Alteraciones de las adhesiones celulares por las toxinas de Clostridioides difficile y Paeniclostridium sordellii
DOI:
https://doi.org/10.17533/udea.hm.v15n1a03Palabras clave:
Clostridioides difficile, toxinasResumen
Introducción: Clostridiodes difficile y Paeniclostridium sordellii son bacterias anaerobias Gram-positivas, formadoras de esporas. C. difficile es el principal causante de diarrea asociada a antibióticos. P. sordellii se reporta principalmente en infecciones en mujeres embarazas con un síndrome de choque tóxico y en otras infecciones en animales. Las toxinas con actividad glicosiltransferasa son los principales factores de virulencia de ambas bacterias, C. difficile produce las toxinas A y B (TcdA y TcdB) mientras que P. sordelli produce la toxina letal (TcsL) y la toxina hemorrágica (TcsH). Objetivo: Proporcionar una descripción de los mecanismos de acción sobre las adhesiones celulares de las toxinas bacterianas con actividad glicosiltransferasa y su asociación con cuadros clínicos producidos por C. difficile y P. sordellii. Metodología: Se hizo una revisión con los siguientes parámetros: se utilizaron únicamente artículos experimentales que fueron publicados en el periodo del 2000 al 2021, obtenidos de las bases de datos Google Scholar, Science Direct y Pubmed, en los idiomas español e inglés. Además, siguiendo un patrón de búsqueda donde se incluyeron las palabras clave: Clostridium difficile, Clostridium sordellii, Clostridiodes, Paeniclostridium, unión celular (adhesión focal, unión estrecha, unión adherente), toxinas. Resultados: TcdA, TcdB, TcsL y TcsH pertenecen a la familia de las toxinas grandes glicosilantes, las cuales tienen actividad glicosiltransferasa sobre las GTPasas monoméricas. Las células eucariotas mantienen su estructura y su conformación gracias a las adhesiones celulares, que incluyen las adhesiones focales (célula-matriz extracelular) y las adhesiones fuertes (célula-célula). Parte del mecanismo de acción de esas toxinas clostridiales es que alterarn proteínas de adhesiones focales como Src, FAK y paxilina, de uniones estrechas ZO-1, ocludinas y el complejo E-cadherina-cateninas. Lo anterior por mecanismos dependientes de la glicosilación de GTPasas y otros que no lo son. La alteración de estas adhesiones interfiere en la correcta función de la barrera epitelial. Producto de estas alteraciones en las uniones celulares eucariotas en las infecciones por C. difficile hay disrupción de la barrera epitelial intestinal, aumento en la inflamación y en la permeabilidad lo que exacerba el cuadro clínico, desde diarrea leve hasta diarrea con complicaciones como colitis pseudomembranosa. En el caso de P. sordellii afecta principalmente el epitelio pulmonar, al aumentar su permeabilidad vascular, permite el paso de fluidos al parénquima pulmonar, conduciendo a anoxia e inclusive la muerte al alterar las uniones celulares. Conclusión: La información disponible no es tan amplia por lo que es importante continuar investigando en el tema. Se desconoce aún si hay otras proteínas que se vean alteradas, así como el mecanismo por el cual se alteran. Es importante el estudio de las diferentes TcdB debido a la alta variabilidad de cepas, que repercute en la expresión de estas, en su especificidad de sustrato o de receptor, entre otros aspectos importantes en la patogenia de esta enfermedad. Todo esto con el fin de comprender mejor la patogénesis de los cuadros clínicos por bacterias productoras de toxinas grandes clostridiales con actividad glicosiltransferasa.
Descargas
Citas
1. Scaria J, Suzuki H, Ptak C, Chen JW, Zhu Y, Guo XG, et al. Comparative genomic and phenomic analysis of Clostridium difficile and Clostridium sordellii, two related pathogens with differing host tissue preference. BMC Genomics. 2015;16:448. doi.org/10.1186/s12864-015-1663-5
2.Carter GP, Chakravorty A, Pham A, Mileto S, Schreiber F, Li L, et al. Defining the roles of TcdA and TcdB in localized gastrointestinal disease, systemic organ damage, and the host response during Clostridium difficile infection. mBio. 2015;6(3):1–10. doi: 10.1128/mBio.00551-15.Invited
3. Vidor C, Awad M, Lyras D. Antibiotic resistance, virulence factors and genetics of Clostridium sordellii. Anaerobe. 2015;166(4):368-374. doi.org/10.1016/j.resmic.2014.09.003.
4. Kimura AC, Higa JI, Levin RM, Simpson G, Vargas Y, Vugia DJ. Outbreak of Necrotizing Fasciitis Due to Clostridium sordellii among Black-Tar Heroin Users. Clinical Infectious Diseases. 2004;38(9):e87–e91. doi.org/10.1086/383471
5. Aldape MJ, Bryant AE, Stevens DL. Clostridium sordellii Infection: Epidemiology, Clinical Findings, and Current Perspectives on Diagnosis and Treatment. Clinical Infectious Diseases. 2006;43(11):1436–1446. doi.org/10.1086/508866
6. Popoff MR. Clostridium difficile and Clostridium sordellii toxins, proinflammatory versus anti-inflammatory response. Toxicon. 2018;149:54–64. doi.org/10.1016/j.toxicon.2017.11.003
7. Jank T, Aktories K. Structure and mode of action of clostridial glucosylating toxins: the ABCD model. Trends in Microbiology. 2008;16(5):222–229. doi.org/10.1016/j.tim.2008.01.011
8. Chen S, Sun C, Wang H, Wang J. The role of Rho GTPases in toxicity of Clostridium difficile toxins. Toxins. 2015;7(12):5254-5267. doi.org/10.3390/toxins7124874
9. Boehm C, Gibert M, Geny B, Popoff MR, Rodriguez P. Modification of epithelial cell barrier permeability and intercellular junctions by Clostridium sordellii lethal toxins. Cellular Microbiology. 2006; 8(7):1070–1085. doi.org/10.1111/j.1462-5822.2006.00687.x
10. Geny B, Grassart A, Manich M, Chicanne G, Payrastre B, Sauvonnet N, et al. Rac1 inactivation by lethal toxin from Clostridium sordellii modifies focal adhesions upstream of actin depolymerization. Cellular Microbiology. 2010;12(2):217–232. doi.org/10.1111/j.1462-5822.2009.01392.x
11. Yeh CY, Lin CN, Chang CF, Lin CH, Lien HT, Chen JY, et al. C-terminal repeats of Clostridium difficile toxin a induce production of chemokine and adhesion molecules in endothelial cells and promote migration of leukocytes. Infection and Immunity. 2008;76(3):1170–1178. doi.org/10.1128/IAI.01340-07
12. Aktoires K, Schwan C, Jank T. Clostridium difficile toxin biology. Annual Review of Microbiology. 2017;71:281-307. doi.org/10.1146/annurev-micro-090816-093458
13. Linseman DA, Hofmann F, Fisher SK. A role for the small molecular weight GTPases, Rho and Cdc42, in muscarinic receptor signaling to focal adhesion kinase. Journal of Neurochemistry. 2000;74(5):2010–2020. doi.org/10.1046/j.1471-4159.2000.0742010.x
14. Nusrat A, Madara JL, Parkos CA. Clostridium difficile Toxins Disrupt Epithelial Barrier Function by Altering Membrane Microdomain Localization of Tight Junction Proteins. Infection and Immunity. 2001; 69(3):1329–1336. https://doi.org/10.1128/IAI.69.3.1329
15. Zemljic M, Rupnik M, Scarpa M, Anderluh G, Palù G, Castagliuolo I. Repetitive domain of Clostridium difficile toxin B exhibits cytotoxic effects on human intestinal epithelial cells and decreases epithelial barrier function. Anaerobe. 2010;16(5):527–532. doi.org/10.1016/j.anaerobe.2010.06.010
16. Pourliotopoulou E, Karampatakis T, Kachrimanidou M. Exploring the toxin-mediated mechanisms in Clostridiodes difficile infection. Microorganisms. 2024;12(5):1004. doi.org/10.3390/microorganisms12051004
17. Kim H, Rhee SH, Pothoulakis C, LaMont JT. Clostridium difficile toxin A binds colonocyte Src causing dephosphorylation of focal adhesion kinase and paxillin. Experimental Cell Research. 2009;315(19):336-3344. doi.org/10.1016/j.yexcr.2009.05.020
18. Cheng SYS, Sun G, Schlaepfer DD, Pallen CJ. Grb2 Promotes Integrin-Induced Focal Adhesion Kinase (FAK) Autophosphorylation and Directs the Phosphorylation of Protein Tyrosine Phosphatase by the Src-FAK Kinase Complex. Molecular and Cellular Biology. 2014;34(3):348–361. doi.org/10.1128/mcb.00825-13
19. May M, Wang T, Müller M, Genth H. Difference in F-actin epolymerization induced by toxin B from the Clostridium difficile strain VPI 10463 and toxin B from the variant Clostridium difficile serotype F strain 1470. Toxins. 2013;5(1):106–119. doi.org/10.3390/toxins5010106.
20. Boehm C, Gibert M, Geny B, Popoff MR, Rodriguez P, Kidney MC. Modification of epithelial cell barrier permeability and intercellular junctions by Clostridium sordellii lethal toxins. Cellular Microbiology. 2006;8(7):1070–1085. doi.org/10.1111/j.1462-5822.2006.006870.x
21. Geny B, Khun H, Fitting C, Zarantonelli L, Mazuet C, Cayet N, et al. Clostridium sordellii lethal toxin kills mice by inducing a major increase in lung vascular permeability. American Journal of Pathology. 2007;170(3):1003–1017. doi.org/10.2353/ajpath.2007.060583
22. Chaves-Olarte E, Freer E, Parra A, Guzmán-Verri C, Moreno E, Thelestam M. R-Ras glucosylation and transient RhoA activation determine the cytopathic effect produced by toxin B variants from toxin A-negative strains of Clostridium difficile. Journal of Biological Chemistry. 2003;278(10):7956–7963. doi.org/10.1074/jbc.M209244200
Descargas
Publicado
Cómo citar
Número
Sección
Licencia
Derechos de autor 2024 Hechos Microbiológicos
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0.