76.2 colonização da Mucosa gástrica
acidez gástrica e peristalsia normalmente inibem a colonização bacteriana do estômago humano. No entanto, a seleção natural forneceu a H. pylori vários mecanismos para evitar estas defesas primárias e estabelecer uma infecção persistente dentro do nicho gástrico (quadro 76.1). Ingestão aguda de H., pylori no ser humano leva a hipocloridria transitória,31,32 mas em hospedeiros não tratados, a inibição microbiana-dependente da secreção ácida resolve-se em vários meses e o pH intraluminal diminui para dentro do intervalo normal.Em alguns indivíduos, a produção de ácido continua a aumentar, o que é provável que resulte de um aumento compensatório da gastrina sérica e de uma diminuição dos níveis de somatostatina na mucosa induzida pela inflamação gástrica.33-36
quadro 76.1. H., gastric epithelium/molecular mimicry
Another pH-altering mechanism within the H., o arsenal de pylori é a urease, um hexadímero contendo níquel composto por duas subunidades diferentes (60 e 27 kDa; quadro 76.1).37,38 Urease atividade enzimática é conservada entre todos os conhecidos Helicobacter espécies,39 e a estrutura primária da urease mostra pouca divergência entre cepas de H. pylori; estas características são consistentes com a hipótese de que a urease é um fator necessário para o estabelecimento da infecção crônica. De fato, experimentos em ratos nus e C57BL / 6 demonstraram que a atividade da urease de H. pylori é absolutamente necessária para uma colonização bem sucedida.,40,41 além disso, a infecção dos macacos rhesus com H. pylori produzindo baixos níveis de actividade da urease resulta na expansão de uma subpopulação que expressa elevados níveis de actividade da urease.42
Seis dos sete genes que compõem a urease de H. pylori gene cluster incluem: uréia e ureB codificam as subunidades estruturais da urease, enquanto ureE, ureF, ureG, e ureH codificar acessório de proteínas necessárias para a montagem e Ni2+ de inserção necessária para o formulário ativo urease.A actividade da Urease aumenta de 10 a 20 vezes à medida que o pH desce de 6,0 para 5,0, e depois permanece constante a um pH de 2,5.,44,45 a ativação ácida da urease citoplasmática é mediada pela expressão do terceiro gene no cluster genético da urease, ureI, que codifica um canal de ureia h+-gated. A UreI aumenta a permeabilidade da membrana bacteriana à ureia em pelo menos 300 vezes à medida que o pH do meio circundante se torna ácido 46 e a presença deste canal de ureia activado pelo ácido na membrana interna do H. pylori é necessária para uma utilização eficiente da ureia presente no Sumo gástrico., A ureia / B forma um complexo de membrana com UreI, e a montagem da apoenzima urease na superfície da membrana facilita o acesso da ureia à urease dentro do citoplasma, o que permite a neutralização rápida do espaço periplasmático.Estes dados explicam a necessidade absoluta da urease e da UreI para a sobrevivência de H. pylori a um pH médio inferior a 4,0, bem como para a colonização bem sucedida de modelos animais.48,49 uma nova função potencial para a urease foi identificada por Gobert et al. utilização de mutantes de eliminação isogénica de H. pylori e proteínas recombinantes em Sistemas de co-cultura de H. pylori:macrophage.,50 Esses pesquisadores determinaram que upregulation de inflamação induzida por óxido nítrico sintase (NOS) e liberação de óxido nítrico (NO), uma molécula pró-inflamatória, estavam dependentes de uréia expressão, levantando a hipótese de que a urease pode não só ser necessária para a produção de amoníaco, mas também pode regular a inflamação.50
H. pylori pode alterar ainda mais o pH gástrico aumentando a produção do hospedeiro da citocina pró-inflamatória IL-1β, que tem propriedades significativas supressoras do ácido. Estudos com H., os gerbos Mongóis infectados por pylori demonstraram que a mucosa gástrica IL-1β aumenta após 6 a 12 semanas de infecção. Este aumento corresponde a uma diminuição recíproca na produção de ácido gástrico.Demonstração de que a administração do agonista do receptor recombinante IL-1 normaliza a saída ácida implica o IL-1β como modulador chave da secreção ácida.Os polimorfismos hospedeiros associados ao aumento da expressão da IL-1β têm sido associados a um risco aumentado de gastrite atrófica e adenocarcinoma gástrico.,52-56 alelos de alta expressão de outra citoquina pró-inflamatória com propriedades supressoras do ácido, TNF-α, estão também associados a um risco aumentado de cancro gástrico.53,55
para facilitar a locomoção no muco gástrico e para neutralizar a peristalsia, H. pylori possui cinco ou seis flagelas polares que são compostas por duas subunidades estruturais principais: uma FlaA de 53 kDa e uma FlaB de 54 kDa.57,58 os genes que codificam estas duas flagelinas estão localizados em locais distantes do cromossoma H. pylori e são transcritivamente regulados por promotores diferentes.,57,59 expressão de flaB e um gene que codifica um componente do aparelho de exportação de corpo basal flagelar (flhA), atinge picos precoces durante a fase de crescimento bacteriano e precede a expressão de flaA.60 a motilidade dependente de Flagellin também é regulada a um nível pós-transcritional por um operão bicistrónico H. pylori composto por neuA, codificando um monofosfato de citidilo-n-acetilneuramínico ácido sintetase, e flmD, que codifica um gene putativo de glicosil transferase.A inactivação da dlml resulta num mutante H. pylori defeituoso e incapaz de glicosilar o FlaA.,61
O papel essencial tanto para a flaA como para a flaB no estabelecimento da colonização persistente foi previamente demonstrado por Eaton et al., who showed that aflagellate H. pylori strains only transitoriamente colonized gnotobiotic piglets.59 estudos Ultra-estruturais demonstraram que o flagelo H. pylori é coberto por uma bainha que é uma extensão da membrana exterior bacteriana, que provavelmente protege a estrutura flagelar acid-labile do conteúdo gástrico.,62 Semelhante a urease de produção, a mobilidade é necessária para a infecção persistente e McGee e colegas relataram que FlbA, um componente do flagellar secreção aparelho que regula a flagellar biossíntese, também medeia a actividade da urease;63 assim, FlbA de maio de casal urease de produção e motilidade bacteriana fenótipos que são necessárias para o estabelecimento e a manutenção da colonização gástrica.além da motilidade, a quimiotaxia desempenha um papel importante na capacidade de H. pylori para estabelecer residência no estômago. H., pylori expressa quatro receptores de quimiotaxia para sentir estímulos externos: TlpA, TlpB, TlpC e TlpD. O TlpA é um receptor para arginina e bicarbonato de sódio e o TlpB é necessário para os táxis de pH. Atualmente, os ativadores específicos para TlpC e TlpD são desconhecidos.64,65 ao contrário da FlaA e da FlaB, a perda de proteínas Tlp não altera os níveis de colonização em animais infectados de tipo selvagem. No entanto, as mutações na tlpB resultam numa inflamação significativamente menor nos ratinhos ou gerbils infectados com C57BL/6.66,67
embora a grande maioria de H., pylori em hospedeiros colonizados são livres, aproximadamente 20% se ligam às células epiteliais gástricas.68 propriedades de aderência são susceptíveis de ser importantes para a aquisição de nutrientes do hospedeiro e/ou para a resistência ao derramamento da camada de gel mucoso. A adesão de H. pylori ao epitélio gástrico é altamente específica in vivo e quando H. pylori é encontrado no duodeno, ele só cobre ilhas de metaplasia gástrica e não células do tipo intestinal.Foram descritos vários H. pylori e ligandos hospedeiros envolvidos na adesão. Estes incluem um 20 kDa H., hemaglutinina pylori codificada por hpa que se liga a componentes contendo ácido siálico dos membranas eritrocitários 70 e a uma proteína semelhante à exoenzima s de 63 kDa que se liga in vitro à fosfatidiletanolamina e à gangliotetraosilceramida.71-73H. pylori também pode se ligar a ligandos não-sialilados, que incluem laminina, fibronectina, vários colágenos, sulfato de heparina, sulfatida e fator de trefoil 1 (TFF1).74-79
outro produto relacionado com a aderência do H. pylori é o HopZ, e a inactivação do gene que codifica esta proteína diminui drasticamente a capacidade do H. pylori de ligar as células epiteliais gástricas in vitro.,Do mesmo modo, a inactivação dos genes que codificam AlpA e AlpB atenua a ligação de H. pylori às células epiteliais, indicando que estas moléculas funcionam como adesinas.81 os genes que codificam HopZ, AlpA e AlpB estão presentes na maioria, se não em todos, isolados de H. pylori,80,81 sugerindo que eles podem ter papéis importantes na colonização.
O-antígeno de H. pylori lipopolysaccharide (LPS) contém diferentes humano Lewis antígenos, incluindo Lewisx, Lewisy, Lewisa, e Lewisb,82-84 e a inativação de genes bacterianos de codificação Lewisx e Lewisy resulta em uma incapacidade de H., pylori para colonizar ratinhos, 85 sugerindo que os antigénios de Lewis de H. pylori também podem mediar a adesão (quadro 76.1). In vitro, a pré-incubação de H. pylori com anticorpos monoclonais Anti-Lewisx inibe a ligação bacteriana às células epiteliais gástricas.As estirpes de H. pylori que expressam fortemente Lewisx / y estão associadas a infiltração neutrofílica aumentada e densidades de colonização mais elevadas do que as estirpes que apenas expressam fracamente os antigénios de Lewisx/Y. 88, uma vez que os antigénios de H. pylori Lewis sofrem uma variação de fase (isto é,,,alteração aleatória e reversível de alta frequência do fenótipo), 87, 89-92 um papel funcional para tais mudanças no fenótipo de Lewis pode ser o desapego de H. pylori de células epiteliais hospedeiras que posteriormente facilitaria a transferência para um novo hospedeiro.93 estudos que têm focado na adesão de H. pylori ao epitélio gástrico também forneceram insights mecanísticos através dos quais este organismo coloniza diferentes partes do estômago. Por exemplo, o Syder e os colegas estudaram o tropismo bacteriano em ratinhos transgénicos deficientes em células parietais secrentes ao ácido.,Os ratinhos foram colonizados durante 8 semanas com uma estirpe H. pylori que expressa adesinas reconhecidas pelos receptores epiteliais NeuAca2,3Galß1 e 4 glicanos. Em ratos de controle, H. pylori exibiu tropismo para a mucosa gástrica que não continha células parietais (por exemplo, a fronteira entre o epitélio escamoso e o epitélio glandular proximal), e infiltração linfocítica foi encontrada preferencialmente nesta área., Em ratos com uma ablação genética de células parietais, as células progenitoras epiteliais sintetizaram NeuAca2, 3Galß1, 4 glicans, que foi acompanhada por uma expansão da colonização bacteriana e agregados linfóides no epitélio glandular.Estudos histopatológicos em seres humanos infectados têm consistentemente observado que o H. pylori se liga a determinadas áreas dentro do epitélio gástrico, e que a densidade bacteriana é maior na porção superior das glândulas gástricas. Este padrão de colonização espelha a distribuição de TFF1, e Clyne et al. mostrou que H., pylori liga-se avidamente a dimers TFF1,o que sugere que o TFF1 pode agir como um receptor para este organismo in vivo. Um componente específico de mucina gástrica (α1,4-vinculada N-acetylglucosamine O-glycan) que é confinado para o mais profundo regiões glandulares raramente colonizado por H. pylori tem-se mostrado exercer efeitos antimicrobianos contra o H. pylori in vitro, inibindo a biossíntese de cholesteryl-d-glucopyranoside, que é um dos principais H. pylori célula componente da parede.Estes achados indicam que o hospedeiro desenvolveu mecanismos para restringir H. pylori a certas regiões da mucosa gástrica.
