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Proteína de superficie del merozoito

Las proteínas de superficie del merozoito / ˌ m ɛ r ə ˈ z oʊ ˌ aɪ t / son proteínas de membrana tanto integrales como periféricas que se encuentran en la superficie de un merozoito , una etapa temprana del ciclo de vida de un protozoo . [1] Las proteínas de superficie del merozoito, o MSP, son importantes para comprender la malaria , una enfermedad causada por protozoos del género Plasmodium . Durante la etapa sanguínea asexual de su ciclo de vida, el parásito de la malaria ingresa a los glóbulos rojos para replicarse, lo que causa los síntomas clásicos de la malaria. [3] Estos complejos de proteínas de superficie están involucrados en muchas interacciones del parásito con los glóbulos rojos y, por lo tanto, son un tema de estudio importante para los científicos que buscan combatir la malaria. [4]

Formularios

La forma más común de MSP se ancla a la superficie del merozoito con glicofosfatidilinositol , un glicolípido corto que se utiliza a menudo para el anclaje de proteínas. Otras formas incluyen proteínas de membrana integrales y proteínas asociadas periféricamente, que se encuentran en menor medida que las proteínas ancladas con glicofosfatidilinositol, o proteínas ancladas con (GPI), en la superficie del merozoito. [4] Las proteínas de superficie del merozoito 1 y 2 (MSP-1 y MSP-2) son las proteínas ancladas con (GPI) más abundantes en la superficie de los merozoitos de Plasmodium. [4]

Función

La MSP-1 se sintetiza al comienzo de la esquizogonia o reproducción asexual del merozoito. [5] El merozoito primero se adhiere a un glóbulo rojo usando su complejo MSP-1. El complejo MSP-1 se dirige a la espectrina , un complejo en la superficie interna de la membrana celular de un glóbulo rojo. [ cita requerida ] La mayor parte del complejo MSP-1 se desprende al entrar en el glóbulo rojo, pero una pequeña porción del extremo C , llamada MSP-1 19 , se conserva. [6] El papel exacto de MSP-1 19 sigue siendo desconocido, pero actualmente sirve como marcador para la formación de la vacuola alimentaria . [1]

El tamaño relativo y la ubicación de cada segmento presente en el complejo MSP-1 se muestran arriba. SS representa la secuencia señal, que es una secuencia corta presente en el extremo N de las proteínas nuevas. GA representa el ancla GPI, que se encuentra en el extremo C de la proteína. [7]

La función del complejo MSP-2 no es concreta, pero las investigaciones actuales sugieren que tiene un papel en la invasión de glóbulos rojos debido a su degradación poco después de la invasión. [4] MSP-3, 6, 7 y 9 son proteínas de membrana periférica que han demostrado formar un complejo con MSP-1, pero las funciones de estas proteínas son en gran parte desconocidas. [4]

Importancia clínica

Debido a su prevalencia en la superficie del Plasmodium, las MSP han sido un objetivo clave para el desarrollo de vacunas . Se han desarrollado vacunas contra la malaria para atacar al merozoito en diferentes etapas de su ciclo de vida. Las vacunas que atacan al merozoito en su etapa eritrocítica asexual utilizan proteínas de superficie del merozoito, particularmente MSP-1. [8] Además de las vacunas, los investigadores están desarrollando medicamentos que se unen a las MSP para interrumpir la replicación del merozoito. [9] La suramina , un medicamento utilizado para tratar la enfermedad del sueño africana, ha demostrado un éxito moderado con la unión a MSP-1 y sus derivados como MSP-1 19 para inhibir la invasión de glóbulos rojos. [10]

Desafíos

El desafío al que se enfrenta el desarrollo de vacunas es la complejidad y variación de estas proteínas. En los merozoitos del mismo género y especie, las secuencias que codifican proteínas como MSP-1 varían según la región en la que se encuentran. [11] Por ejemplo, la vacuna de combinación B utiliza antígenos de MSP-1 y MSP-2, pero tiene una eficacia limitada basada principalmente en los alelos de MSP-2 utilizados. [12] En un intento por aumentar la eficiencia de las vacunas producidas, las regiones constantes como MSP-1 19 que permanecen en la superficie del Plasmodium después de la etapa de merozoito se están convirtiendo en un foco clave para los estudios de vacunas. [4] Además, las moléculas sintéticas de glicofosfatidilinositol (GPI) son candidatas ya que provocan una fuerte respuesta inmunitaria al mismo tiempo que permanecen relativamente consistentes en su estructura en varias cepas de malaria. [13] También se está estudiando MSP3 como antígeno de vacuna. [14]

Referencias

  1. ^ abc Kadekoppala M, Holder AA (agosto de 2010). "Proteínas de superficie de merozoitos del parásito de la malaria: el complejo MSP1 y la familia MSP7". Revista Internacional de Parasitología . 40 (10): 1155–61. doi :10.1016/j.ijpara.2010.04.008. PMID  20451527.
  2. ^ "PKH_072850 proteína de superficie de merozoito 1, MSP-1 [cepa H de Plasmodium knowlesi]". Entrez Gene . Centro Nacional de Información Biotecnológica (NCBI), Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU . . Consultado el 26 de noviembre de 2018 .
  3. ^ Singh S, Chitnis CE (octubre de 2017). "Señalización molecular implicada en la entrada y salida de parásitos de la malaria de los eritrocitos del huésped". Cold Spring Harbor Perspectives in Medicine . 7 (10): a026815. doi :10.1101/cshperspect.a026815. PMC 5629987 . PMID  28507195. 
  4. ^ abcdef Beeson JG, Drew DR, Boyle MJ, Feng G, Fowkes FJ, Richards JS (mayo de 2016). "Proteínas de superficie de merozoitos en la invasión de glóbulos rojos, inmunidad y vacunas contra la malaria". FEMS Microbiology Reviews . 40 (3): 343–72. doi :10.1093/femsre/fuw001. PMC 4852283 . PMID  26833236. 
  5. ^ Holder AA (octubre de 2009). "El extremo carboxiterminal de la proteína de superficie 1 del merozoito: estructura, anticuerpos específicos e inmunidad a la malaria". Parasitología . 136 (12): 1445–56. doi :10.1017/S0031182009990515. PMID  19627632. S2CID  23402929.
  6. ^ Blackman MJ, Heidrich HG, Donachie S, McBride JS, Holder AA (julio de 1990). "Un único fragmento de una proteína de superficie del merozoito de la malaria permanece en el parásito durante la invasión de los glóbulos rojos y es el objetivo de los anticuerpos inhibidores de la invasión". The Journal of Experimental Medicine . 172 (1): 379–82. doi :10.1084/jem.172.1.379. PMC 2188181 . PMID  1694225. 
  7. ^ Woehlbier U, Epp C, Hackett F, Blackman MJ, Bujard H (marzo de 2010). "Los anticuerpos contra múltiples antígenos de superficie de merozoitos del parásito de la malaria humana Plasmodium falciparum inhiben la maduración del parásito y la invasión de glóbulos rojos". Malaria Journal . 9 (1): 77. doi : 10.1186/1475-2875-9-77 . PMC 2847572 . PMID  20298576. 
  8. ^ Versiani FG, Almeida ME, Mariuba LA, Orlandi PP, Nogueira PA (2013). "Proteína de superficie de merozoito de Plasmodium vivax N-terminal-1, una subunidad potencial para la vacuna contra la malaria vivax". Inmunología clínica y del desarrollo . 2013 : 965841. doi : 10.1155/2013/965841 . PMC 3804292. PMID  24187566 . 
  9. ^ Wilson DW, Goodman CD, Sleebs BE, Weiss GE, de Jong NW, Angrisano F, Langer C, Baum J, Crabb BS, Gilson PR, McFadden GI, Beeson JG (julio de 2015). "Los macrólidos inhiben rápidamente la invasión de glóbulos rojos por el parásito de la malaria humana, Plasmodium falciparum". BMC Biology . 13 : 52. doi : 10.1186/s12915-015-0162-0 . PMC 4506589 . PMID  26187647. 
  10. ^ Fleck SL, Birdsall B, Babon J, Dluzewski AR, Martin SR, Morgan WD, Angov E, Kettleborough CA, Feeney J, Blackman MJ, Holder AA (noviembre de 2003). "La suramina y los análogos de la suramina inhiben el procesamiento secundario de la proteína de superficie 1 del merozoito y la invasión de eritrocitos por el parásito de la malaria Plasmodium falciparum". The Journal of Biological Chemistry . 278 (48): 47670–7. doi : 10.1074/jbc.M306603200 . PMID  13679371.
  11. ^ Miller LH, Roberts T, Shahabuddin M, McCutchan TF (mayo de 1993). "Análisis de la diversidad de secuencias en la proteína de superficie del merozoito de Plasmodium falciparum-1 (MSP-1)". Parasitología molecular y bioquímica . 59 (1): 1–14. doi :10.1016/0166-6851(93)90002-f. PMID  8515771.
  12. ^ Ouattara A, Barry AE, Dutta S, Remarque EJ, Beeson JG, Plowe CV (diciembre de 2015). "Diseño de vacunas contra la malaria para evitar la variabilidad de los antígenos". Vacuna . 33 (52): 7506–12. doi :10.1016/j.vaccine.2015.09.110. PMC 4731100 . PMID  26475447. 
  13. ^ Soni R, Sharma D, Rai P, Sharma B, Bhatt TK (28 de marzo de 2017). "Estrategias de señalización del parásito de la malaria para su supervivencia, proliferación e infección durante la etapa eritrocítica". Frontiers in Immunology . 8 : 349. doi : 10.3389/fimmu.2017.00349 . PMC 5368685 . PMID  28400771. 
  14. ^ Baumann A, Magris MM, Urbaez ML, Vivas-Martinez S, Durán R, Nieves T, Esen M, Mordmüller BG, Theisen M, Avilan L, Metzger WG (febrero de 2012). "Respuestas inmunes adquiridas naturalmente a los antígenos candidatos a vacuna contra la malaria MSP3 y GLURP en comunidades indígenas guahibo y piaroa de la Amazonía venezolana". Malar J. 11 : 46. doi : 10.1186/1475-2875-11-46 . PMC: 3296639. PMID :  22335967.