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Este documento explora los métodos de identificación de la citotoxina caga, producida por la bacteria helicobacter pylori, y su importancia en la patogénesis de enfermedades gástricas. Se describe un protocolo de investigación que incluye endoscopia, biopsia y pcr para detectar la presencia de caga, destacando su papel en el desarrollo de gastritis crónica, úlceras pépticas y cáncer gástrico. El documento también analiza la estructura y función pro-oncogénica de caga, así como la importancia del diagnóstico temprano y el tratamiento para prevenir la transmisión de la infección.
Tipo: Resúmenes
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MÉTODOS DE IDENTIFICACION DE LA CITOTOXINA CagA , PRODUCTO DE LA BACTERIA Helicobacter Pylori****. LUISA PEREZ ORTEGA VALENTINA RIVEROS MORATO UNIVERSIDAD LIBRE SECCIONAL BARRANQUILLA FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES PROGRAMA DE MICROBIOLOGÍA BARRANQUILLA 2024
La erradicación de H. pylori es el tratamiento estándar para los pacientes con MALT gástrico. Los resultados de un estudio basado en la población mostraron que la incidencia de linfoma gástrico MALT positivo para H. pylori se redujo drásticamente en la era de las intervenciones anti- H. pylori [11]. Esta revisión resume el papel del gen asociado a la citotoxina de H. pylori (CagA) en el desarrollo y/o mantenimiento del linfoma gástrico MALT[11].
Helicobacter pylori es una bacteria gramnegativa microaerófila, con forma de espiral, descubierta en el revestimiento epitelial del estómago[12]. Aunque H. pylori no es una bacteria comensal, se estima que infecta aproximadamente a la mitad de toda la población humana. El ambiente ácido del estómago no permite la supervivencia de virus, bacterias y otros microorganismos, pero H. pylori ha evolucionado para superar de forma única este duro entorno. H. pylori secreta ureasa, una enzima que convierte la urea en amoníaco y bicarbonato para neutralizar el ácido gástrico, lo que hace que el estómago sea un lugar más hospitalario para H. pylori. Tras la adquisición de la capacidad de sobrevivir, el estómago proporciona a H. pylori un nicho vital especial. Las células inmunitarias del huésped, así como los anticuerpos que normalmente reconocerían y atacarían a las bacterias invasoras, no pueden llegar a H. pylori que se encuentra nadando libremente en el revestimiento mucoso del estómago. En cambio, las respuestas inmunitarias ineficaces del huésped continúan respondiendo al sitio de la infección, donde las células inmunitarias y epiteliales mueren y liberan nutrientes que alimentan al patógeno gástrico. La infección por H. pylori se adquiere principalmente durante la infancia y la transmisión se produce a través de una ruta oral-oral o fecal-oral principalmente dentro de las familias, en particular en el entorno de saneamiento e higiene deficientes. En la mayoría de los casos, el H. pylori colonizado persiste en el estómago durante la vida del huésped individual a menos que se erradique con antibióticos[13-15]. Helicobacter pylori infecta el revestimiento gástrico humano y está estrechamente relacionada con diversas enfermedades del tracto gastrointestinal, como la gastritis crónica, las úlceras pépticas y el cáncer gástrico. Un componente clave en la patogenicidad de H. pylori es la proteína CagA , también conocida como cytotoxin-associated gene A. Esta proteína se ha identificado como un factor crucial en el desarrollo de estas enfermedades debido a su capacidad para alterar la función celular y promover un entorno inflamatorio. La proteína CagA está codificada por el gen CagA , ubicado en el cag pathogenicity island ( cagPAI ), un segmento genómico específico de H. pylori que contribuye a la virulencia de la bacteria. CagA tiene una estructura multi-doménica que incluye una región central rica en prolinas y una región carboxilo-terminal que contiene sitios específicos de fosforilación, varia en tamaño de 130 a 145 kilodaltondas.
La región central, rica en repeticiones de PVD (prolinas-valina-aspartato), es crítica para la interacción con las proteínas celulares del huésped .La proteína CagA es translocada al citoplasma de las células epiteliales gástricas a través de una maquinaria de secreción tipo IV (T4SS)[14]. Esta maquinaria permite que CagA atraviese la membrana celular y llegue al interior de la célula huésped, donde es fosforilada en residuos de tirosina por la quinasa ( Src ). La fosforilación de CagA es un paso crucial para su actividad biológica, ya que activa diversas vías de señalización intracelular. La activación de CagA por fosforilación resulta en la modulación de múltiples procesos celulares, incluyendo la proliferación celular, la apoptosis y la inflamación[14]. Una vez dentro de la célula huésped, la fosforilación de CagA por quinasa (Src) induce la activación de la cascada de proteínas kinasa activadas por mitógenos (MAPK), que incluye las vías ERK1/2, JNK y p38 MAPK. La activación de estas vías de señalización tiene efectos profundos en la función celular[15]. En particular, la vía NF-κB es activada, lo que resulta en la producción de citoquinas proinflamatorias, como la interleucina-8 (IL-8), que contribuye a la inflamación crónica. Este proceso inflamatorio es fundamental para el desarrollo de úlceras gástricas y otras complicaciones asociadas con H. pylori .Además, CAGA también altera la organización del citoesqueleto celular, afectando la adhesión celular y la formación de uniones estrechas entre las células epiteliales. Estos cambios en la arquitectura celular facilitan la diseminación de la bacteria y contribuyen a la pérdida de integridad de la mucosa gástrica[15]. H. pylori se puede dividir en dos subpoblaciones principales según la presencia o ausencia del gen cagA que codifica la proteína CagA: cepas cagA -positivas y cagA -negativas. El gen cagA es uno de los 27–31 genes putativos que están presentes en un segmento de ADN genómico de 40 kilobases conocido como la isla de patogenicidad cag ( cag PAI). Se cree que este segmento de ADN se introdujo mediante transferencia horizontal desde un organismo desconocido. Aproximadamente 20 genes encontrados en la cag PAI codifican componentes del sistema de secreción tipo IV (T4SS), una estructura similar a una jeringa que es capaz de administrar CagA al citoplasma de las células epiteliales gástricas[15]. CagA es la única proteína efectora que se sabe que es secretada por el T4SS. En todo el mundo, las cepas cagA -positivas son responsables de ~60% de las infecciones por H. pylori en individuos. Sin embargo, las cepas aisladas en países del este asiático como Japón, China y Corea son casi todas cepas CagA -positivas.[16]. Las cepas CagA -positivas de H. pylori están asociadas con gastritis aguda, úlcera péptica y cáncer gástrico. Se informó por primera vez en 1995 que la infección con cepas cagA -positivas aumentaba el riesgo de cáncer gástrico, con un riesgo que era al menos un orden de magnitud mayor que el de las cepas CagA -negativas[16].
Como la citotoxina CagA interactúa y afecta el funcionamiento de moléculas transductores : Figura 2. Función de andamiaje patogénico de CagA. CagA interactúa y, de ese modo, altera varias moléculas transductoras de señales del hospedador a través de motivos EPIYA fosforilados en tirosina en su cola C-terminal desordenada. CagA también se une a moléculas reguladoras de polaridad mediante los motivos CM en el extremo C-terminal, causando defectos en las uniones y la polaridad celular. El Dominio I del CagA estructurado en el extremo N-terminal interactúa con los supresores tumorales ASPP2 y RUNX1, lo que resulta en la inactivación de las funciones supresoras de tumores. Los dominios II y/o III de CagA están involucrados en la introducción de CagA en las células hospedadoras y su posterior localización en la membrana. A través de estas interacciones, CagA activa [indicado por (+)] o inactiva [indicado por (=)] las proteínas objetivo.[21] Estructura y función pro-oncogénica de CagA de Helicobacter pylori:
Figura 3. CagA es entregado a las células epiteliales gástricas a través del sistema de secreción tipo IV de H. pylori , donde actúa como un andamiaje/hub oncogénico. La interacción intramolecular, mediada entre la secuencia de unión N-terminal (NBS) en el Dominio III y la secuencia de unión C-terminal (CBS) en la cola C-terminal desordenada, potencia la capacidad de unión de la cola con SHP2 y PAR1 a través del motivo EPIYA y el motivo CM, respectivamente, fortaleciendo así la función de andamiaje pro-oncogénico de CagA .[21]
El diagnóstico rápido y la aplicación de tratamiento en las primeras etapas de la infección por H. pylori juegan un papel importante en la inhibición de la transmisión de esta infección, ya que esta bacteria está involucrada en diversas patologías gástricas[17]. Esta revisión está dedicada a una visión rápida de las técnicas de detección convencionales y avanzadas que se aplican con éxito para la detección de H. pylori en el contexto de una necesidad apremiante de actualizar los estándares de los métodos diagnósticos que se utilizan actualmente. Seleccionar el mejor método diagnóstico implica evaluar diferentes características, y el uso de una u otra prueba depende de la accesibilidad, el equipo de laboratorio y las condiciones clínicas de los pacientes. Este artículo tiene como objetivo exponer los métodos de diagnóstico para H. pylori que están disponibles actualmente, destacando sus ventajas y limitaciones.[17]. Existen muchas pruebas diagnósticas, pero cada una tiene sus propias ventajas y desventajas, seguidas de ciertas limitaciones. El uso de una u otra prueba depende de la accesibilidad de estas, del equipo disponible en los laboratorios y de las condiciones clínicas de los pacientes. Los exámenes y diagnósticos de laboratorio se basan en métodos no invasivos e invasivos.
4. Introducción del endoscopio y visualización del área de interés. 5. Posibles intervenciones. La endoscopia incluirá biopsias que serán útiles para otras pruebas invasivas, como el examen histológico, que es el estándar de oro para el diagnóstico, la prueba rápida de urea que detecta infecciones activas, o para cultivos de H. pylori [21]. La evaluación de la gastritis por H. pylori consiste en tomar al menos seis biopsias del antro, las curvaturas mayor y menor, y la parte media del cuerpo gástrico. En cuanto a lesiones sospechosas, ulceraciones y lesiones focales, se requieren biopsias adicionales[20]. Procedimiento N◦ 2: Biopsia de tejido gástrico La detección del gen cagA en biopsias gástricas mediante ensayos basados en PCR ha sido ampliamente reportada. El gen cagA fue identificado exitosamente en pacientes con gastritis crónica y enfermedad de úlcera péptica, así como en pacientes con erosiones éntrales y características endoscópicas de mucosa normal recomienda que se tomen muestras de biopsia en cinco sitios diferentes para una evaluación óptima tanto de la gastritis como del estado de H. pylori. En este sistema, cada espécimen debe obtenerse de la curvatura menor y mayor del antrum, tanto dentro de 2-3 cm del pilor; la curvatura menor del cuerpo de unos 4 cm proximal al angulo; la parte media de la curvatura mayor del cuerpo, aproximadamente a 8 cm de la cardia; y de la incisura angularis. (Figura 5). Los sitios óptimos de biopsia gástrica recomendados por el sistema actualizado de Sydney. Las muestras de biopsia se toman en cinco sitios diferentes: A, curvatura menor del antro; B, curvatura mayor del ántrum; C, curvatura menor del cuerpo; D curvatura mayor del cuerpo.
Una muestra de tejido, llamado biopsia, se toma del revestimiento del estómago. Esta es la manera más exacta de decir si usted tiene infección por H pylori. Para extraer la muestra de tejido, a usted le practican un procedimiento llamado esofagogastroduodenoscopia (EGD). Este procedimiento se realiza en el hospital o en un centro ambulatorio. Por lo regular, se toma una biopsia si se necesita EGD por otras razones. Las razones incluyen diagnosticar la úlcera, tratar cualquier sangrado o cerciorarse de que no haya cáncer.[20] Procedimiento de la obtención de la biopsia durante la endoscopia:
1. Identificación del sitio con la cámara del endoscopio, se localiza el sitio específico del estómago de donde se obtendrá la biopsia, usualmente en el antro gástrico cuando es H.Pylori. 2. A través del endoscopio, se introduce un fórceps de biopsia (pinza pequeña) para cortar y extraer fragmentos de tejido de mucosa gástrica. 3. Se toma entre 2 y 4 muestras para asegurar una evaluación adecuada.[19]
La identificación de la citotoxina CagA, producida por Helicobacter pylori, es crucial debido a su asociación directa con la virulencia de esta bacteria y su capacidad para inducir daños en las células epiteliales gástricas. CagA actúa como un factor de virulencia que puede alterar la señalización celular, provocando inflamación crónica y predisponiendo a los individuos a desarrollar condiciones graves, como gastritis, úlceras pépticas y cáncer gástrico. La biopsia y la endoscopia son herramientas fundamentales que permiten obtener muestras de tejido gástrico para análisis histológico y detección de CagA, lo que facilita un diagnóstico preciso y Sin embargo, es importante destacar que el método de detección menos invasivo es la PCR (reacción en cadena de la polimerasa), que permite identificar la presencia de CagA a partir de muestras de biopsia, heces o incluso saliva, sin necesidad de procedimientos invasivos. La PCR ofrece alta sensibilidad y especificidad, lo que la convierte en una opción valiosa en la combinación de la identificación de CagA con técnicas como la biopsia, la endoscopia y la PCR permite un enfoque integral en el manejo de infecciones por H. pylori, mejorando la capacidad de los médicos para diseñar tratamientos más personalizados y efectivos, y resaltando la relevancia.
