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Toxinas microbianas

Noviembre 25, 2021

Las toxinas microbianas son toxinas producidas por microorganismos, incluyendo bacterias, virus y hongos. Las toxinas microbianas son determinantes importantes de la virulencia responsable de patogenicidad microbiana y/o evasión de la respuesta inmune del hospedador. Algunas toxinas bacterianas, tales como neurotoxinas las botulínicas, son las más potentes toxinas naturales conocidas. Sin embargo, las toxinas microbianas también tienen usos importantes en investigación médica e investigación. Aplicaciones potenciales de investigación de toxinas incluyen el combate de la virulencia microbiana, el desarrollo de nóveles drogas contra el cáncer y otros medicamentos, y el uso de toxinas como herramienta en neurobiología y biología celular.[1]​

Neurotoxina botulínica

Las neurotoxinas botulínicas (BoNTs) son las más potentes toxinas naturales conocidas. La familia de BoNTs comprende siete serotipos antigenicamente diferentes (A a G) que son producidos por varias cepas toxigénicas de anaeróbicos formadores de esporas Clostridium botulinum. Las toxinas actúan como metaloproteasas que entran a los terminales nerviosos colinérgicos periféricos y clivan proteínas que son componentes cruciales del aparato neuroexitador, causando una inhibición persistente pero reversible de la liberación de neurotransmisores que resultan en una parálisis muscular flácida. Ellas son el agente causante de la mortal enfermedad por intoxicación alimentaria llamada botulismo, y podrían tener un riesgo importante en la guerra biológica debido a su extrema toxicidad y facilidad de producción. Sirven además como poderosas herramientas para tratar una lista de condiciones médicas.[2]​

Toxina antrácica

El Bacillus anthracis produce dos factores importantes de virulencia, una exotoxina tripartita referida como toxina antrácica, y una cápsula antifagocítica. Estos factores de virulencia median la supervivencia del patógeno y, en el caso de la toxina, inducen directamente daño al hospedador. Dos distintas actividades enzimáticas están asociadas con la toxina antrácica, cada una codificada por una proteína separada. Las subunidades ezimáticas son el factor letal (LF), una metaloproteasa dependiente de zinc, y el factor de edema (EF), una adenilato ciclasa dependiente de calcio y calmodulina. LF y EF logran el acceso al citosol del hospedador uniéndose a y traslocándose a través de un poro formado por la subunidad de unión que comparten, protector de antígeno (PA). La combinación de LF y PA se llama toxina letal (LT), y esta toxina inactiva la señalización MAPK en el hospedador. La toxina de edema (ET), formada por la combinación de EF y PA, produce altos niveles de cAMP en células hospedadoras. Al principio de la infección, los niveles sistémicos de toxina son bajos, y probablemente modulan la respuesta inmune del hospedador localmente, de tal modo que permiten el establecimiento de la infección. más tarde, las concentraciones de toxina aumentan causando daños a órganos, salida vascular, y por último la muerte del hospedador.[3]​

Citotoxina subtilasa

La citotoxina subtilasa (SubAB) es un prototipo recientemente reconocido de una nueva familia de toxinas AB5 secretada por Shiga toxigénica Escherichia coli (STEC). Su subunidad A es una serina proteasa semejante a la subtilasa y la citotoxicidad para las células eucarióticas es debido a un único altamente específico sitio de clivaje de BiP/GRP78, una esencial Hsp70 family chaperone localizada en el ER. Este clivaje gatilla una severa respuesta de stress ER, que resulta por último en apoptosis. La subunidad B tiene especificidad para glicanos que terminan en ácido siálico ácido N-glicolilneuramínico. El rol de SubAB en enfermedades humanas resta ser establecido.[4]​

Toxina de Pasteurella multocida

La toxina de Pasteurella multocida (PMT) es el más importante determinante patogénico de Pasteurella multocida. Las especies P. multocida causan varias enfermedades de animales y humanos. La toxina es el agente causante de la económicamente importante rinitis atrófica en cerdos. La estimulación de varias rutas de señalización es inducida por PMT. El más notable es un potente efecto mitogénico. Fosfolipasa Cβ y la pequeña GTPasa Rho son activadas debido a estimulación de proteína G heterotrimerica de la familia Gαq y Gα12/13.[5]​

Toxinas RTX de Vibrio

Las toxinas de autoprocesamiento multifuncionales son una única familia de toxinas de proteínas secretadas, predominantemente producidas por el Vibrio sp. La mejor caracterizdas de estas toxinas es producida por V. cholerae. En las células eucariotas, esta toxina tiene tres actividase químicas distintas que resultan en autoprocesamiento, unión cruzada covalente de actina, e inactivación de la familia Rho de GTPasas, que por último resultan en la destrucción del citoescqueleto de la actina. Toxinas relacionadas producidas por vibrium vulnificus y vibrium anguillarum tienen algún mecanismo similar de acción. Estas toxinas pueden asistir a las bacterias para evadir la defensa inmune del hospedador.[6]​

Toxina de Helicobacter pylori

Helicobacter pylori, es una Bacteria Gram-negativa que coloniza el estómago humano, secreta una toxina conocida como VacA. Esta toxina fue identificada inicialmente basándose en sus capacidades para causar vacuolización en células gástricas epiteliales cultivadas. VacA causa otras varias alteraciones en células del epitelio gástrico y múltiples tipos de células inmune diana. La mayoría de las alteraciones celulares inducidas por VacA son atribuibles a la inserción de la toxina en las membranas celulares y la formación de canales de membrana.[7]​

Toxinas de Staphylococcus

Las proteínas de evasión inmune de Staphylococcus aureus tienen una significativa conservación de la estructura proteína y un rango de actividades que son todas diregidas en los dos elementos clave de la inmunidad del hospedador, complemento y neutrófilos. Estos factores de virulencia secretados ayudan a las bacterias a sobrevivir a la respuesta inmune.[8]​

Ribotoxinas fúngicas

Las Ribotoxinas fúngicas son una familia de ribonucleasas extracelulares fúngicas que inactivan los ribosomas rompiendo específicamente un solo enlace fosfodiester ubicado en el universalmente conservado bucle sarcina/ricina del amplio rRNA.[9]​[10]​[11]​ La subsiguiente inhibición de la biosíntesis de proteínas es seguida por la muerte celular via apoptosis. Las ribotoxinas también son capaces de interactuar con membranas que contienen fosfolípidos ácidos, su citotoxicidad se dirige preferentemente hacia células que muestran permeabilidad de membrana e.g. células transformadas o infectadas por virus.[12]​ Recientemente se ha demostrado su actividad insecticida lo que abre un prometedor panorama para la obtención de insecticidas sostenibles.[13]​ Su inclusión como parte de inmunotoxinas ha supuesto el diseño de quimeras proteicas con importante eficacia frente a tumores de cáncer colon humanos en modelos de ratones inmunosuprimidos.[14]​

Toxinas de cianobacterias

Las Cianobacterias producen una gran variedad de compuestos bioactivos, incluyendo sustancias con actividad contra el cáncer y anti viral, protectores de UV, inhibidores específicos de enzimas, y potentes hepatotoxinas y neurotoxinas.[15]​

Véase también

Referencias

  1. Proft T (editor) (2009). Microbial Toxins: Current Research and Future Trends. Caister Academic Press. ISBN 978-1-904455-44-8. 
  2. Kukreja R and Singh BR (2009). «Botulinum Neurotoxins: Structure and Mechanism of Action». Microbial Toxins: Current Research and Future Trends. Caister Academic Press. ISBN 978-1-904455-44-8. 
  3. Maldonado-Arocho et al (2009). «Anthrax Toxin». Microbial Toxins: Current Research and Future Trends. Caister Academic Press. ISBN 978-1-904455-44-8. 
  4. Paton AW and Paton JC (2009). «Subtilase Cytotoxin». Microbial Toxins: Current Research and Future Trends. Caister Academic Press. ISBN 978-1-904455-44-8. 
  5. Orth JHC (2009). «Pasteurella multocida Toxin». Microbial Toxins: Current Research and Future Trends. Caister Academic Press. ISBN 978-1-904455-44-8. 
  6. Satchell KJF and Geissler B (2009). «The Multifunctional-Autoprocessing RTX toxins of Vibrios». Microbial Toxins: Current Research and Future Trends. Caister Academic Press. ISBN 978-1-904455-44-8. 
  7. Cover TL and Atherton JC (2009). «Helicobacter pylori VacA Toxin». Microbial Toxins: Current Research and Future Trends. Caister Academic Press. ISBN 978-1-904455-44-8. 
  8. Langley et al (2009). «Staphylococcal Immune Evasion Toxins». Microbial Toxins: Current Research and Future Trends. Caister Academic Press. ISBN 978-1-904455-44-8. 
  9. Lacadena, Javier; Álvarez-García, Elisa; Carreras-Sangrà, Nelson; Herrero-Galán, Elías; Alegre-Cebollada, Jorge; García-Ortega, Lucía; Oñaderra, Mercedes; Gavilanes, José G. et al. (1 de marzo de 2007). «Fungal ribotoxins: molecular dissection of a family of natural killers». FEMS Microbiology Reviews (en inglés) 31 (2): 212-237. ISSN 0168-6445. doi:10.1111/j.1574-6976.2006.00063.x. Consultado el 5 de febrero de 2018. 
  10. Olombrada, Miriam; Lázaro-Gorines, Rodrigo; López-Rodríguez, Juan C.; Martínez-del-Pozo, Álvaro; Oñaderra, Mercedes; Maestro-López, Moisés; Lacadena, Javier; Gavilanes, José G. et al. (21 de febrero de 2017). «Fungal Ribotoxins: A Review of Potential Biotechnological Applications». Toxins (en inglés) 9 (2): 71. doi:10.3390/toxins9020071. Consultado el 5 de febrero de 2018. 
  11. García-Ortega, Lucía; Palacios-Ortega, Juan; Martínez-del-Pozo, Álvaro (2018). eLS (en inglés). John Wiley & Sons, Ltd. ISBN 9780470015902. doi:10.1002/9780470015902.a0027741. Consultado el 20 de febrero de 2018. 
  12. Herrero-Galan et al (2009). «Fungal Ribotoxins: Structure, Function and Evolution». Microbial Toxins: Current Research and Future Trends. Caister Academic Press. ISBN 978-1-904455-44-8. 
  13. Olombrada, Miriam; Martínez-del-Pozo, Álvaro; Medina, Pilar; Budia, Flor; Gavilanes, José G.; García-Ortega, Lucía. «Fungal ribotoxins: Natural protein-based weapons against insects». Toxicon 83: 69-74. doi:10.1016/j.toxicon.2014.02.022. Consultado el 5 de febrero de 2018. 
  14. Tomé-Amat, Jaime; Olombrada, Miriam; Ruiz-de-la-Herrán, Javier; Pérez-Gómez, Eduardo; Andradas, Clara; Sánchez, Cristina; Martínez, Leopoldo; Martínez-del-Pozo, Álvaro et al. (2015/12). «Efficient in vivo antitumor effect of an immunotoxin based on ribotoxin α-sarcin in nude mice bearing human colorectal cancer xenografts». SpringerPlus (en inglés) 4 (1): 168. ISSN 2193-1801. doi:10.1186/s40064-015-0943-5. Consultado el 5 de febrero de 2018. 
  15. Herrero A and Flores E (editor). (2008). The Cyanobacteria: Molecular Biology, Genomics and Evolution. Caister Academic Press. ISBN 978-1-904455-15-8. 
  •   Datos: Q262657
  •   Multimedia: Bacterial toxins

Noviembre 25, 2021
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Las toxinas microbianas son toxinas producidas por microorganismos incluyendo bacterias virus y hongos Las toxinas microbianas son determinantes importantes de la virulencia responsable de patogenicidad microbiana y o evasion de la respuesta inmune del hospedador Algunas toxinas bacterianas tales como neurotoxinas las botulinicas son las mas potentes toxinas naturales conocidas Sin embargo las toxinas microbianas tambien tienen usos importantes en investigacion medica e investigacion Aplicaciones potenciales de investigacion de toxinas incluyen el combate de la virulencia microbiana el desarrollo de noveles drogas contra el cancer y otros medicamentos y el uso de toxinas como herramienta en neurobiologia y biologia celular 1 Indice 1 Neurotoxina botulinica 2 Toxina antracica 3 Citotoxina subtilasa 4 Toxina de Pasteurella multocida 5 Toxinas RTX de Vibrio 6 Toxina de Helicobacter pylori 7 Toxinas de Staphylococcus 8 Ribotoxinas fungicas 9 Toxinas de cianobacterias 10 Vease tambien 11 ReferenciasNeurotoxina botulinica EditarLas neurotoxinas botulinicas BoNTs son las mas potentes toxinas naturales conocidas La familia de BoNTs comprende siete serotipos antigenicamente diferentes A a G que son producidos por varias cepas toxigenicas de anaerobicos formadores de esporas Clostridium botulinum Las toxinas actuan como metaloproteasas que entran a los terminales nerviosos colinergicos perifericos y clivan proteinas que son componentes cruciales del aparato neuroexitador causando una inhibicion persistente pero reversible de la liberacion de neurotransmisores que resultan en una paralisis muscular flacida Ellas son el agente causante de la mortal enfermedad por intoxicacion alimentaria llamada botulismo y podrian tener un riesgo importante en la guerra biologica debido a su extrema toxicidad y facilidad de produccion Sirven ademas como poderosas herramientas para tratar una lista de condiciones medicas 2 Toxina antracica EditarEl Bacillus anthracis produce dos factores importantes de virulencia una exotoxina tripartita referida como toxina antracica y una capsula antifagocitica Estos factores de virulencia median la supervivencia del patogeno y en el caso de la toxina inducen directamente dano al hospedador Dos distintas actividades enzimaticas estan asociadas con la toxina antracica cada una codificada por una proteina separada Las subunidades ezimaticas son el factor letal LF una metaloproteasa dependiente de zinc y el factor de edema EF una adenilato ciclasa dependiente de calcio y calmodulina LF y EF logran el acceso al citosol del hospedador uniendose a y traslocandose a traves de un poro formado por la subunidad de union que comparten protector de antigeno PA La combinacion de LF y PA se llama toxina letal LT y esta toxina inactiva la senalizacion MAPK en el hospedador La toxina de edema ET formada por la combinacion de EF y PA produce altos niveles de cAMP en celulas hospedadoras Al principio de la infeccion los niveles sistemicos de toxina son bajos y probablemente modulan la respuesta inmune del hospedador localmente de tal modo que permiten el establecimiento de la infeccion mas tarde las concentraciones de toxina aumentan causando danos a organos salida vascular y por ultimo la muerte del hospedador 3 Citotoxina subtilasa EditarLa citotoxina subtilasa SubAB es un prototipo recientemente reconocido de una nueva familia de toxinas AB5 secretada por Shiga toxigenica Escherichia coli STEC Su subunidad A es una serina proteasa semejante a la subtilasa y la citotoxicidad para las celulas eucarioticas es debido a un unico altamente especifico sitio de clivaje de BiP GRP78 una esencial Hsp70 family chaperone localizada en el ER Este clivaje gatilla una severa respuesta de stress ER que resulta por ultimo en apoptosis La subunidad B tiene especificidad para glicanos que terminan en acido sialico acido N glicolilneuraminico El rol de SubAB en enfermedades humanas resta ser establecido 4 Toxina de Pasteurella multocida EditarLa toxina de Pasteurella multocida PMT es el mas importante determinante patogenico de Pasteurella multocida Las especies P multocida causan varias enfermedades de animales y humanos La toxina es el agente causante de la economicamente importante rinitis atrofica en cerdos La estimulacion de varias rutas de senalizacion es inducida por PMT El mas notable es un potente efecto mitogenico Fosfolipasa Cb y la pequena GTPasa Rho son activadas debido a estimulacion de proteina G heterotrimerica de la familia Gaq y Ga12 13 5 Toxinas RTX de Vibrio EditarLas toxinas de autoprocesamiento multifuncionales son una unica familia de toxinas de proteinas secretadas predominantemente producidas por el Vibrio sp La mejor caracterizdas de estas toxinas es producida por V cholerae En las celulas eucariotas esta toxina tiene tres actividase quimicas distintas que resultan en autoprocesamiento union cruzada covalente de actina e inactivacion de la familia Rho de GTPasas que por ultimo resultan en la destruccion del citoescqueleto de la actina Toxinas relacionadas producidas por vibrium vulnificus y vibrium anguillarum tienen algun mecanismo similar de accion Estas toxinas pueden asistir a las bacterias para evadir la defensa inmune del hospedador 6 Toxina de Helicobacter pylori EditarHelicobacter pylori es una Bacteria Gram negativa que coloniza el estomago humano secreta una toxina conocida como VacA Esta toxina fue identificada inicialmente basandose en sus capacidades para causar vacuolizacion en celulas gastricas epiteliales cultivadas VacA causa otras varias alteraciones en celulas del epitelio gastrico y multiples tipos de celulas inmune diana La mayoria de las alteraciones celulares inducidas por VacA son atribuibles a la insercion de la toxina en las membranas celulares y la formacion de canales de membrana 7 Toxinas de Staphylococcus EditarLas proteinas de evasion inmune de Staphylococcus aureus tienen una significativa conservacion de la estructura proteina y un rango de actividades que son todas diregidas en los dos elementos clave de la inmunidad del hospedador complemento y neutrofilos Estos factores de virulencia secretados ayudan a las bacterias a sobrevivir a la respuesta inmune 8 Ribotoxinas fungicas EditarLas Ribotoxinas fungicas son una familia de ribonucleasas extracelulares fungicas que inactivan los ribosomas rompiendo especificamente un solo enlace fosfodiester ubicado en el universalmente conservado bucle sarcina ricina del amplio rRNA 9 10 11 La subsiguiente inhibicion de la biosintesis de proteinas es seguida por la muerte celular via apoptosis Las ribotoxinas tambien son capaces de interactuar con membranas que contienen fosfolipidos acidos su citotoxicidad se dirige preferentemente hacia celulas que muestran permeabilidad de membrana e g celulas transformadas o infectadas por virus 12 Recientemente se ha demostrado su actividad insecticida lo que abre un prometedor panorama para la obtencion de insecticidas sostenibles 13 Su inclusion como parte de inmunotoxinas ha supuesto el diseno de quimeras proteicas con importante eficacia frente a tumores de cancer colon humanos en modelos de ratones inmunosuprimidos 14 Toxinas de cianobacterias EditarLas Cianobacterias producen una gran variedad de compuestos bioactivos incluyendo sustancias con actividad contra el cancer y anti viral protectores de UV inhibidores especificos de enzimas y potentes hepatotoxinas y neurotoxinas 15 Vease tambien EditarToxina Neurotoxina Exotoxina Toxina antracica Toxina botulinica Toxina Shiga Toxina semejante a Shiga Toxina colerica Toxina Alfa Toxina pertussis Toxina difterica Microbiologia de los alimentos MicrobiologiaReferencias Editar Proft T editor 2009 Microbial Toxins Current Research and Future Trends Caister Academic Press ISBN 978 1 904455 44 8 Kukreja R and Singh BR 2009 Botulinum Neurotoxins Structure and Mechanism of Action Microbial Toxins Current Research and Future Trends Caister Academic Press ISBN 978 1 904455 44 8 Maldonado Arocho et al 2009 Anthrax Toxin Microbial Toxins Current Research and Future Trends Caister Academic Press ISBN 978 1 904455 44 8 Paton AW and Paton JC 2009 Subtilase Cytotoxin Microbial Toxins Current Research and Future Trends Caister Academic Press ISBN 978 1 904455 44 8 Orth JHC 2009 Pasteurella multocida Toxin Microbial Toxins Current Research and Future Trends Caister Academic Press ISBN 978 1 904455 44 8 Satchell KJF and Geissler B 2009 The Multifunctional Autoprocessing RTX toxins of Vibrios Microbial Toxins Current Research and Future Trends Caister Academic Press ISBN 978 1 904455 44 8 Cover TL and Atherton JC 2009 Helicobacter pylori VacA Toxin Microbial Toxins Current Research and Future Trends Caister Academic Press ISBN 978 1 904455 44 8 Langley et al 2009 Staphylococcal Immune Evasion Toxins Microbial Toxins Current Research and Future Trends Caister Academic Press ISBN 978 1 904455 44 8 Lacadena Javier Alvarez Garcia Elisa Carreras Sangra Nelson Herrero Galan Elias Alegre Cebollada Jorge Garcia Ortega Lucia Onaderra Mercedes Gavilanes Jose G et al 1 de marzo de 2007 Fungal ribotoxins molecular dissection of a family of natural killers FEMS Microbiology Reviews en ingles 31 2 212 237 ISSN 0168 6445 doi 10 1111 j 1574 6976 2006 00063 x Consultado el 5 de febrero de 2018 Se sugiere usar numero autores ayuda Olombrada Miriam Lazaro Gorines Rodrigo Lopez Rodriguez Juan C Martinez del Pozo Alvaro Onaderra Mercedes Maestro Lopez Moises Lacadena Javier Gavilanes Jose G et al 21 de febrero de 2017 Fungal Ribotoxins A Review of Potential Biotechnological Applications Toxins en ingles 9 2 71 doi 10 3390 toxins9020071 Consultado el 5 de febrero de 2018 Se sugiere usar numero autores ayuda Garcia Ortega Lucia Palacios Ortega Juan Martinez del Pozo Alvaro 2018 eLS en ingles John Wiley amp Sons Ltd ISBN 9780470015902 doi 10 1002 9780470015902 a0027741 Consultado el 20 de febrero de 2018 Herrero Galan et al 2009 Fungal Ribotoxins Structure Function and Evolution Microbial Toxins Current Research and Future Trends Caister Academic Press ISBN 978 1 904455 44 8 Olombrada Miriam Martinez del Pozo Alvaro Medina Pilar Budia Flor Gavilanes Jose G Garcia Ortega Lucia Fungal ribotoxins Natural protein based weapons against insects Toxicon 83 69 74 doi 10 1016 j toxicon 2014 02 022 Consultado el 5 de febrero de 2018 Tome Amat Jaime Olombrada Miriam Ruiz de la Herran Javier Perez Gomez Eduardo Andradas Clara Sanchez Cristina Martinez Leopoldo Martinez del Pozo Alvaro et al 2015 12 Efficient in vivo antitumor effect of an immunotoxin based on ribotoxin a sarcin in nude mice bearing human colorectal cancer xenografts SpringerPlus en ingles 4 1 168 ISSN 2193 1801 doi 10 1186 s40064 015 0943 5 Consultado el 5 de febrero de 2018 Se sugiere usar numero autores ayuda Herrero A and Flores E editor 2008 The Cyanobacteria Molecular Biology Genomics and Evolution Caister Academic Press ISBN 978 1 904455 15 8 Datos Q262657 Multimedia Bacterial toxins Obtenido de https es wikipedia org w index php title Toxinas microbianas amp oldid 129437402, wikipedia, wiki, leyendo, leer, libro, biblioteca,

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