Colágeno tipo IV

Se cree que la subunidad alfa-3 (COL4A3) del colágeno IV es el antígeno implicado en el síndrome de Goodpasture , en el que el sistema inmunitario ataca las membranas basales de los glomérulos y los alvéolos cuando el sitio antigénico de la subunidad alfa-3 queda desacoplado debido a la exposición a factores ambientales.

El síndrome de Goodpasture se manifiesta con síndrome nefrítico y hemoptisis . El examen microscópico del tejido renal biopsiado revelará depósitos lineales de inmunoglobulina G mediante inmunofluorescencia . Esto se observa clásicamente en varones jóvenes.

Las mutaciones en los genes COL4A3 , COL4A4 y/o COL4A5, que codifican el colágeno IV, provocan el síndrome de Alport . Este síndrome causa adelgazamiento y desgarro de la membrana basal glomerular . Puede manifestarse con hematuria aislada , hipoacusia neurosensorial y alteraciones oculares, y se transmite genéticamente de forma autosómica dominante, autosómica recesiva o ligada al cromosoma X.

La fibrosis y la cirrosis hepáticas se asocian con el depósito de colágeno IV en el hígado. Las concentraciones séricas de colágeno IV se correlacionan con los niveles de colágeno IV en el tejido hepático de pacientes con hepatopatía alcohólica y hepatitis C , y disminuyen tras un tratamiento exitoso. ^{[ 7 ] [ 8 ]}

Las mutaciones en los exones 24 y 25 del gen COL4A1 están asociadas con HANAC ( angiopatía hereditaria autosómica dominante con nefropatía , aneurismas y calambres musculares ). ^{[ 9 ]} También se ha confirmado que las mutaciones en el gen COL4A1 ocurren en algunos pacientes con porencefalia y esquizencefalia . ^{[ 10 ] [ 11 ]}

En humanos, se descubrió una nueva mutación del gen COL4A1 que codifica el colágeno tipo IV asociada a cataratas congénitas autosómicas dominantes en una familia china. Esta mutación no se encontró en los miembros no afectados de la familia ni en 200 controles no emparentados. En este estudio, el análisis de secuencia confirmó que el residuo de aminoácido Gly782 estaba altamente conservado. ^{[ 12 ]} Este informe de una nueva mutación en el gen COL4A1 es el primer informe de una catarata congénita autosómica dominante no sindrómica que resalta la importancia del colágeno tipo IV en las propiedades fisiológicas y ópticas del cristalino. ^{[ 12 ]}

El colágeno tipo IV es un componente principal de las membranas basales en varios tejidos (incluidas las arterias). ^{[ 13 ]}

Durante la última década, diversos estudios han encontrado repetidamente polimorfismos de un solo nucleótido ubicados en los genes del colágeno (COL) 4A1 y COL4A2 asociados con enfermedades cardiovasculares , y el locus 13q34 que alberga estos genes es uno de los 160 loci de riesgo significativos a nivel genómico para la enfermedad de las arterias coronarias. COL4A1 y COL4A2 codifican las cadenas α1 y α2 del colágeno tipo IV. Este es un componente principal de las membranas basales en varios tejidos, incluidas las arterias. Existen informes clínicos que vinculan 13q34 con la enfermedad de las arterias coronarias , la aterosclerosis y la rigidez arterial a partir de estudios experimentales basados ​​en células y tejidos vasculares. ^{[ 13 ]}

Además, en el campo cardiovascular, las regiones COL4A1 y COL4A2 en el cromosoma 13q34 constituyen un locus altamente replicado para la enfermedad de las arterias coronarias. En una pared arterial normal, el colágeno tipo IV actúa inhibiendo la proliferación de las células del músculo liso. En consecuencia, se demostró que la expresión proteica del colágeno tipo IV en las células del músculo liso vascular humano está regulada tanto por la proteína SMAD3 como por la estimulación del ARNm mediada por TGFβ. ^{[ 14 ]} En conjunto, se concluyó que la patogénesis de la enfermedad de las arterias coronarias podría estar regulada por los genes COL4A1 y COL4A2 . ^{[ 14 ]}

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  Depósitos grasos que causan placa en las arterias coronarias

Este tipo de colágeno puede provocar un aumento de las células cancerosas pancreáticas y es capaz de inhibir la apoptosis a través de un bucle autocrino . ^{[ 4 ]}

Este bucle autocrino proporciona señales esenciales de supervivencia celular a las células del cáncer de páncreas. ^{[ 4 ]}

El colágeno tipo IV se expresa cerca de las células cancerosas in vivo , formando estructuras similares a la membrana basal en la superficie celular que se localizan junto con los receptores de integrina . La interacción entre el colágeno tipo IV producido por la célula cancerosa y las integrinas en su superficie es fundamental para el crecimiento continuo de las células cancerosas, el mantenimiento de un fenotipo migratorio y la prevención de la apoptosis. ^{[ 4 ]}

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  Célula de cáncer de páncreas a gran aumento.

El escorbuto es una deficiencia nutricional de vitamina C hidrosoluble o ácido ascórbico. Es poco frecuente en los países en desarrollo y se observa principalmente en lactantes, ancianos y alcohólicos, todos ellos con una ingesta nutricional inadecuada y malnutrición. ^{[ 5 ]}

Los pacientes pueden presentar fatiga general, debilidad, mala cicatrización de heridas, anemia y enfermedad periodontal. Clínicamente, uno de los primeros signos del escorbuto se manifiesta en la piel como hemorragia perifolicular, donde los folículos pilosos se obstruyen con queratina . Estas áreas aparecen como hematomas alrededor de los folículos pilosos. También pueden observarse cabellos frágiles dispuestos en forma de tirabuzón. ^{[ 5 ]}

La falta de ácido ascórbico conduce a la hipermetilación epigenética del ADN e inhibe la transcripción de varios tipos de colágeno que se encuentran en la piel, los vasos sanguíneos y los tejidos. ^{[ 15 ]}

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  Cartílago calcificado, hemorragia en la médula fibrosa y corteza ósea anormalmente delgada debido al escorbuto.

El colágeno , principal componente estructural de casi todos los tejidos de los mamíferos, sufre una extensa remodelación proteolítica durante el desarrollo y en diversas enfermedades potencialmente mortales como el cáncer, el infarto de miocardio y la fibrosis. Si bien el colágeno degradado podría ser un marcador importante de daño tisular, su detección y tratamiento resultan difíciles con las herramientas convencionales. Por ello, un péptido hibridizante de colágeno, hibridado específicamente con las cadenas de colágeno degradadas y desplegadas, puede utilizarse para visualizar el colágeno degradado e informar sobre la actividad de remodelación tisular en diversos tejidos. ^{[ 16 ]}

Marcado con 5-carboxifluoresceína y biotina, el péptido hibridizante de colágeno permite la localización y cuantificación directa de la degradación del colágeno en tejidos aislados en estados patológicos que van desde la osteoartritis y el infarto de miocardio hasta la glomerulonefritis y la fibrosis pulmonar , así como en tejidos normales durante programas de desarrollo asociados con la formación ósea embrionaria y el envejecimiento de la piel. ^{[ 16 ]}

La correlación general entre el nivel de remodelación del colágeno y la cantidad de colágeno desnaturalizado en el tejido muestra que las sondas peptídicas hibridadas de colágeno pueden utilizarse en diferentes especies y tipos de colágeno (incluido el colágeno tipo IV), lo que proporciona una herramienta versátil no solo para la investigación en patología y biología del desarrollo, sino también para el diagnóstico de enfermedades mediante histología. ^{[ 16 ]}

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  Péptidos hibridizantes de colágeno

También se ha descrito una encefalopatía autosómica recesiva asociada a mutaciones en este gen. ^{[ 17 ]}

En la nefropatía diabética se produce un aumento de la deposición glomerular y mesangial de colágeno IV , y el aumento de los niveles urinarios se asocia con la extensión de la lesión renal. ^{[ 18 ]}