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El papel de flagelos en la adherencia y la virulencia

Los flagelos se componen sobre de 20 proteínas únicas y representan un equipo complejo de maquinaria molecular, trabajando en unísono para ofrecer movilidad a muchas especies gramnegativas y positivas de bacterias, así como algunas células de Archaea y eucarióticas.

flagelosHaber de imagen: Kateryna Kon/Shutterstock.com

Las bacterias pueden soportar un o vario flagelos, que se pueden situar en un sitio para ofrecer la carrera útil (polar) o para extender por la superficie para permitir el venirse abajo en el lugar. Además de movilidad, los flagelos pueden participar en la exportación de la proteína, la adherencia celular, y la formación del biofilm, influenciando fuertemente la virulencia de un patógeno.

La adherencia bacteriana es un paso esencial en la colonización, y las bacterias presentan una variedad de estructuras de la adherencia, las proteínas en gran parte superficiales, que no se presentan típicamente al mismo tiempo que el flagelo. Esto permite que las bacterias cambien entre las formas móviles y sésiles, accionadas generalmente por condiciones ambientales tales como concentración del alimento o de la toxina, pH, temperatura, etc. Sin embargo, los flagelos pueden también ofrecer la adherencia a las biomoléculas determinadas, ascendiendo la probabilidad de las bacterias que cesan movilidad y que comienzan la colonización en una situación favorable.

Experimentos en la función de flagelos

Sobre todo, los flagelos ascienden virulencia facilitando movilidad, y muchas bacterias son gracias altamente virulentos a su alta movilidad.

Los cholerae del vibrión tienen un único flagelo polar, y los estudios en ratones demuestran que los cholerae no-móviles del vibrión con un flagelo lisiado están disminuidos notablemente en virulencia, con una adsorción importante bajada a través del intestino.

Las salmonelas que el enterica (enteritis) soporta varios flagelos dispuestos alrededor de la célula (peritrichously), y estudios muestran que los flagelos funcionales aumentan la virulencia de las bacterias, aunque hay poca diferencia en capacidad de la adherencia y de la invasión al comparar los mutantes que soportan los flagelos no funcionales y ésos sin los flagelos en absoluto. Esto sugiere que los flagelos ellos mismos no sean necesarios para la adherencia en esta especie - esta función es ofrecida por las proteínas superficiales u otras estructuras.

Sin embargo, los mutantes non-flagellated también aparecen obrar recíprocamente con las membranas de la célula huesped de una diversa manera que wildtype en algunos estudios, indicando que los flagelos están implicados en un proceso hasta ahora desacostumbrado de la invasión. Interesante, los flagelos desactivados pero actuales del cojinete de S. Typhimurium han demostrado virulencia creciente cuando están entregados directamente en la cavidad abdominal (intraperitoneal), indicando que no están requeridos para la movilidad pero ofrecen funciones de la adherencia una vez en el escenario sistémico de la infección.

Muchas otras especies bacterianas confían en los flagelos más pesado para facilitar la adherencia, ejemplos comunes de tales patógeno incluyendo Escherichia Coli y la Pseudomonas aeruginosa. Hay muchos subtipos de Escherichia Coli, que utilizan sus flagelos para la adherencia a los fragmentos que difieren. El flagelo originario de Escherichia Coli enteropatógeno demuestra la co-elución después de la incubación con mucinas bovinas y porcinas, y los mutantes non-flagellated se adhieren al tejido intestinal importante menos fuertemente que salvaje-tipo. Los flagelos purificados de esta deformación también obran recíprocamente con el colágeno y el laminin extracelulares de las proteínas de la matriz, mientras que no lo hacen los flagelos purificados de las deformaciones del serotipar H7. Esto puede ascender la colonización en los sitios en donde la barrera intestinal se rompe en el anterior (H6). En algunas deformaciones, los flagelos H7 están solamente presentes en los primeros tiempos de la colonización, y su formación se reprime en las microcolonias, sugiriendo que no son necesarios en los estados avanzados de infección. La variedad de acciones recíprocas de la adherencia que los tipos numerosos de flagelos puedan tener con las biomoléculas del ordenador principal influencia fuertemente el sitio usual de la colonización durante la infección, con los pathovars de Escherichia Coli apuntando los intestinos delgados, los intestinos gruesos, el cerebro, la sangre, el íleo del pequeño intestino, la vasculatura, u otras situaciones específicas dependiendo de estas acciones recíprocas.

Objetivos de la adherencia del flagelo

La Pseudomonas aeruginosa también ata con mucina para ayudar con la adherencia al epitelio del pulmón, demostrado por la adherencia defectuosa en mutantes non-flagellated. Sin embargo, la proteína específica del flagelo que media la adherencia no está todavía sin obstrucción.

El retiro de la proteína flagelar del casquillo aparece inhibir la adherencia lo más fuertemente posible, aunque éste es altamente relacionado en las condiciones específicas de la deformación y de la cultura. Otra biomolécula que se ha mostrado para adherirse a los flagelos en diversos estudios incluye proteoglycans del sulfato del heparan en la superficie basolateral de las células polarizadas Calu-3, induciendo el camino de PI3K/Akt y permitiendo el asiento bacteriano en las células epiteliales.

Los gangliósidos se han denunciado en varios estudios como objetivos obligatorios para los flagelos, también estando implicado en la transmisión de señales flagellin-mediada en células eucarióticas. Flagellin es la proteína constitutiva mayor de los flagelos y se ha mostrado al lazo con los receptores del glicolípido en algunas células.

En células chinas del ovario del hámster con los receptores insertados del glicolípido, el flagellin produjo una reacción inflamatoria importante, estimulando la producción de mucina y de tal modo ascendiendo la formación del biofilm en especie de algunas bacterias, tal como Pseudomonas aeruginosa.

Solamente un equipo relativamente pequeño de receptores flagelares de la adherencia se ha descubierto hasta ahora, a menudo siendo altamente específico a la especie y a la deformación de las bacterias, y del ordenador principal. Semejantemente, los flagelos están implicados pesado en la generación de una inmunorespuesta, con muchos anticuerpos contra las regiones determinadas de los flagelos que son producidos sobre la infección patógena.

Los componentes del flagelo de la diversa especie de bacterias por lo tanto se han incluido en vacunas como coadyuvante, y drogan tenido como objetivo el romper de la función vital del flagelo en bacterias patógenas están también en el revelado.

Referencias:

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Last Updated: Oct 4, 2021

Michael Greenwood

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Michael Greenwood

Michael graduated from Manchester Metropolitan University with a B.Sc. in Chemistry in 2014, where he majored in organic, inorganic, physical and analytical chemistry. He is currently completing a Ph.D. on the design and production of gold nanoparticles able to act as multimodal anticancer agents, being both drug delivery platforms and radiation dose enhancers.

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