Lipoarabinomanano - Lipoarabinomannan

O lipoarabinomanano , também chamado de LAM, é um glicolipídeo e um fator de virulência associado ao Mycobacterium tuberculosis , a bactéria responsável pela tuberculose . Sua função principal é inativar macrófagos e eliminar os radicais oxidativos .

A inativação de macrófagos permite a disseminação de micobactérias para outras partes do corpo. A destruição dos radicais oxidativos permite a sobrevivência das bactérias, pois os radicais livres oxidativos são um mecanismo importante pelo qual nosso corpo tenta se livrar da infecção.

Fundo

O lipoarabinomanano é um lipoglicano e principal fator de virulência no gênero de bactérias Mycobacterium. Além de servir como um dos principais componentes da parede celular, acredita-se que atue como uma modulina com efeitos imunorreguladores e antiinflamatórios. Isso permite que a bactéria mantenha a sobrevivência no reservatório humano, minando a resistência do hospedeiro e as respostas imunes adquiridas. Esses mecanismos incluem a inibição da proliferação de células T e da atividade microbicida dos macrófagos por meio da diminuição da resposta de IFN-γ . Acredita-se que as funções adicionais do Lipoarabinomanano incluam a neutralização de radicais livres de oxigênio citotóxicos produzidos por macrófagos, a inibição da proteína quinase C e a indução de genes de resposta precoce.

Estrutura

O lipoarabinomanano é sintetizado por meio da adição de resíduos de manose ao fosfoinositol por uma série de manosiltransferases para produzir PIMs e lipomanano (LM). PIM e LM são então glicosilados com arabinano para formar LAM. LAM é conhecido por ter três domínios estruturais primários. Estes incluem uma âncora de glicosilfosfatidil que liga a molécula à parede celular, um núcleo de D-manano servindo como um esqueleto de carboidrato e um D-arabinano terminal, também compondo o esqueleto de carboidrato. Muitas cadeias laterais de arabinofuranosil se ramificam do núcleo de manose. São as modificações covalentes a este D-arabinano terminal que cria várias estruturas LAM com suas próprias funções exclusivas para mediar a sobrevivência bacteriana dentro de um hospedeiro. A presença e a estrutura do capeamento permitem a classificação das moléculas LAM em três classes principais.

ManLAM

Os LAMs manosilados (ManLAM) são caracterizados pela presença de tampas de manosil no terminal D-arabinano. Esses tipos de LAMs são mais comumente encontrados em espécies mais patogênicas de Mycobacterium, como M. tuberculosis, M. leprae e M. bovis. ManLAM demonstrou ser uma molécula anti-inflamatória que inibe a produção de TNF-α e IL-12 por células dendríticas humanas e macrófagos humanos in vitro e para modular a apoptose de macrófagos induzida por M. tuberculosis através da ligação a receptores de manose de macrófagos hospedeiros. Isso é particularmente importante na desativação de macrófagos hospedeiros para permitir que as bactérias sobrevivam e se multipliquem dentro deles.

Mecanismos Propostos

Existem muitos mecanismos propostos por trás da função ManLAM. A ativação de uma via PI3K é suficiente para desencadear a fosforilação do membro da família Bcl-2 Bad por ManLAM. ManLAM é capaz de ativar a serina / treonina quinase Akt por meio de fosforilação, que é então capaz de fosforilar Bad. Bad desfosforilado serve como uma proteína pró-apoptótica e sua ativação permite a sobrevivência celular. Isso demonstra um mecanismo associado à virulência pelo qual as bactérias são capazes de regular as vias de sinalização para controlar a apoptose da célula hospedeira.

ManLAM também pode ativar diretamente SHP-1 , uma fosfotirosina fosfatase conhecida por estar envolvida na terminação de sinais de ativação. SHP-1 regula negativamente as vias relacionadas às ações do IFN-γ e da insulina. LAM pode regular SHP-1 por vários mecanismos, incluindo interações diretas, fosforilação e localização subcelular. Uma vez ativado, o SHP-1 é translocado do citosol para a membrana. Ao ativar uma fosfatase, o LAM pode inibir a fosforilação da proteína tirosina induzida por LPS e IFN-γ em monócitos. Isso diminui a produção de TNF-α, uma molécula necessária na formação de granulomas contra M. tuberculosis e importante na defesa de macrófagos contra bactérias por meio da produção de óxido de nitrogênio. A ativação do SHP-1 pelo LAM também funciona para desativar a IL-12. A IL-12 é importante para a resistência inata às infecções por M. tuberculosis. Ativa células assassinas naturais que produzem IFN-γ para ativar macrófagos. Ao prejudicar a função dessas duas moléculas pela ativação de SHP-1, ManLAM pode promover a sobrevivência intracelular.

Outros modelos sugerem que ManLAM atua para mediar os efeitos imunossupressores por meio da supressão da produção de proteína p40 IL-12 induzida por LPS. ManLAM é pensado para inibir a interação quinase associada ao receptor IL-1 (IRAK) -TRAF6, fosforilação IκB-α e translocação nuclear de c-Rel e p50 que causa redução na produção de IL-12 p40.

PILAM

LAMS tampados com fosfoinositol são normalmente encontrados em espécies não patogênicas, incluindo M. smegmatis . Em contraste com os ManLAMs, os PILAMs são pró-inflamatórios. CD14 , um receptor de reconhecimento presente em macrófagos, associado ao receptor toll-like 2 (TLR2), é descrito como um receptor para PILAM. A ligação de PILAM ao receptor induz a ativação de uma cascata de sinalização intracelular que ativa fatores de transcrição que iniciam a transcrição de genes de citocinas pró-inflamatórias. Isso pode levar à ativação de TNF-α, IL-8 e IL-12 e apoptose de macrófagos.

AraLAM (CheLAM)

Certas espécies de bactérias de crescimento rápido, como M. chelonae e cepas de laboratório (H37Ra), contêm LAMs que estão ausentes tanto de manose quanto de cápsulas fosfoinositais. Esta forma de LAM é caracterizada por cadeias laterais 1,3 –manosil em vez da 1,2 comumente encontrada em outras espécies de micobactérias. Estas formas são consideradas mais potentes do que o ManLAM coberto por manose na indução de funções associadas à ativação de macrófagos. Além da estimulação de genes precoces, como c-fos , KC e JE, AraLAM induz a transcrição do mRNA para citocinas (como TNF-α, IL 1-α, IL 1-β, IL-6, IL-8 e IL-10) caracteristicamente produzida por macrófagos. Os proto-oncogenes c-fos e c-myc estão envolvidos na regulação da transcrição do gene, enquanto JE e KC são citocinas peptídicas que servem como quimioatraentes específicos para neutrófilos e monócitos. A ativação do TNF-α cria manifestações patológicas da doença, como necrose do tecido, dano ao nervo e imunidade protetora. Os grupos O-acil da porção arabinomanano podem ser responsáveis ​​pela atividade indutora de TNF que causa os sintomas de tuberculose de febre, perda de peso e necrose. No entanto, a presença de ManLAMs diminui a atividade do AraLAM, suprimindo uma resposta imune.

Diagnóstico de TB no local de atendimento

Fujifilm SILVAMP TB LAM é um teste point-of-care baseado em LAM , usando tecnologia de amplificação de haleto de prata . Até 60% das pessoas com HIV são incapazes de produzir uma amostra de escarro, levando a atrasos no diagnóstico de TB para esses pacientes, o que muitas vezes é mortal. A Foundation for Innovative New Diagnostics (FIND) e a Fujifilm desenvolveram o teste, que é particularmente útil em ambientes de baixa renda, onde a carga de HIV e TB é maior. Leva uma hora, não depende de eletricidade e requer treinamento limitado para profissionais de saúde. Um estudo com 968 pacientes hospitalizados com HIV + revelou que o teste Fujifilm SILVAMP TB LAM tinha uma sensibilidade 28,1% maior do que o Alere Determine TB LAM Ag e o Fujifilm SILVAMP TB LAM poderia diagnosticar 65% dos pacientes com TB ativa em 24 horas. Uma meta-análise com 1.595 pacientes internados e ambulatoriais mostrou sensibilidade de 70,7% e especificidade de 90,9% para o diagnóstico de TB em pessoas vivendo com HIV para Fujifilm SILVAMP TB LAM. Além disso, o FujiLAM mostrou boa sensibilidade para a detecção de TB extrapulmonar (EPTB) variando de 47 a 94% em diferentes formas de ETB e poderia ter diagnosticado TB rapidamente em até 89% dos pacientes HIV positivos internados que morreram em 12 semanas. O teste mostrou um alto valor preditivo positivo (95,2%) em pacientes ambulatoriais HIV-negativos e tem o potencial de melhorar o diagnóstico rápido de TB com base na urina em populações em geral no ponto de atendimento. Grandes estudos prospectivos estão a caminho.

Referências

Leitura adicional