Según tengo entendido, las bacterias no pueden producir citocinas como las interleucinas. Sin embargo, no he leído una explicación de por qué no pueden. Quizá tenga que ver con una limitación evolutiva. Sin embargo, si este es el caso, ¿por qué las bacterias serían incapaces de adquirir nuevas funciones como la producción de citocinas durante su evolución, especialmente las bacterias intracelulares que residen dentro de las células inmunitarias? Si las bacterias no han podido adquirir esta función, quizás se deba a una restricción biológica (tamaño de las proteínas, composición de aminoácidos, maquinaria o capacidad bioenergética). Si alguien sabe la razón exacta o tiene una explicación bien informada, realmente me gustaría leerla. Gracias.
Me parece especialmente pertinente señalar de entrada que muchas citoquinas son antiinflamatorias/inmunosupresoras . El sistema inmunitario ha evolucionado para eliminar los patógenos del cuerpo y, normalmente, estas citocinas actúan para desactivar la respuesta inmunitaria una vez que se ha eliminado la infección. No debería sorprender que los patógenos hayan desarrollado conjuntamente las defensas del sistema inmunitario, incluida la interferencia con las redes de citoquinas e incluso la producción de homólogos de citoquinas antiinflamatorias, aparentemente para subvertir la respuesta inmunitaria. A continuación se muestran algunos ejemplos de esto.
Muchos virus explotan la estrategia de usar homólogos de citocinas celulares o receptores de citocinas para proteger a las células infectadas por virus de las defensas inmunitarias y mejorar la supervivencia del virus en el huésped. La presencia de homólogos de proteínas celulares codificados por virus puede ser un indicador de la importancia de estos componentes celulares en los mecanismos inmunitarios para combatir este virus in vivo . Varios virus del herpes albergan homólogos de IL-10. La IL-10 codificada por el virus de Epstein-Barr (EBV) (ebvIL-10), el primer homólogo viral identificado de la IL-10, comparte muchas pero no todas las actividades biológicas de la IL-10 celular y puede desempeñar un papel importante en la interacción huésped-virus. Además del EBV, otro virus, el poxvirus Orf (OV), que puede infectar a los humanos, tiene su propio homólogo de IL-10, ovIL-10.
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La IL-10 tiene varias actividades inmunosupresoras que serían favorables para el CMV, como la regulación a la baja de la expresión de MHC de clase I y II, la inhibición de la producción de citocinas inflamatorias y la interferencia con la presentación de antígenos. La infección por CMV murino induce la expresión temprana transitoria de IL-10, que desempeña un papel esencial en la regulación a la baja del MHC de clase II. La infección por EBV provoca la expresión no sólo de ebvIL-10, sino también de IL-10 humana. Aquí demostramos que el CMV humano codifica su propio homólogo funcional de IL-10, que se expresa en células infectadas con CMV. Por lo tanto, parece probable que los virus del herpes adquieran muchas ventajas mediante el uso de actividades biológicas específicas de IL-10, ya sea de las IL-10 codificadas por el virus o del huésped.
Otro aspecto intrigante en la relación con los parásitos es el hecho de que los parásitos podrían liberar factores que imitan a las citocinas del huésped. Por ejemplo, (1) las fracciones de líquido hidatídico imitaban a IL-1, IL-2 e IL-6; (2) se ha identificado en un nematodo intestinal un homólogo de IFN-γ que se une al receptor de IFN-γ e induce un cambio en las células linfoides; (3) dos homólogos del factor inhibidor de la migración de macrófagos humanos (MIF) se han caracterizado en el nematodo parásito humano Brugia malayi y se han denominado Bm-MIF-1 y Bm-MIF-2, ambos con propiedades funcionales similares a las del homólogo humano del MIF; (4) Toxoplasma gondii libera ciclofilina-18 (C-18) que emite señales a través del receptor de quimiocinas CCR5 que conduce a la síntesis de IL-12 por parte de las células dendríticas y una fuerte respuesta protectora; (5) la teniaSe ha demostrado que Hymenolepis diminuta expresa un péptido similar a IL-12, siendo una de las hipótesis sugeridas que el péptido podría actuar como un antagonista competitivo del receptor de IL-12, contribuyendo así a la inmunosupresión general.
No he encontrado ejemplos tan explícitos de bacterias que produzcan homólogos de citoquinas. Sin embargo, su capacidad para producir proteínas de señalización paracrinas moduladoras del sistema inmunitario, que es esencialmente la definición de una citoquina, es bien conocida. Las siguientes revisiones son bastante extensas y proporcionan numerosos ejemplos:
En los últimos años se ha hecho evidente que las bacterias producen muchas moléculas que tienen efectos profundos sobre la capacidad de los leucocitos y células tisulares para producir redes de citoquinas seleccionadas. Por lo tanto, la atención tendrá que cambiar de la visión actual de la célula huésped como el único factor de control en la biología de las citoquinas, una vez que la bacteria ha estimulado esta célula, a una en la que la bacteria, mediante la modificación de sus moléculas estructurales o exportadas o por interacción directa con la célula, puede modificar directamente las redes de citoquinas.
Los recientes knockouts transgénicos de citocinas demuestran que la respuesta benigna normal a la microflora intestinal comensal se convierte en un estado inflamatorio letal en ausencia de las citocinas interleucina 2 o interleucina 10... Proponemos que la capacidad del organismo multicelular para vivir en armonía con su microflora comensal debe dependen de la señalización mutua que involucra citoquinas eucariotas y moléculas similares a citoquinas procariotas. Tal señalización interactiva establece redes de citoquinas no inflamatorias en los tejidos que forman el fondo sobre el cual deben construirse y relacionarse las respuestas a los microorganismos infecciosos... Ahora está claro que las bacterias contienen y producen una gran cantidad de moléculas diversas que pueden inducir selectivamente la síntesis de citocinas tanto proinflamatorias como inmunomoduladoras/antiinflamatorias.
Finalmente, en esta revisión se analizan los mecanismos por los cuales las bacterias pueden coevolucionar tales moléculas similares a las citocinas:
Estudios recientes han comenzado a revelar que muchos patógenos bacterianos imitan la función de las proteínas del huésped para manipular la fisiología y las funciones celulares del huésped en beneficio del microbio. Esto contrasta con las estrategias utilizadas por algunos patógenos que involucran productos microbianos con actividades que carecen de contrapartes claras en las células eucariotas. Aquí consideramos el trabajo estructural reciente que proporciona información única sobre los mecanismos de mimetismo del huésped por factores de virulencia bacterianos. En algunos casos, estos factores son homólogos de proteínas del hospedador que se han incorporado al genoma del patógeno y subvertido para su beneficio. En otros, la evolución convergente ha producido nuevos efectores que no tienen una relación obvia con los factores del huésped. Sin embargo, aunque oculto a nivel de secuencia,
Las bacterias no producen citoquinas de forma natural (mientras que algunas pueden ser 'útiles' para la supresión inmunológica, las bacterias no pueden usar genes/ADN humanos, que tienen intrones , y la posibilidad de generar aleatoriamente un gen que produzca la proteína correcta sería astronómicamente bajo).
Sin embargo, las bacterias PUEDEN producir citoquinas, si están diseñadas para hacerlo: aquí hay una empresa que vende varias citoquinas, muchas de las cuales producen en E. coli . Para que esto funcionara, la empresa tuvo que eliminar todos los intrones de los genes productores de citoquinas y agregar un promotor bacteriano al gen.
Lo único que se necesita para que algunas moléculas humanas funcionen (por ejemplo, anticuerpos), que las bacterias no pueden producir (al menos con la tecnología actual), son glicosilaciones de proteínas. Lo comprobé rápidamente y no parece que las citoquinas estén glicosiladas (al menos en principio, es muy probable que haya algunas excepciones).
cris
canadiense
Vance L Albaugh