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El sistema JAK-STAT consta de tres componentes principales: (1) un receptor (verde), que penetra en la membrana celular; (2) la Janus quinasa (JAK) (amarillo), que se une al receptor, y; (3) el transductor de señales y activador de la transcripción (STAT) (azul), que lleva la señal al núcleo y al ADN. Los puntos rojos son fosfatos. Después de que la citoquina se una al receptor, la JAK añade un fosfato al receptor (lo fosforila). Esto atrae a las proteínas STAT, que también se fosforilan y se unen entre sí, formando un par (dímero). El dímero se traslada al núcleo, se une al ADN y provoca la transcripción de los genes. Las enzimas que añaden grupos fosfato se denominan proteínas quinasas.

Dado que los miembros de las familias de receptores de citoquinas de tipo I y II no poseen actividad catalítica de quinasa, dependen de la familia JAK de tirosina quinasas para fosforilar y activar las proteínas que se encuentran en las vías de transducción de señales. Los receptores existen como polipéptidos emparejados, por lo que presentan dos dominios intracelulares de transducción de señales.

Las JAK se asocian con una región rica en prolina en cada dominio intracelular que es adyacente a la membrana celular y se denomina región box1/box2. Después de que el receptor se asocie con su respectiva citocina/ligando, pasa por un cambio conformacional, acercando a las dos JAK lo suficiente como para fosforilarse mutuamente. La autofosforilación de las JAK induce un cambio conformacional en su interior, lo que le permite transducir la señal intracelular fosforilando y activando aún más los factores de transcripción llamados STAT (Signal Transducer and Activator of Transcription, o Transducción y Transcripción de Señales). Los STAT activados se disocian del receptor y forman dímeros antes de translocarse al núcleo celular, donde regulan la transcripción de genes seleccionados.

Algunos ejemplos de las moléculas que utilizan la vía de señalización JAK/STAT son el factor estimulante de colonias, la prolactina, la hormona del crecimiento y muchas citoquinas.

Significación clínica

Los inhibidores de JAK se están desarrollando para el tratamiento de la psoriasis, la dermatitis atópica, la artritis reumatoide, la policitemia vera, la alopecia, la trombocitemia esencial, la colitis ulcerosa, la metaplasia mieloide con mielofibrosis y el vitíligo. Algunos ejemplos son el tofacitinib, el baricitinib, el upadacitinib y el filgotinib (GLPG0634), este último actualmente en desarrollo por la empresa belga Galapagos.

En 2014 los investigadores descubrieron que los inhibidores orales de la JAK, cuando se administraban por vía oral podían restaurar el crecimiento del cabello en algunos sujetos y que aplicados a la piel, promovían eficazmente el crecimiento del cabello.