Patogenicidade bacteriana: toxinas A-B, injetossomo e fatores de adesão, evasão, invasão e persistência
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Ensina em profundidade as toxinas A-B (arquitetura, trajeto, quatro toxinas) e o injetossomo, que leva proteínas bacterianas direto ao citosol por um canal. Cobre em cartões de lacuna a adesina e seu receptor, a cápsula, a hialuronidase, a endotoxina (lipídeo A) e a matriz do biofilme.
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Ensina em profundidade as toxinas A-B (arquitetura, trajeto, quatro toxinas) e o injetossomo, que leva proteínas bacterianas direto ao citosol por um canal. Cobre em cartões de lacuna a adesina e seu receptor, a cápsula, a hialuronidase, a endotoxina (lipídeo A) e a matriz do biofilme. Não cobre o mecanismo da endotoxina, a coagulase, superantígenos, transferência horizontal, vacinas nem tratamento.
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Essential
- A toxina já montada deixa a bactéria para o meio extracelular, por uma maquinaria de secreção ou por enzimas da membrana bacteriana.
- Na superfície da célula-alvo, a toxina se prende a um açúcar, a uma proteína ou a ambos.
- A toxina ligada passa a ser incorporada pela célula-alvo, dentro de vesículas.
- Para agir, a toxina precisa sair da vesícula e alcançar o citosol.
- Já no citosol, a peça lesiva age sobre uma molécula da própria célula.
- Essa ação desencadeia as consequências celulares da toxina.
In the clinic
- Toxina A-B em geral · A toxina reúne duas peças com tarefas separadas: uma carrega a atividade química que lesa a célula; a outra funciona como endereço, pois decide onde a toxina consegue agir. Sem a peça de endereço, a peça lesiva não tem acesso à célula; sem a peça lesiva, a toxina chega e nada faz. · Separar «chegar» de «agir» é a lógica que organiza a unidade: ler cada toxina perguntando a quem ela se liga e o que faz depois de entrar.
- Peptídeo único × multiproteica · Bactérias Gram-positivas produzem, em geral, toxinas A-B numa só cadeia polipeptídica; bactérias Gram-negativas produzem, em geral, toxinas formadas por proteínas distintas, cujos genes ficam lado a lado, muitas vezes no mesmo óperon. · Muda a organização gênica da toxina, não a divisão de tarefas entre as duas peças.
- Qual célula é atingida · Dois fatores decidem quem sofre a lesão: onde a bactéria está instalada e em quais células o receptor da toxina existe. Como a toxina pode viajar pelo sangue e pela linfa, a célula atingida nem sempre está junto do foco infeccioso. · A distribuição do receptor, somada ao local da infecção, desenha o quadro clínico.
- Toxina diftérica (Corynebacterium diphtheriae, epitélio das vias aéreas superiores) · A subunidade A usa o NAD+ da célula para marcar quimicamente uma proteína que a célula emprega para fabricar as próprias proteínas. · O dano nasce de atingir uma função básica e indispensável da célula, e não de destruí-la por fora.
- Toxina colérica (Vibrio cholerae) e toxina termolábil da E. coli · A subunidade A marca uma proteína de sinalização das células do epitélio intestinal, ligada à produção de um mensageiro intracelular, e esse mensageiro passa a se acumular. · A célula não morre: sua sinalização fica presa no estado «ligado», e a consequência clínica é a perda de líquido pelo intestino.
- Toxina Shiga (Shigella dysenteriae e E. coli produtora de toxina Shiga, STEC) · A subunidade A não se limita a copiar o padrão das demais: ela lesa o aparato celular de fabricação de proteínas por outra via química. A toxina é produzida pela Shigella dysenteriae e pela E. coli produtora de toxina Shiga, e as infecções por esses organismos cursam com diarreia grave e síndrome hemolítico-urêmica. · Na toxina Shiga, o rótulo da família («toxina A-B») não basta para prever o mecanismo: é preciso saber o alvo da subunidade A.
- Toxina A-B · Depois de liberada, a toxina circula no meio extracelular e age sobre as células que apresentam o receptor que ela reconhece, mesmo longe do foco infeccioso. · Como circula no sangue e na linfa, a toxina pode alcançar células distantes do foco infeccioso.
- Injetossomo (sistema de secreção tipo 3) · É uma maquinaria multiproteica da bactéria, de arquitetura diferente da toxina, que serve à interação da bactéria com a célula do hospedeiro; o que ela leva até a célula são proteínas bacterianas, não uma toxina com peça de endereço própria. · O sistema existe em mais de 30 espécies de bactérias Gram-negativas, com patógenos de humanos, de animais e de plantas.
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O nome "toxina A-B" descreve uma divisão de trabalho entre duas partes. Qual é a função de cada parte, e como a parte B leva a toxina para dentro da célula-alvo?
The answer stays in Assessment, with no spoiler here.
Answer in AssessmentSources (2)
- Song J. Bacterial AB toxins and host-microbe interactions. Adv Microb Physiol. 2022;81:67-109.
AB toxins consist of two functionally distinct components: the enzymatic “A” component for pathogenicity and the receptor-binding “B” component for toxin delivery.
- Chen P, Goldberg MB. Recent insights into type-3 secretion system injectisome structure and mechanism of human enteric pathogens. Curr Opin Microbiol. 2023;71:102232.
These systems are present in more than 30 gram-negative bacterial species, including numerous human, animal, and plant pathogens.
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