76.2 colonización de la Mucosa gástrica
la acidez gástrica y el peristaltismo normalmente inhiben la colonización bacteriana del estómago humano. Sin embargo, la selección natural ha proporcionado a H. pylori varios mecanismos para eludir estas defensas primarias y establecer una infección persistente dentro del nicho gástrico (tabla 76.1). Ingestión aguda de H., pylori en humanos conduce a hipoclorhidria transiente31, 32, pero en huéspedes no tratados, la inhibición microbiana dependiente de la secreción de ácido se resuelve en varios meses y el pH intraluminal disminuye dentro del rango normal.32 en algunos individuos, la producción de ácido continúa aumentando, lo que probablemente sea el resultado de un aumento compensatorio de la gastrina sérica y la caída de los niveles de somatostatina en la mucosa inducida por la inflamación gástrica.33-36
cuadro 76.1. H., gastric epithelium/molecular mimicry
Another pH-altering mechanism within the H., la armería pylori es ureasa, un hexadímero que contiene níquel compuesto por dos subunidades diferentes (60 y 27 kDa; cuadro 76.1).37,38 la actividad enzimática de la ureasa se conserva entre todas las especies de Helicobacter conocidas39, y la estructura primaria de la ureasa muestra poca divergencia entre las cepas de H. pylori; estas características son consistentes con la hipótesis de que la ureasa es un factor necesario para el establecimiento de la infección crónica. De hecho, experimentos en ratones C57BL / 6 y ratones desnudos han demostrado que la actividad de la ureasa de H. pylori es absolutamente necesaria para una colonización exitosa.,40,41 además, la infección de macacos rhesus con H. pylori que produce bajos niveles de actividad de la ureasa resulta en la expansión de una subpoblación que expresa altos niveles de actividad de la ureasa.42
seis de los siete genes que componen el grupo de genes de la ureasa H. pylori incluyen: ureA y ureB codifican las subunidades estructurales de la ureasa, mientras que ureE, ureF, ureG y ureH codifican las proteínas accesorias necesarias para el ensamblaje y la inserción de Ni2+ requerida para formar la ureasa activa.43 la actividad de la ureasa aumenta de 10 a 20 veces a medida que el pH cae de 6.0 a 5.0, y luego permanece constante a un pH de 2.5.,La activación ácida de la ureasa citoplasmática está mediada por la expresión del tercer gen en el grupo de genes de la ureasa, ureI, que codifica un canal de urea activado por H+. UreI aumenta la permeabilidad de la membrana bacteriana a la urea en al menos 300 veces a medida que el pH del medio circundante se vuelve ácido,46 y la presencia de este canal de urea activado por ácido dentro de la membrana interna de H. pylori es necesaria para la utilización eficiente de la urea presente en el jugo gástrico., La UreA / B forma un complejo de membrana con UreI, y el ensamblaje de la apoenzima de la ureasa en la superficie de la membrana facilita el acceso de la urea a la ureasa dentro del citoplasma, lo que permite una rápida neutralización del espacio periplásmico.47 estos datos explican la necesidad absoluta de ureasa y UreI para la supervivencia de H. pylori a un pH medio inferior a 4,0, así como para la colonización exitosa de modelos animales.Gobert et al. han identificado una nueva función potencial para la ureasa. using H. pylori isogenic Deletion mutants and recombinant proteins in H. pylori:macrophage co-culture systems.,50 Estos investigadores determinaron que la regulación ascendente de la óxido nítrico sintasa inducible (NOS) y la liberación de óxido nítrico (NO), una molécula proinflamatoria, dependían de la expresión de ureA, lo que plantea la hipótesis de que la ureasa no solo puede ser necesaria para la producción de amoníaco, sino que también puede regular la inflamación.50
H. pylori puede alterar aún más el pH gástrico al aumentar la producción del huésped de la citocina proinflamatoria IL-1β, que tiene propiedades supresoras de ácido significativas. Estudios con H., los jerbos Mongoles infectados por pylori demostraron que la IL-1β de la mucosa gástrica aumenta después de 6-12 semanas de infección. Este aumento se corresponde con una disminución recíproca de la producción de ácido gástrico.La demostración de que la administración de un agonista recombinante del receptor de IL-1 normaliza la salida ácida implica que la IL-1β es un modulador clave de la secreción ácida.Los polimorfismos del huésped asociados con un aumento de la expresión de IL-1β se han relacionado con un aumento del riesgo de gastritis atrófica y adenocarcinoma gástrico.,52-56 los alelos de alta expresión de otra citocina proinflamatoria con propiedades supresoras de ácido, el TNF-α, también se asocian con un mayor riesgo de cáncer gástrico.53,55
para facilitar la locomoción dentro del moco gástrico y contrarrestar el peristaltismo, H. pylori posee cinco o seis flagelos polares que se componen de dos subunidades estructurales principales: Una FlaA de 53 kDa y una FlaB de 54 kDa.57,58 los genes que codifican estas dos flagelinas están ubicados en sitios distantes en el cromosoma H. pylori y son regulados transcripcionalmente por diferentes promotores.,57,59 la expresión de flaB y un gen que codifica un componente del aparato de exportación del cuerpo basal flagelar (flhA), alcanza su punto máximo temprano durante la fase de crecimiento bacteriano y precede a la expresión de flaA.60 la motilidad dependiente de Flagelina también está regulada a nivel post-transcripcional por un operón bicistrónico de H. pylori compuesto por neuA, que codifica una citidil monofosfato-n-acetilneuramínico sintetasa, y flmD, que codifica un supuesto gen de glicosil transferasa.La inactivación de la flmD resulta en un mutante de H. pylori defectuoso en la motilidad que es incapaz de glicosilar la FlaA.,61
el papel esencial tanto de la flaA como de la flaB en el establecimiento de una colonización persistente ha sido previamente demostrado por Eaton et al., que demostró que aflagellate H. pylori solo colonizó transitoriamente lechones gnotobióticos.59 estudios ultraestructurales han demostrado que el flagelo de H. pylori está cubierto por una vaina que es una extensión de la membrana externa bacteriana, lo que probablemente protege la estructura flagelar ácido-lábil del contenido gástrico.,62 Similar a la producción de ureasa, la motilidad es necesaria para la infección persistente y McGee y colegas han reportado que el FlbA, un componente del aparato de secreción flagelar que regula la biosíntesis flagelar, también Media la actividad de la ureasa;63 por lo tanto, el FlbA puede acoplar la producción de ureasa y la motilidad, fenotipos bacterianos que son necesarios para el establecimiento y mantenimiento de la colonización gástrica.
además de la motilidad, la quimiotaxis juega un papel importante en la capacidad de H. pylori Para establecer residencia dentro del estómago. H., pylori expresa cuatro receptores de quimiotaxis para detectar estímulos externos: TlpA, TlpB, TlpC y TlpD. TlpA es un receptor de arginina y bicarbonato de sodio y TlpB es necesario para los taxis pH. Actualmente, los activadores específicos para TlpC y TlpD son desconocidos.64,65 a diferencia de FlaA y FlaB, la pérdida de proteínas Tlp no altera los niveles de colonización en animales infectados de tipo silvestre. Las mutaciones en tlpB, sin embargo, resultan en una inflamación significativamente menor en ratones o jerbos infectados con C57BL/6.66,67
aunque la gran mayoría de H., pylori en los huéspedes colonizados son de vida libre, aproximadamente el 20% se unen a las células epiteliales gástricas.68 es probable que las propiedades de adherencia sean importantes para la adquisición de nutrientes del huésped y / o para la resistencia al desprendimiento de la capa de gel mucoso. La adhesión de H. pylori al epitelio gástrico es altamente específica in vivo y cuando H. pylori se encuentra en el duodeno, solo superpone Islas de metaplasia gástrica y no células de tipo intestinal.69 se han descrito varios ligandos de H. pylori y del huésped involucrados en la adherencia. Estos incluyen un 20 kDa H., hemaglutinina pylori codificada por hpa que se une a los componentes que contienen ácido siálico de las membranas de los eritrocitos70 y una proteína tipo S de exoenzima de 63 kDa que se une a la fosfatidiletanolamina y gangliotetraosilceramida in vitro.71-73h. pylori también puede unirse a ligandos no sialilados, que incluyen laminina, fibronectina, varios colágenos, sulfato de heparina, sulfatida y Factor 1 de trébol (tff1).74-79
otro producto de H. pylori relacionado con la adherencia es HopZ, y la inactivación del gen que codifica esta proteína disminuye drásticamente la capacidad de H. pylori para unirse a las células epiteliales gástricas in vitro.,80 de manera similar, la inactivación de genes que codifican AlpA y AlpB atenúa la Unión de H. pylori a las células epiteliales, indicando que estas moléculas funcionan como adhesinas.81 los genes que codifican HopZ, Alpa y AlpB están presentes en la mayoría, si no en todos, los aislados de H. pylori80, 81, lo que sugiere que pueden tener un papel importante en la colonización.
el antígeno O del lipopolisacárido de H. pylori (LPS) contiene diferentes antígenos de Lewis humanos, incluyendo Lewisx, Lewisy, Lewisa y Lewisb,82-84 y la inactivación de los genes bacterianos que codifican Lewisx y Lewisy resulta en una incapacidad de H., pylori para colonizar ratones, 85 sugiriendo que los antígenos de H. pylori Lewis también pueden mediar la adhesión (tabla 76.1). In vitro, la pre-incubación de H. pylori con anticuerpos monoclonales anti-Lewisx inhibe la Unión bacteriana a las células epiteliales gástricas.86,87 las cepas de H. pylori que expresan fuertemente Lewisx / y están asociadas con infiltración neutrofílica mejorada y densidades de colonización más altas que las cepas que solo expresan débilmente Lewisx / Y. 88 ya que los antígenos de H. pylori Lewis experimentan variación de fase (I.e.,, alteración aleatoria y reversible de alta frecuencia del fenotipo), 87, 89-92 un papel funcional para tales cambios en el fenotipo de Lewis puede ser el desprendimiento de H. pylori de las células epiteliales del huésped que posteriormente facilitaría la transferencia a un nuevo huésped.93
Los estudios que se han centrado en la adherencia de H. pylori al epitelio gástrico también han proporcionado insights mecanicistas a través de los cuales este organismo coloniza diferentes partes del estómago. Por ejemplo, Syder y sus colegas estudiaron el tropismo bacteriano en ratones transgénicos deficientes en células parietales secretoras de ácido.,94 ratones fueron colonizados durante 8 semanas con una cepa de H. pylori que expresa adhesinas reconocidas por los receptores epiteliales NeuAca2,3Galß1,4 glicanos. En ratones control, H. pylori mostró tropismo para mucosa gástrica que no contenía células parietales (por ejemplo, el límite entre el epitelio escamoso y el epitelio glandular proximal), y se encontró infiltración linfocítica preferentemente en esta área., En ratones con ablación genética de células parietales, las células progenitoras epiteliales sintetizaron NeuAca2, 3galß1, 4 glicanos, lo que fue acompañado por una expansión de la colonización bacteriana y agregados linfoides dentro del epitelio glandular.94 los estudios histopatológicos en sujetos humanos infectados han observado consistentemente que H. pylori se une a áreas particulares dentro del epitelio gástrico, y que la densidad bacteriana es mayor en la porción superior de las glándulas gástricas. Este patrón de colonización refleja la distribución de TFF1, y Clyne et al. mostró que H., pylori se une ávidamente a los dímeros TFF1, 95 sugiriendo que TFF1 puede actuar como un receptor para este organismo in vivo. Un componente específico de la mucina gástrica (α1,4-ligado N-acetilglucosamina o-glicano) que se limita a las regiones glandulares más profundas rara vez colonizado por H. pylori se ha demostrado que ejercen efectos antimicrobianos contra H. pylori in vitro mediante la inhibición de la biosíntesis de cholesteryl-D-glucopiranoside, que es un componente importante de la pared celular de H. pylori.96 estos hallazgos indican que el huésped ha desarrollado mecanismos para restringir H. pylori a ciertas regiones de la mucosa gástrica.
