thumb|300px|right|Estructura de la interleucina-8, una quimiocina de la subfamília CXC.
Las quimiocinas o quimioquinas, también conocidas como «citocinas quimiotácticas» son proteínas de tamaño pequeño y bajo peso molecular (8 a 14 kDa) pertenecientes a la familia de las citocinas. Se llaman de este modo debido a que inicialmente fueron identificadas por su capacidad de activar, atraer y dirigir diversas familias de leucocitos circulantes hacia los sitios dañados. Las quimiocinas presentan una serie de características estructurales comunes, como su disposición tridimensional y la presencia de pares de cisteína unidos por puentes de disulfuro, las cuales son clave para ejercer su función.
Las quimiocinas no solo participan en la coordinación del movimiento de leucocitos en los procesos inflamatorios sino que también tienen importancia en múltiples procesos fisiológicos y patológicos: desarrollo del sistema inmunitario; vigilancia, memoria, respuesta y regulación inmunitaria; inflamación; embriogénesis, angiogénesis y organogénesis; desarrollo y función del sistema nervioso; migración de células germinales; desarrollo del cáncer y metástasis.
Estas proteínas han sido históricamente conocidas bajo otros nombres, tales como: la familia de las citoquinas SIS, la familia de las citoquinas SIG, la familia de las citoquinas SCY, factor plaquetario 4 o superfamilia de las intercrinas.
Las quimiocinas se encuentran en todos los vertebrados y en algunos virus y bacterias, pero no se encuentran en ningún otro invertebrado. Estas proteínas ejercen sus efectos biológicos mediante la interacción con los receptores transmembrana unidos a proteínas G, llamados receptores de quimiocina, que se encuentran selectivamente en las superficies de sus células diana.
Estructura 300px|thumb La estructura de las quimiocinas está basada en un monómero compuesto: por una región flexible N-terminal que precede una cisteína, es la región involucrada en la activación del receptor; luego del N-terminal hay un bucle de 10 a 20 residuos que tiene que ver con la especificidad del receptor; luego una hélice 310, una lámina beta conformada de 3 hebras beta antiparalelas; y finalmente una hélice alfa C-terminal que se plega contra la lámina beta. Los bucles que unen la primera con la segunda hebra y la segunda con la tercera hebra de la lámina beta se denominan 30s y 40s respectivamente. (Ver figura)
Todas las quimiocinas comparten la estructura de llave griega que es estabilizada por puentes disulfuro entre residuos de cisteína. Las proteínas se clasifican como quimiocinas basándose en sus características estructurales, no solo por su capacidad para atraer a las células. Todas las quimiocinas son pequeñas (peso molecular entre 8 y 10 kDa). Son aproximadamente un 20-50% idénticas entre sí, es decir, comparten homología de secuencia genética y de secuencia de aminoácidos. Todos ellos poseen los aminoácidos que son necesarios para la creación de su estructura tridimensional o estructura terciaria, tales como (en la mayoría de los casos) cuatro cisteínas que interactúan entre sí en parejas para crear una forma de Llave griega que es característica de las quimiocinas. El primer residuo de cisteína se une con el tercero, y el segundo con el cuarto mediante puentes disulfuro. Las quimocinas típicas se producen como pro-péptidos, a partir de un péptido señal de aproximadamente 20 aminoácidos que se escinde de la porción activa (madura) de la molécula durante el proceso de su secreción de la célula. Las primeras dos cisteínas de una quimiocina están muy juntas y se encuentran situadas cerca del extremo N terminal de la proteína madura, con la tercera cisteína situada en el centro de la molécula y la cuarta cerca del extremo C terminal. A las primeras dos cisteínas le sigue un bucle de aproximadamente 10 aminoácidos y es conocida como bucle N. Esto es continuado por una hélice simple, llamada hélice 310, tres hebras beta y un C terminal hélice alfa. Estas hélices y hebras se conectan por giros llamados bucles 30s 40s y 50s. La tercera y la cuarta cisteína se encuentran en las hélices 30s y 50s.
Clasificación 300px|Familias de quimiocinas Quimiocinas CC Nombre Gen Otros nombres Receptor Función CCL1 Scya1 I-309, TCA-3 CCR8 Atrae monocitos, linfocitos T asesinos, linfocitos B inmaduros y células dendríticas CCL2 Scya2 MCP-1, MCAF(JE) CCR2 Atrae monocitos y basófilos; participa en patogenia de psoriasis, artritis reumatoide y ateroesclerosis CCL3 Scya3 MIP-1a, LD8α CCR1 Efecto adhesivo en linfocitos CCL3L1 LD8β CCR1 Suprime el VIH CCL4 Scya4 MIP-1ß CCR1, CCR5 Atrae e induce adherencia de linfocitos, especialmente CD4+ CCL5 Scya5 RANTES CCR5 Atrae monocitos, linfocitos T CD4+ de memoria y eosinófilos CCL6 Scya6 C10, MRP-2 CCR1 Solo en ratones. Participa en la diferenciación mieloide CCL7 Scya7 MARC, MCP-3 CCR2 Atrae macrófagos en inflamación y metástasis CCL8 Scya8 MCP-2 CCR1, CCR2B, CCR5 Atrae monocitos, linfocitos, basófilos y eosinófilos CCL9/CCL10 Scya9 MRP-2, CCF18, MIP-1? CCR1 Participa en la excreción biliar de varios aniones orgánicos CCL11 Scya11 Eotaxin CCR2, CCR3, CCR5 Regula el reclutamiento y activación de leucocitos inflamatorios, especialmente eosinófilos; rol en las enfermedades alérgicas CCL12 Scya12 MCP-5 Atrae monocitos fuertemente CCL13 Scya13 MCP-4, NCC-1, Ckß10 CCR2, CCR3, CCR5 Similar al CCL7 CCL14 Scya14 HCC-1, MCIF, Ckß1, NCC-2, CCL CCR1 Precursor de CCL3 y CCL4 CCL15 Scya15 Leukotactin-1, MIP-5, HCC-2, NCC-3 CCR1, CCR3 Induce cambio en el calcio intracelular de monocitos CCL16 Scya16 LEC, NCC-4, LMC, Ckß12 CCR1, CCR2, CCR5, CCR8 Atrae linfocitos y monocitos CCL17 Scya17 TARC, dendrokine, ABCD-2 CCR4 Atrae linfocitos T CCL18 Scya18 PARC, DC-CK1, AMAC-1, Ckß7, MIP-4 Atrae linfocitos CCL19 Scya19 ELC, Exodus-3, Ckß11 CCR7 Atrae (in vitro) linfocitos, células dendríticas y progenitores hematopoiéticos CCL20 Scya20 LARC, Exodus-1, Ckß4 CCR6 Atrae linfocitos y neutrófilos CCL21 Scya21 SLC, 6Ckine, Exodus-2, Ckß9, TCA-4 CCR7 Participa en la migración de linfocitos a los tejidos linfáticos secundarios CCL22 Scya22 MDC, DC/ß-CK CCR4 Atrae linfocitos T asesinos, linfocitos T activados, monocitos y células dendríticas CCL23 Scya23 MPIF-1, Ckß8, MIP-3, MPIF-1 CCR1 Atrae monocitos, linfocitos T no activados y neutrófilos; inhibe la proliferación del progenitor mieloide CCL24 Scya24 Eotaxin-2, MPIF-2, Ckß6 CCR3 Activa y atrae eowinófilos y basófilos CCL25 Scya25 TECK, Ckß15 CCR9 Atrae células dendríticas, timocitos y macrófagos activados CCL26 Scya26 Eotaxin-3, MIP-4a, IMAC, TSC-1 CCR3 Atrae eosinófilos y basófilos CCL27 Scya27 CTACK, ILC, Eskine, PESKY, skinkine CCR10 Atrae linfocitos T de memoria en la piel CCL28 Scya28 MEC CCR3, CCR10 Atrae linfocitos T CD4+ y CD8+ no activados, y eosinófilos Quimiocinas CXC Nombre Gen Otros nombres Receptor Función CXCL1 Scyb1 Gro-α, GRO1, NAP-3, KC, MGSAα CXCR2 Atrae neutrófilos CXCL2 Scyb2 Gro-ß, GRO2, MIP-2a, MGSAβ CXCR2 Promueve quimiotaxis y degranulación de neutrófilos y basófilos CXCL3 Scyb3 Gro-γ, GRO3, MIP-2ß, MGSAγ CXCR2 Induce quimiotaxis en neutrófilos CXCL4 Scyb4 PF-4 CXCR3B Inhibe actividad de antitrombina III, promueve coagulación. Fuerte atracción de neutrófilos y fibroblastos CXCL5 Scyb5 ENA-78 CXCR2 Atracción y activación de neutrófilos CXCL6 Scyb6 GCP-2 CXCR1, CXCR2 Reclutamiento de neutrófilos a sitios inflamados CXCL7 Scyb7 NAP-2, CTAPIII, ß-Ta, PEP CXCR2 Potente atracción y activación de neutrófilos. Estimula varios procesos celulares. Estimula formación y secreción del activador tisular del plasminógeno CXCL8 Scyb8 IL-8, NAP-1, MDNCF, GCP-1 CXCR1, CXCR2 Principal mediador de la inflamación. Atrae neutrófilos, basófilos y linfocitos T. Angiogénesis. CXCL9 Scyb9 MIG, CRG-10 CXCR3 Atrae linfocitos Th1; inhibe crecimiento tumoral; estimula angiogénesis; inhibe colonias progenitores hematopoiéticos CXCL10 Scyb10 IP-10, CRG-2 CXCR3 Atrae linfocitos CD4+; inhibe proliferación de progenitores hematopoiéticos normales y leucémicos; ¿regulación de angiogénesis en cáncer? CXCL11 Scyb11 I-TAC, ß-R1, IP-9 CXCR3 Atrae linfocitos T activados por interleucinas, las induce a liberar calcio; rol en enfermedades neurológicas relacionadas con linfocitos y en enfermedades autoinmunes de la piel CXCL12 Scyb12 SDF-1, PBSF CXCR4 Atrae fuertemente a linfocitos. En embriogénesis, dirige movimiento de células hematopoiéticas; angiogénesisv; muy importante en la generación de cáncer. CXCL13 Scyb13 BCA-1, BLC CXCR5 Promueve migración de linfocitos B CXCL14 Scyb14 BRAK, bolekine Atrae monocitos CXCL15 Scyb15 Lungkine, WECHE Recluta neutrófilos en el pulmón CXCL16 Scyb16 SRPSOX CXCR6 Atrae linfocitos T; rol en aterogénesis CXCL17 VCC-1 DMC, VCC-1 Quimiocinas CC Nombre Gen Otros nombres Receptor Función XCL1 Scyc1 Lymphotactin a, SCM-1a, ATAC XCR1 Mensajero entre linfocitos T XCL2 Scyc2 Lymphotactin ß, SCM-1ß XCR1 Atrae células que tienen el receptor XCR1 Quimiocinas CX3C Nombre Gen Otros nombres Receptor Función CX3CL1 Scyd1 Fractalkine, Neurotactin, ABCD-3 CX3CR1 Participa en migración y adhesión leucocitaria; rol en metástasis
Las quimiocinas se dividen en cuatro familias: dos mayores con numerosas proteínas y dos menores con una o dos proteínas cada una. La nomenclatura se estandarizó el año 2000 basado en la secuencia de residuos de cisteína. Una de las familias mayores se caracteriza por la presencia de un aminoácido entre las dos primeras cisteínas, se denomina CXC o alfa. La otra familia mayor presenta las dos primeras cisteínas en forma adyacente y se denomina CC o beta. La proteína de la familia menor CX3C presenta tres aminoácidos entre las dos primeras cisteínas. Por último, la familia menor XC, tiene proteínas con un solo enlace disulfuro.
La clasificación tiene un significado funcional, y las familias de quimiocinas se relacionan con sus respectivas familias de receptores, si bien esta relación no es uno a uno.
Quimiocinas CC La mayoría de las quimiocinas CC (o quimiocinas beta) están codificadas en la ubicación cromosómica 17q11-21.
Las quimiocinas CC tienen dos cisteínas adyacentes, cerca de su extremo amino terminal. Se conocen al menos 27 miembros distintos dentro de este subgrupo que estén presentes en los mamíferos, llamados ligandos de quimiocinas CC (CCL) -1 a -28; CCL10 es lo mismo que CCL9. Las quimiocinas de esta subfamilia contienen normalmente seis cisteínas (C6-CC quimiocinas). Las quimiocinas CC inducen la migración de monocitos y otros tipos celulares tales como células NK y células dendríticas.
Como ejemplo de quimiocina CC se encuentra la proteína quimioatrayente de monocitos 1 (MCP-1 o CCL2) que induce a los monocitos a liberar el torrente sanguíneo y entrar en el tejido circundante para convertirse en macrófagos tisulares.
Las CCL5(o RANTES) atraen células como por ejemplo las células T, eosinófilos y basófilos que expresan el receptor CCR5.
Quimiocinas CXC La mayoría de las quimiocinas CXC (o quimiocinas alfa) están codificadas en la ubicación cromosómica 4q12-21.