Una enterotoxina es una exotoxina proteica liberada por un microorganismo que se dirige a los intestinos . [1] Pueden estar codificados cromosómicamente o por plásmidos. [2] Son termolábiles (>60⁰), de bajo peso molecular y solubles en agua. Las enterotoxinas son frecuentemente citotóxicas y matan células alterando la permeabilidad de la membrana apical de las células mucosas ( epiteliales ) de la pared intestinal. En su mayoría son toxinas formadoras de poros (principalmente poros de cloruro), secretadas por bacterias, que se ensamblan para formar poros en las membranas celulares . Esto hace que las células mueran.
Las enterotoxinas tienen un efecto particularmente marcado sobre el tracto gastrointestinal , causando diarrea del viajero e intoxicación alimentaria. La acción de las enterotoxinas conduce a una mayor permeabilidad a los iones cloruro de la membrana apical de las células de la mucosa intestinal. Estos poros de la membrana se activan por un aumento de AMPc o por un aumento de la concentración intracelular de iones calcio. La formación de poros tiene un efecto directo sobre la osmolaridad del contenido luminal del intestino. El aumento de la permeabilidad al cloruro provoca una fuga hacia la luz seguida del movimiento de sodio y agua. Esto conduce a una diarrea secretora a las pocas horas de ingerir enterotoxina. Varios organismos microbianos contienen la enterotoxina necesaria para crear tal efecto, como Staphylococcus aureus y E. coli . [3]
El fármaco linaclotida , utilizado para tratar algunas formas de estreñimiento, se basa en el mecanismo de las enterotoxinas. [3]
Las enterotoxinas pueden ser formadas por los patógenos bacterianos Staphylococcus aureus y Bacillus cereus y pueden causar intoxicación alimentaria por estafilococos y enfermedad diarreica por Bacillus cereus , respectivamente. Las enterotoxinas estafilocócicas y las exotoxinas estreptocócicas constituyen una familia de superantígenos pirógenos relacionados biológica y estructuralmente. [4] Hasta la fecha se han identificado 25 enterotoxinas estafilocócicas (SE), producidas principalmente por Staphylococcus aureus , y se han nombrado alfabéticamente (SEA - SEZ). [5] Se ha sugerido que otros estafilococos además de S. aureus pueden contribuir a la intoxicación alimentaria por estafilococos mediante la formación de enterotoxinas. [6] Las exotoxinas estreptocócicas son producidas por Streptococcus pyogenes . [7] [8] Estas toxinas comparten la capacidad de unirse a las proteínas del complejo principal de histocompatibilidad de sus huéspedes. Un pariente más lejano de la familia es la toxina del síndrome de shock tóxico de S. aureus , que comparte sólo un bajo nivel de similitud de secuencia con este grupo.
Todas estas toxinas comparten un pliegue similar de dos dominios (dominios N y C-terminales) con una larga hélice alfa en el medio de la molécula, un barril beta característico conocido como "pliegue oligosacárido/oligonucleótido" en el extremo N-. dominio terminal y un motivo de agarre beta en el dominio C-terminal. Un ejemplo es la enterotoxina estafilocócica B. Cada superantígeno posee modos de unión ligeramente diferentes cuando interactúa con moléculas del MHC de clase II o con el receptor de células T. [9]
El dominio de agarre beta tiene algunas similitudes estructurales con el motivo de agarre beta presente en los dominios de unión de inmunoglobulinas, ubiquitina , ferredoxina 2Fe-2 S y factor de iniciación de traducción 3 identificado por la base de datos SCOP .
Los virus de las familias Reoviridae , Caliciviridae y Astroviridae son responsables de un enorme porcentaje de enfermedades gastrointestinales en todo el mundo. Se ha descubierto que los rotavirus (de Reoviridae) contienen una enterotoxina que desempeña un papel en la patogénesis viral. NSP4 , es una proteína que se produce durante la fase intracelular del ciclo de vida del virión y se sabe que tiene una función primaria en la maduración intracelular del virión. [13] Sin embargo, cuando se purificó NSP4 de los rotavirus del grupo A (se probaron 4 alelos), se concentró y se inyectó en un modelo de ratón, comenzó una enfermedad diarreica que imitaba la causada por la infección por rotavirus. [14] Un supuesto modo de toxicidad es que NSP4 activa una vía de transducción de señales que en última instancia resulta en un aumento de la concentración celular de calcio y la posterior secreción de cloruro de la célula. [15] La secreción de iones de las vellosidades que recubren el intestino altera las presiones osmóticas normales e impide la absorción de agua, lo que eventualmente causa diarrea.