CD16

huFcγRIII

huFcγRIII (CD16) binder IgG1 og IgG3 med en Ka på ∼ 4 × 106 M-1 (Kurlander og Batker, 1982) og udtrykkes på makrofager, naturlige dræberceller (NK), neutrofile, eosinofile og nogle T-celler (Anderson, 1989). Mr for huFcγRIII varierer mellem 50K og 70K (Fleit et al., 1982). Immunoprecipitationsundersøgelser af lysater af NK- og neutrofile celler ved hjælp af et huFcγRIII-specifikt mAb efterfulgt af deglykosylering og SDS-PAGE afslørede kerneproteiner af forskellige Mr-værdier i de to celletyper (Lanier et al., 1988). Efterfølgende cDNA-kloneringseksperimenter viste, at NK-cellen transskriberer et mRNA, der adskiller sig fra neutrofilernes mRNA (Scallon et al., 1989; Ueda et al., 1989; Ravetch og Perussia, 1989; Edberg et al., 1989; Selvaraj et al., 1989). Der er således mindst to gener, der koder for huFCγRIII’er: huFcγRIII-1 på neutrofiler og huFcγRIII-2 på NK-celler og makrofager.

huFcγRIII-1 er i modsætning til alle andre FcγR’er forankret til den neutrofile cellemembran via en GPI-binding og kan frigøres fra cellemembranen af en fosfo-inositol-specifik fosfolipase C (Selvaraj et al, 1989; Edberg et al., 1989; Ravetch og Perussia, 1989; Scallon et al., 1989; Ueda et al., 1989). Stimulering af neutrofiler med kemotaktisk peptid formyl-Met-Leu-Phe resulterede i frigivelse af huFcγRIII-1 fra den neutrofile membran (Huizinga et al., 1988). Om dette skyldtes proteolytisk spaltning eller aktivering af en fosfolipase C er ikke klart. Ændring af en enkelt aminosyre i GPI-linkedomænet af huFcγRIII-1 resulterer i en forankring af proteinet ved et tansmembrandomæne med en kort cytoplasmatisk hale (Kurosaki og Ravetch, 1989; Lanier et al., 1989a).

Som med huFcγRII findes der to allotyper (NA1 og NA2) for huFcγRIII-1. Disse allotypiske forskelle kan forårsage autoimmun neutropeni hos spædbørn (Lalezari et al., 1986). Der blev skelnet mellem to receptorformer (19 og 21 kDa) på neutrofiler efter deglykosylering efterfulgt af SDS-PAGE (Edberg et al., 1989). Ekspressionsmønstret for 19- og 21 kDa-receptortyperne korrelerede med mønstret for ekspression af NA1- og NA2-allotypiske markører. Det var muligt at skelne mellem disse allotyper (NA1 og NA2) ved hjælp af mAbs CLB-GRAN11 og GRM1, henholdsvis (Huizinga et al, 1990a).

De fleste FcγR-medierede neutrofile funktioner menes at blive transduceret af huFcγRII på trods af, at der er langt flere huFcγRIII-1-steder, 135.000 steder pr. neutrofil (Fleit et al., 1982), end der er huFcγRII-steder, ∼10.000 pr. neutrofil (Anderson, 1989). ADCC af kyllingeerytrocytter, der var belagt med heteroantistoffer bestående af Fab-fragmenter af anti-CE og anti-huFcγR mAbs, blev medieret gennem både huFcγRII og huFcγRIII på neutrofile (Graziano et al., 1989a). Neutrofile kunne imidlertid ikke dræbe en anti-huFcγRIII hybridomcellelinje. Nyere arbejde viste, at huFcγRIII-1 kan udløse frigivelse af hydrolaser, men ikke et respiratorisk burst, efter at være blevet tværbundet (Huizinga et al., 1990b). Dette kan forklare den observerede lysis af CE’er, men ikke af hybridomceller medieret gennem huFcγRIII-1.

Den høje tæthed af huFcγRIII-1 på neutrofile kan tjene til at fokusere immunkomplekser på celleoverfladen, hvor de kan interagere med og udløse huFcγRIII. Faktisk tyder undersøgelser (Looney et al., 1986b; Tetteroo et al., 1987) på, at primært huFcγRIII er involveret i neutrofilers adhærens til IgG-belagte erytrocytter. Ligeledes var huFcγRIII-1 afgørende for bindingen af små immunkomplekser til neutrofiler, hvorimod huFcγRII kun svagt forstærkede denne binding (Huizinga et al., 1989a). Denne essentielle bindingsrolle for huFcγRIII-1 udvidede sig dog ikke til store immunkomplekser, og patienter med paroxysmal natlig hæmaturi, med kun 10 % af de normale niveauer af huFcγRIII-1, havde normale metaboliske reaktioner på IgG-latex (Huizinga et al., 1989a). Der blev fundet en patient med systemisk lupus erythematosus (SLE), som ikke udtrykte huFcγRIII-1 på sine neutrofiler, hvilket skyldtes en sandsynlig deletion af huFcγRIII-1-genet (Clark et al., 1990). Patientens neutrofiler havde nedsat evne til at rosettere IgG-belagte erytrocytter, som antydet af tidligere undersøgelser af neutrofil funktion (Looney et al., 1986b; Tetteroo et al., 1987). Denne patient udviste imidlertid ikke nogen usædvanlig modtagelighed for bakterielle infektioner, og niveauerne af andre GPI-linked proteiner og huFcγRII var normale. Otte andre patienter, der blev diagnosticeret med SLE, havde normale niveauer af huFcγRIII-1. En betydelig procentdel (25 %) af neutrofilerne hos HIV-inficerede mænd var negative for huFcγRIII-1-ekspression, men niveauerne af andre GPI-linkede proteiner og huFcγRII var normale (Boros et al., 1990b). Den huFcγRIII-negative subpopulation var større hos patienter med autoimmundefekt syndrom (AIDS)-diagnose og HIV-inficerede intravenøse stofmisbrugere sammenlignet med HIV-inficerede homoseksuelle og uinficerede kontrolmænd. Den mekanisme, der er ansvarlig for tabet af huFcγRIII-1, og de fysiologiske konsekvenser af denne ændrede ekspression er endnu ikke blevet undersøgt. Niveauerne af huFcγRIII i serum rapporteres at variere i løbet af aids-forløbet, med en indledende stigning og et efterfølgende fald i serum-huFcγRIII-niveauerne i sygdommens slutfase (Khayat et al, 1990).

huFcγRIII-2 har et kerneprotein Mr lidt større end huFcγRIII-1’s (∼ 24K mod ∼ 20K) og er et type I-membran-glykoprotein med et enkelt transmembrandomæne og cytoplasmatisk domæne (Unkeless, 1989a). huFcγRIII-2 er den form af huFcγRIII, der findes på makrofager og NK-celler. Transmembrandomænet er meget homologt med det af moFcγRIIα og α-kæden af raFc∈RI, herunder en identisk strækning på otte aminosyrer.

huFcγRIII-2 på NK-celler medierer ADCC efter krydsbinding (Werfel et al., 1989). Immunkompleks-krydsbinding af receptoren inducerede også transkription af interleukin-2-receptoren, IFN-γ og TNF-α, som alle aktiverer NK-celleaktivitet (Anegon et al., 1988). Ud over at virke som en udløsende faktor for ADCC på NK-cellerne potentierer aktiveringen af huFcγRIII-2 på NK-celler derfor også NK-cellernes Ig-uafhængige, naturlige dræberaktivitet. Evnen af anti-LFA-1 (CD11a)-antistoffer til at hæmme huFcγRIIIII-2-medieret ADCC af NK-celler tyder på, at denne adhæsionsreceptor er involveret i tilknytningen mellem effektorcelle og målcelle under NK-medieret ADCC (Werfel et al., 1989). Tilsvarende inhiberede blokering af LFA-1 i monocytter, men ikke i lymfocytter, ADCC, der er medieret gennem tværbinding af huFcγRs (Graziano et al., 1989b).

Små undergrupper af NK-celler udtrykker kun lidt eller ingen huFcγRIII-2 (Lanier et al., 1986). Niveauet af huFcγRIII-ekspression kan betyde forskellige udviklingsstadier i NK-cellelinjen. De NK-celler med lavt niveau eller de NK-celler, der ikke udtrykker huFcγRIII-2, formerer sig mere ekstensivt som reaktion på rIL-2 (Nagler et al., 1989). Det mest modne stadium, baseret på lav proliferativ evne, høj forekomst i blodet og højt cyotoksisk potentiale, består af NK-celler, der udtrykker rigeligt huFcγRIII-2.

En række undersøgelser har vist, at huFcγRIII-2 på makrofager i milten og på Kupffer-celler er den primære receptor, der er ansvarlig for clearance af store immunkomplekser. Hos chimpanser hæmmede anti-huFcγRIII mAb 3G8 clearance in vivo af autologe erythrocytter belagt med antistof rettet mod et mindre blodgruppeantigen (Clarkson et al., 1986b). mAb 3G8 er blevet afprøvet som en potentiel terapeutisk behandling af personer med immuntrombocytær purpura, en sygdom, hvor patienterne udskiller høje niveauer af antitrombocytær antistof (Clarkson et al., 1986a). Behandling af en patient resulterede i en dramatisk stigning i trombocytniveauet, som vendte tilbage til det normale niveau inden for 2 uger. Desværre gav en anden behandling et langt mindre dramatisk svar. Sensibilisering over for murin mAb’et kan reducere dets effektivitet.

hufcγRIII på dyrkede monocytter er biokemisk ikke til at skelne fra NK-celler (Klaassen et al., 1990). Rapporterne er uenige om, hvorvidt huFc7RIII er et udløsende molekyle for ADCC af makrofager. Tilsætning af anti-huFcγRIII mAb, CLB-FcR-GRAN1, reducerede ikke den lytiske aktivitet af dyrkede monocytter mod erytrocytter, der var sensibiliseret med 4 × 104 molekyler pr. erytrocyt af forskellige isotypiske switch-varianter (IgG1, IgG2a og IgG2b) af et murint mAb eller lige store mængder af et IgG3 fra en anden murin hybridomcellelinje (Klaassen et al., 1990). Der blev taget skridt til at sikre, at eksperimenterne blev udført under den maksimale lytiske aktivitet af den anden huFcγR på dyrkede monocytter for at kunne påvise hæmning af mAb CLB-FcR-GRAN1. Imidlertid var peritoneale makrofager, selv friske monocytter, klart i stand til at dræbe en anti-FcγRIII-bærende hybridomcellelinje (HC 3G8) (Graziano et al., 1989b). Dette var det første bevis for, at huFcγRIII-2 kan være funktionelt påviseligt på friske monocytter. Diskrepansen i dræbende evne kan skyldes de forskellige målceller og mAbs, der er anvendt i de enkelte undersøgelser.

FcγR’er kan forværre HIV-infektion af FcγR-bærende celler i tilstedeværelse af anti-HIV-antistoffer. HuFcγRIII-2 udtrykt på makrofager formidlede antistofafhængig forstærkning af HIV-infektion af makrofager (Homsy et al., 1989). Antistoffer rettet mod huFcγRIII-2 blokerede denne virkning, mens anti-huFcγRI- eller anti-huFcγRII-antistoffer ikke gjorde det. Observationen af, at HIV-1-infektion kan foregå uafhængigt af CD4-gp120-interaktion, styrkes af observationen af, at cytomegalovirus-inficerede fibroblaster, der udtrykker en viralt kodet FcγR, kan inficeres af HIV-1-immunkomplekser, og at denne infektion kan blokeres af IgG-aggregater (McKeating et al., 1990).