|last=Karmakar|first=Mausita|last2=Minns|first2=Martin|last3=Greenberg|first3=Elyse N.|last4=Diaz-Aponte|first4=Jose|last5=Pestonjamasp|first5=Kersi|last6=Johnson|first6=Jennifer L.|last7=Rathkey|first7=Joseph K.|last8=Abbott|first8=Derek W.|last9=Wang|first9=Kun|date=2020-12|title=N-GSDMD trafficking to neutrophil organelles facilitates IL-1β release independently of plasma membrane pores and pyroptosis|url=http://www.nature.com/articles/s41467-020-16043-9|journal=Nature Communications|language=en|volume=11|issue=1|pages=2212|doi=10.1038/s41467-020-16043-9|issn=2041-1723|pmc=PMC7200749|pmid=32371889}}</ref> Pembentukan pori-pori ini mengganggu potensi osmotik sel, sehingga menyebabkan pembengkakan dan lisis. Ekspresi fragmen ujung N juga cukup untuk membunuh sel bakteri.<ref>{{Cite journal|last=Shi|first=Jianjin|last2=Zhao|first2=Yue|last3=Wang|first3=Kun|last4=Shi|first4=Xuyan|last5=Wang|first5=Yue|last6=Huang|first6=Huanwei|last7=Zhuang|first7=Yinghua|last8=Cai|first8=Tao|last9=Wang|first9=Fengchao|date=2015-10|title=Cleavage of GSDMD by inflammatory caspases determines pyroptotic cell death|url=https://www.researchgate.net/publication/282041869_Cleavage_of_GSDMD_by_inflammatory_caspases_determines_pyroptotic_cell_death|journal=Nature|language=en|volume=526|issue=7575|pages=660–665|doi=10.1038/nature15514|issn=1476-4687}}</ref>
===Penyakit radang usus===▼
▲==Peran pada penyakit==
===Penyakit CAPS===
Mutasi pada NLRP3 menyebabkan sindrom berkala terkait cryopyrin (''cryopyrin-associated periodic syndromes'', CAPS). CAPS dianggap sebagai penyakit autoinflamasi daripada autoimun, karena penyakit diperantarai terutama oleh sitokin dari sistem imun bawaan terutama IL-1β.<ref>{{Cite journal|last=Kastner|first=Daniel L.|last2=Aksentijevich|first2=Ivona|last3=Goldbach-Mansky|first3=Raphaela|date=2010-03-19|title=Autoinflammatory disease reloaded: a clinical perspective|url=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20303869|journal=Cell|volume=140|issue=6|pages=784–790|doi=10.1016/j.cell.2010.03.002|issn=1097-4172|pmc=3541025|pmid=20303869}}</ref> Tanda dan gejala CAPS mempengaruhi beberapa sistem tubuh. Umumnya, CAPS ditandai dengan episode berkala ruam kulit, demam, dan nyeri sendi.<ref>{{Cite journal|last=Feldmann|first=Jérôme|last2=Prieur|first2=Anne-Marie|last3=Quartier|first3=Pierre|last4=Berquin|first4=Patrick|last5=Certain|first5=Stéphanie|last6=Cortis|first6=Elisabetta|last7=Teillac-Hamel|first7=Dominique|last8=Fischer|first8=Alain|last9=Basile|first9=Geneviève de Saint|date=2002-07|title=Chronic Infantile Neurological Cutaneous and Articular Syndrome Is Caused by Mutations in CIAS1, a Gene Highly Expressed in Polymorphonuclear Cells and Chondrocytes|url=https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0002929707600512|journal=The American Journal of Human Genetics|language=en|volume=71|issue=1|pages=198–203|doi=10.1086/341357|pmc=PMC384980|pmid=12032915}}</ref> Episode ini dapat dipicu oleh paparan suhu dingin, kelelahan, stresor lain, atau mungkin muncul secara spontan. Episode dapat berlangsung dari beberapa jam hingga beberapa hari. Episode ini biasanya dimulai pada masa bayi atau anak usia dini dan bertahan sepanjang hidup. Pasien CAPS merespons secara positif jika diobati dengan pengeblok IL-1, yang menunjukkan bahwa produksi IL-1β yang tidak tepat oleh inflamasom NLRP3 merupakan pendorong dari perkembangan CAPS.<ref>{{Cite journal|last=Jesus|first=Adriana A.|last2=Goldbach-Mansky|first2=Raphaela|date=2014|title=IL-1 blockade in autoinflammatory syndromes|url=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24422572|journal=Annual Review of Medicine|volume=65|pages=223–244|doi=10.1146/annurev-med-061512-150641|issn=1545-326X|pmc=4178953|pmid=24422572}}</ref>
Penyakit asam urat (atau gout, [[pirai]]) ditandai dengan serangan inflamasi yang menyakitkan, disebabkan oleh pengendapan kristal [[Asam urat|monosodium urat]] (MSU) di sendi. Studi menunjukkan bahwa mekanisme respons inflamasi yang diinduksi MSU tergantung pada sitokin proinflamasi IL-1β. Fenotipe inflamasi yang bergantung pada IL-1 ini sekarang dipahami bergantung pada pembentukan inflamasom NLRP3 sebagai respons terhadap 'sinyal bahaya' kristal asam urat.<ref name=":2">{{Cite journal|last=Kingsbury|first=Sarah R.|last2=Conaghan|first2=Philip G.|last3=McDermott|first3=Michael F.|date=2011|title=The role of the NLRP3 inflammasome in gout|url=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22096368|journal=Journal of Inflammation Research|volume=4|pages=39–49|doi=10.2147/JIR.S11330|issn=1178-7031|pmc=3218743|pmid=22096368}}</ref> Makrofag dengan ketiadaan komponen-komponen inflamasom NLRP3 tidak dapat mengeluarkan IL-1β aktif setelah stimulasi dengan MSU dan kristal kalsium pirofosfat dihidrat.<ref>{{Cite journal|last=Martinon|first=Fabio|last2=Pétrilli|first2=Virginie|last3=Mayor|first3=Annick|last4=Tardivel|first4=Aubry|last5=Tschopp|first5=Jürg|date=2006-03-09|title=Gout-associated uric acid crystals activate the NALP3 inflammasome|url=https://www.nature.com/articles/nature04516|journal=Nature|volume=440|issue=7081|pages=237–241|doi=10.1038/nature04516|issn=1476-4687|pmid=16407889}}</ref>
Selama fase inisiasi, kristal MSU yang diendapkan di dalam sendi merangsang TLR ekstraseluler yang diekspresikan oleh [[monosit]] residen, mengarah pada transkripsi pro-IL-1β.<ref name=":2" /> Kristal MSU juga difagositosis oleh monosit residen, yang diatur secara positif oleh aktivasi TLR,<ref>{{Cite journal|last=Liu-Bryan|first=Ru|last2=Scott|first2=Peter|last3=Sydlaske|first3=Anya|last4=Rose|first4=David M.|last5=Terkeltaub|first5=Robert|date=2005-09|title=Innate immunity conferred by Toll-like receptors 2 and 4 and myeloid differentiation factor 88 expression is pivotal to monosodium urate monohydrate crystal-induced inflammation|url=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16142712|journal=Arthritis and Rheumatism|volume=52|issue=9|pages=2936–2946|doi=10.1002/art.21238|issn=0004-3591|pmid=16142712}}</ref> menghasilkan oligomerisasi inflamasom NLRP3, aktivasi caspase-1, dan pembelahan pro-IL-1β menjadi IL-1β aktif.
==Inhibitor inflamasom NLRP3==
[[File:Official Dapansutrile Mechanism of Action (2).jpg|thumb|Mekanisme aksi dari dapansutril.]]
Keterlibatan inflamasom NLRP3 dalam berbagai jenis penyakit mendorong peneliti untuk menemukan obat bertarget NLRP3. Pengobatan klinis penyakit terkait NLRP3 baru digunakan antibodi IL-1β atau antagonis reseptor IL-1β rekombinan, seperti canakinumab dan anakinra. Namun, inhibitor ini memiliki kelemahan karena penyakit inflamasi tidak hanya melibatkan IL-1β saja sebagai penyebab. Selain itu, IL-1β dapat diproduksi oleh jalur tidak tergantung-inflamasom,<ref>{{Cite journal|last=Guma|first=Monica|last2=Ronacher|first2=Lisa|last3=Liu-Bryan|first3=Ru|last4=Takai|first4=Shinji|last5=Karin|first5=Michael|last6=Corr|first6=Maripat|date=2009-12|title=Caspase 1-independent activation of interleukin-1beta in neutrophil-predominant inflammation|url=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19950258|journal=Arthritis and Rheumatism|volume=60|issue=12|pages=3642–3650|doi=10.1002/art.24959|issn=0004-3591|pmc=2847793|pmid=19950258}}</ref><ref>{{Cite journal|last=Joosten|first=Leo A. B.|last2=Netea|first2=Mihai G.|last3=Fantuzzi|first3=Giamila|last4=Koenders|first4=Marije I.|last5=Helsen|first5=Monique M. A.|last6=Sparrer|first6=Helmut|last7=Pham|first7=Christine T.|last8=van der Meer|first8=Jos W. M.|last9=Dinarello|first9=Charles A.|date=2009-12|title=Inflammatory arthritis in caspase 1 gene-deficient mice: contribution of proteinase 3 to caspase 1-independent production of bioactive interleukin-1beta|url=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19950280|journal=Arthritis and Rheumatism|volume=60|issue=12|pages=3651–3662|doi=10.1002/art.25006|issn=0004-3591|pmc=2993325|pmid=19950280}}</ref> dan sitokin ini bisa juga dihasilkan dari inflamasom jenis lainnya. Oleh karena itu, inhibitor yang menargetkan IL-1β dapat menyebabkan efek imunosupresif yang tidak diinginkan.<ref name=":1" />
Beberapa agen farmakologis telah dikembangkan sebagai penghambat inflamasom NLRP3.<ref>{{Cite journal|last=Zahid|first=Ayesha|last2=Li|first2=Bofeng|last3=Kombe|first3=Arnaud John Kombe|last4=Jin|first4=Tengchuan|last5=Tao|first5=Jinhui|date=2019-10-25|title=Pharmacological Inhibitors of the NLRP3 Inflammasome|url=https://www.frontiersin.org/article/10.3389/fimmu.2019.02538/full|journal=Frontiers in Immunology|volume=10|pages=2538|doi=10.3389/fimmu.2019.02538|issn=1664-3224|pmc=PMC6842943|pmid=31749805}}</ref>▼
▲Beberapa
'''Dapansutril (OLT1177)''', senyawa oral aktif β-sulfonil nitril, adalah obat baru yang dikembangkan yang secara khusus menghambat inflammasome NLRP3. Pada uji in vitro, konsentrasi nanomolar OLT1177 mengurangi pelepasan IL-1β dan IL-18 setelah aktivasi inflamasom NLRP3 kanonikal dan nonkanonikal. Molekul tidak menunjukkan efek pada inflamasom NLRC4 dan AIM2, menunjukkan spesifisitas untuk NLRP3.<ref>{{Cite journal|last=Marchetti|first=Carlo|last2=Swartzwelter|first2=Benjamin|last3=Gamboni|first3=Fabia|last4=Neff|first4=Charles P.|last5=Richter|first5=Katrin|last6=Azam|first6=Tania|last7=Carta|first7=Sonia|last8=Tengesdal|first8=Isak|last9=Nemkov|first9=Travis|date=2018-02-13|title=OLT1177, a β-sulfonyl nitrile compound, safe in humans, inhibits the NLRP3 inflammasome and reverses the metabolic cost of inflammation|url=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29378952|journal=Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America|volume=115|issue=7|pages=E1530–E1539|doi=10.1073/pnas.1716095115|issn=1091-6490|pmc=5816172|pmid=29378952}}</ref> Pada uji klinis fase 2a, dapansutril menunjukkan profil keamanan yang memuaskan dan kemanjuran dalam pengurangan nyeri sendi target.<ref>{{Cite journal|last=Klück|first=Viola|last2=Jansen|first2=Tim L. Th A.|last3=Janssen|first3=Matthijs|last4=Comarniceanu|first4=Antoaneta|last5=Efdé|first5=Monique|last6=Tengesdal|first6=Isak W.|last7=Schraa|first7=Kiki|last8=Cleophas|first8=Maartje C. P.|last9=Scribner|first9=Curtis L.|date=2020-05|title=Dapansutrile, an oral selective NLRP3 inflammasome inhibitor, for treatment of gout flares: an open-label, dose-adaptive, proof-of-concept, phase 2a trial|url=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33005902|journal=The Lancet. Rheumatology|volume=2|issue=5|pages=e270–e280|doi=10.1016/s2665-9913(20)30065-5|issn=2665-9913|pmc=7523621|pmid=}}</ref>
==Referensi==
{{reflist}}
[[Category:Kompleks protein]]
[[Category:Sitokin]]
[[Category:Imunologi]]
| |||