A proteína C, tamén chamada autoprotrombina IIA e factor de coagulación sanguínea XIV, é un cimóxeno, cuxa forma activada xoga un importante papel na regulación da anticoagulación, inflamación, morte celular e mantemento da permeabilidade das paredes dos vasos sanguíneos en humanos e outros animais. A proteína C activada (APC) realiza estas operacións principalmente ao inactivar proteoliticamente as proteínas do sistema de coagulación factor Va e factor VIIIa. O encima APC clasifícase como serina protease, xa que contén un residuo de serina no seu sitio activo. Nos humanos a proteína C está codificada no xene PROC do cromosoma 2.
A forma cimóxena da proteína C é unha glicoproteína dependente da vitamina K que circula no plasma sanguíneo. A súa estrutura consta de dúas cadeas polipeptídicas, chamadas lixeira e pesada, conectadas por unha ponte disulfuro. A proteína C cimóxena é activada cando se une á trombina, outra proteína directamente implicada na coagulación, e a activación da proteína C é promovida en gran medida pola presenza de trombomodulina e o receptor de proteína C endotelial (EPCR). Debido ao papel do EPCR, a proteína C activada encóntrase principalmente preto das células endoteliais (é dicir, as que forman as paredes dos vasos sanguíneos), e a proteína C afecta estas células e os leucocitos. Como a proteína C desempeña unha función crucial como anticoagulante, as persoas con deficiencias na proteína C ou con algún tipo de resistencia á proteína C activada (APC), teñen un risco significativamente maior de desenvolver coágulos perigosos (trombose).
As investigacións sobre o uso clínico dunha forma recombinante da proteína C activada (rhAPC) chamada Drotrecogin alfa activada, comercializada como Xigris pola compañía Eli Lilly and Company, estiveron rodeadas de bastante controversia. Eli Lilly fixo unha agresiva campaña de mercadotecnia nos Estados Unidos para promover o seu uso en persoas con sepse grave e shock séptico, e ptrocinou en 2004 as Directrices da Campaña para Sobrevivir á Sepse (Surviving Sepsis Campaign Guidelines). Porén, en 2012 publicouse unha revisión Cochrane que encontrou que o seu uso non podía ser recomendado, xa que non melloraba a supervivencia e incrementaba o risco de hemorraxias. En outubro de 2011 Xigris foi retirada do mercado por Eli Lilly debido a que se observou unha maior mortalidade en ensaios feitos en adultos.
Historia
A función anticoagulante da proteína C no corpo humano foi indicada por primeira vez por Seegers et al. en 1960, e foi Seegers que lle deu á proteína o seu nome orixinal, que era autoprotrombina II-a. A proteína C illouna por primeira vez Johan Stenflo a partir de plasma bovino en 1976, e Stenflo determinou que era dependente da vitamina K. Foi el quen lle deu o nome de proteína C porque era a terceira proteína (no "pico C") nas elucións das cromatografías de intercambio iónico en DEAE-Sefarosa. Seegers estaba daquela investigando os factores de coagulación dependentes da vitamina K non detectados en ensaios de coagulación, que miden a función de coagulación global. Pouco despois, Seegers recoñeceu que o descubrimento de Stenflo era idéntico ao que fixera el. A proteína C activada foi descuberta posteriormente aquel ano, e en 1977 recoñeceuse que a APC inactivaba o factor Va. En 1980, Vehar e Davie descubriron que a APC tamén inactivaba o factor VIIIa, e pouco despois, Walker descubriu que a proteína S era un cofactor. En 1982, un estudo dunha familia feito por Griffin et al. asociou por primeira vez a deficiencia de proteína C con síntomas de trombose venosa. A deficiencia homocigótica de proteína C e os seus efectos graves para a saúde foron descritos en 1984 por varios científicos. A clonación do ADNc da proteína C conseguiuse en 1984 grazas aos traballos de Beckmann et al., que elaboraron un mapa do xene resposable da produción da proteína C no fígado. En 1987 realizouse un experimento trscendental (Taylor et al.) no que se demostraba que a proteína C activada previña a coagulopatía e morte de babuínos aos que se lles infundían concentracións letais de E. coli.
En 1993, Dahlbäck et al. detectaron unha resistencia á APC herdable e asociárona coa trombofilia familiar. En 1994, a mutación xenética relativamente común que produce factor VLeiden foi detectada por Bertina et al.. Dous anos despois, conseguíronse imaxes da APC sen dominios Gla a unha resolución de 2,8 ángstroms. Uns ensaios clínicos que empezaron co PROWESS de 2001 serviron para descubrir que moitos dos síntomas da sepse poden mellorar coa administración de APC infundida, e as taxas de mortalidade de pacientes sépticos pode diminuírse significativamente. Contra o final dese ano, a FDA estadounidense aprobou a Drotrecogin alfa (activada), unha proteína C activada humana recombinante, que foi o primeiro fármaco aprobado para tratar a sepse grave. En 2002, a revista Science publicou un artigo que mostraba que a proteína C activaba o receptor activado por protease 1 (PAR-1) e este proceso explicaba a modulación que facía a proteína do sistema inmunitario.
Xenética As instrucións biolóxicas para sintetizar a proteína C en humanos están codificadas no xene chamado oficialmente "proteína C (inactivador dos factores de coagulación Va e VIIIa)". O símbolo do xene aprobado polo Comité de Nomenclatura de Xenes de HUGO é "PROC", de "proteína C". Está localizado no cromosoma 2 (2q13-q14) e contén nove exóns. A secuencia do xene é de aproximadamente 11 000 bases de longo.
Estrutura
A proteína C humana é unha glicoproteínas dependente da vitamina K estruturalmente similar a outras proteínas dependentes da vitamina K que afectan á coagulación do sangue, como a protrombina, e os factores VII, IX e X. A síntese da proteína C ocorre no fígado e empeza sendo unha molécula precursora dunha soa cadea, que ten un péptido sinal N-terminal de 32 aminoácidos precedendo ao propéptido. A proteína C fórmase cando se elimina un dipéptido de Lys198 e Arg199; isto causa a transformación en dímero da proteína, que leva carbohidratos ligados a N en cada cadea. A proteína ten unha cadea lixeira de 21 kDa) e unha pesada de 41 kDa, conectadas por unha soa ponte disulfuro entre a Cys183 e a Cys319.
miniatura|410px|Estrutura de dominios da preproproteína C (arriba) e o heterodímero maduro (abaixo).
A proteína C inactiva comprende 419 aminoácidos e ten múltiples dominios: un dominio Gla (residuos 43–88); un segmento helicoidal con aminoácidos aromáticos (89–96); dous dominios de tipo EGF (97–132 e 136–176); un péptido de activación (200–211), e un dominio serina protease de tipo tripsina (212–450). A cadea lixeira contén os dominios de tipo Gla e EGF e o segmento aromático. A cadea pesada contén o dominio de protease e o péptido de activación. Así, nesta forma é como circula o 85–90% da proteína C no plasma como cimóxeno, esperando ser activada. O resto da proteína C cimóxena son formas lixeiramente modificadas da proteína. A activación do encima ocorre cando unha molécula de trombina cliva e separa o péptido de activación do extremo N-terminal da cadea pesada. O sitio activo contén a tríade catalítica típica das serina proteases (His253, Asp299 e Ser402).
O dominio Gla é especialmente útil para unirse a fosfolípidos cargados negativamente para a anticoagulación e ao EPCR para a citoprotección. Un determinado exositio aumenta a capacidade da proteína C's de inactivar o factor Va eficientemente. Outro é necesario para interaccionar coa trombomodulina.
Fisioloxía
A activación da proteína C é fortemente promovida pola trombomodulina e o receptor de proteína C endotelial (EPCR), este último encóntrase principalmente nas células endoteliais (células do interior das paredes sanguíneas). A presenza de trombomodulina acelera a activación en varias ordes de magnitude, e o EPCR acelera a activación nun factor de 20. Se calquera destas dúas proteínas está ausente en espécimes murinos, o rato morre por unha excesiva coagulación cando aínda está en estado embrionario. No endotelio, a APC realiza un papel fundamental na regulación da coagulación sanguínea, a inflamación e a morte celular (apoptose). Debido ao efecto acelerante da trombomodulina sobre a activación da proteínan C, a proteína pode dicirse que non é activada pola trombina senón polo complexo trombina–trombomodulina (ou incluso trombina–trombomodulina–EPCR). Unha vez na súa forma activa, a APC pode ou non permanecer unida ao EPCR, ao cal ten aproximadamente a mesma afinidade que a proteína cimóxena.
A proteína C na súa forma de cimóxeno está presente no plasma sanguíneo de adultos humanos normais a concentracións entre 65 e 135 IU/dL. A proteína C activada encóntrase a niveis aproximadamente 2000 veces menores que este. A deficiencia de proteína C leve corresponde a niveis plasmáticos por riba de 20 IU/dL, pero por debaixo do rango normal. As deficiencias moderadamente graves presentan concentracións sanguíneas entre 1 e 20 IU/dL; as deficiencias graves presentan niveis por debaixo de 1 IU/dL ou son indetectables. Os niveis de proteína C nun meniño saudable non prematuro medio son de 40 IU/dL. A concentración da proteína C increméntase ata os seis meses de idade, cando o nivel medio chega a 60 IU/dL; o nivel permanece baixo durante a infancia ata que acada os niveis de adulto despois da adolescencia. A vida media da proteína C activada é duns 15 minutos.
Vías
As vías da proteína C son as reaccións químicas específicas que controlan o nivel de expresión da APC e a súa actividade no corpo. A proteína C é pleiotrópica, con dous tipos principais de función: a anticoagulación e a citoprotección (o seu efecto directo sobre as células). A función que a proteína C realiza depende de se a APC permanece ou non unida ao EPCR despois de ser activada; os efectos anticoagulantes da APC ocorren cando non o está. Neste caso, a proteína C funciona como anticoagulante ao inactivar proteoliticamente de forma irreversible os factores Va e VIIIa, converténdoos nos factores Vi e VIIIi, respectivamente. Cando aínda está unida ao EPCR, a proteína C activada realiza os seus efectos citoprotectores, que actúan sobre o substrato efector PAR-1 (receptor 1 activado por protease). En certo grao, as propiedades anticoagulantes da APC son independentes das propiedades citoprotectoras; a expresión dunha das vías non é afectada pola existencia da outra.
A actividade da proteína C pode ser regulada á baixa reducindo a cantidade de trombomodulina dispoñible ou de EPCR. Isto pode facerse por citocinas inflamatorias, como a interleucina-1β (IL-1β ) e o factor de necrose tumoral-α (TNF-α). Os leucocitos activados liberan estes mediadores inflamatorios durante a inflamación, inhibindo a creación de trombomodulina e EPCR, e inducindo o seu desprendemento da superficie endotelial. Ambas as accións regulan á baixa a activación da proteína C. A propia trombina pode tamén ter un efecto sobre os niveis de EPCR. Ademais, as proteínas liberadas das células poden impedir a activación da proteína C, por exemplo no eosinófilo, o que pode explicar a trombose na enfermidade cardíaca hipereosinófila. A proteína C pode ser regulada á alza polo factor plaquetario 4. Esta citocina pénsase que mellora a activación da proteína C ao formar unha ponte electrostática desde o dominio Gla da proteína C ao dominio de glicosaminoglicano (GAG) da trombomodulina, reducindo a constante de Michaelis (KM) para a súa reacción. Ademais, a proteína C é inhibida polo inhibidor da proteína C.
Efectos anticoagulantes
miniatura|360px|Coagulacióln do sangue e vía anticoagulante da proteína C.