2.2.2 Otras hemolisinas relacionadas con El Tor de las especies de Vibrios
Varios estudios han informado de que otras especies de Vibrios como V. mimicus, V. vulnificus y V. fluvialisalso producen hemolisina que comparte algunas características estructurales comunes con HlyA .
V. mimicus, una especie estrechamente relacionada con V. cholerae, es un agente causante de gastroenteritis humana . Las cepas patógenas de V. mimicusexhiben diversos síntomas clínicos, desde diarrea acuosa hasta disentería . Este patógeno produce muchos tipos de factores de virulencia, como la enterotoxina de tipo CT y la enterotoxina termoestable, con Vm-TDH como factor causal en algunas cepas clínicas. Sin embargo, la mayoría de las cepas clínicas carecen de la capacidad de producir cualquiera de estas toxinas. Se cree que la hemolisina/citolisina termolábil (V. mimicushemolysin; VMH) es el factor enteropatógeno virulento más común. De hecho, la VMH induce la FA en un asa ileal de conejo ligada de manera dependiente de la dosis, y el anticuerpo contra la VMH aparentemente reduce la enterotoxicidad por V. mimicus en las células vivas . Estos hallazgos indican que la VMH está potentemente relacionada con la patogénesis de este patógeno. La actividad enterotóxica de VMH podría deberse a la secreción intestinal de Cl- causada por la activación de los sistemas de secreción de Cl- dependientes del Ca2+ y del AMP cíclico . Al igual que la HlyA, se ha indicado que la VMH es también una toxina formadora de poros. Esta toxina puede alterar varios eritrocitos de mamíferos, incluyendo bovinos, conejos, ovejas, humanos y ratones, de manera coloide-osmótica, y muestra la mayor sensibilidad para los eritrocitos de caballo.
La VMH codificada por el vmhAgene se predice como de 83 kDa con un 82% de similitud con la V. choleraeHlyA. La VMH también se secreta como un precursor de 80 kDa conocido como pro-VMH , que luego se convierte en la toxina madura de 66 kDa mediante la eliminación del propéptido N-terminal por la proteasa tipo tripsina de V. mimicusb entre los residuos de aminoácidos Arg151 y Ser152 . Se ha asumido que la VMH podría ser procesada en una reacción de dos pasos al igual que la HlyA y la pro-toxina puede ser activada por varias proteasas como la tripsina, la quimotripsina y la metaloproteasa . Al igual que la variante de 50 kDa de HlyA, la VMH madura puede convertirse en 51 kDa de VMH (designada VMH51) mediante la eliminación de 15 kDa del extremo C-terminal por la metaloproteasa de V. mimicus. La VMH51 casi no mostró actividad lítica hacia los eritrocitos del caballo porque perdió la afinidad de unión hacia la membrana del eritrocito. Sin embargo, la VMH51 puede asociarse con las membranas de los eritrocitos de las ovejas, aunque la afinidad es reducida en comparación con la VMH intacta, lo que sugiere que la toxina truncada interactúa con otros componentes de la membrana de los eritrocitos de las ovejas. Podría concluirse que el dominio C-terminal de 15 kDa de VMH es funcionalmente similar al dominio de lectina β-prisma de HlyA.
V. fluvialisis uno de los patógenos transmitidos por los alimentos que puede causar síntomas clínicos similares a V. cholerae. V. fluvialissecreta una hemolisina similar a la de El Tor, diseñada como V. fluvialishemolysin (VFH), que puede provocar la lisis de los eritrocitos de varios animales. Además de la actividad hemolítica, la VFH también puede desencadenar citotoxicidad hacia las células de ovario de hámster chino (CHO) y la inducción de la acumulación de líquido en el ratón lactante. La VFH purificada tiene un peso molecular de 63 kDa, cuya secuencia de aminoácidos N-terminal comparte homología con la HlyA de V. cholerae y la VMH de V. mimicus. Se sospecha que VFH podría desempeñar un papel importante en la patogenicidad de V. vulnificus.
V. vulnificus se aisló por primera vez de una úlcera en la pierna, y se informó erróneamente como V. parahaemolyticus. Más tarde, se descubrió que algunos caracteres eran diferentes de los de V. parahaemolyticus, como la fermentación positiva de la lactosa, por lo que posteriormente se denominó V. vulnificus. V. vulnificuspuede causar dos tipos de enfermedad, la septicemia primaria y la infección de heridas. La primera destaca por su elevada tasa de mortalidad (más del 50%). La septicemia primaria está causada por el consumo de mariscos crudos, especialmente mariscos como las ostras, contaminados por V. vulnificus, y se informa de que el 95% de todas las muertes relacionadas con los mariscos están causadas por V. vulnificus en los Estados Unidos. Dado que la mayoría de los pacientes con septicemia tienen una enfermedad subyacente como la cirrosis hepática, la hepatitis o la diabetes, la septicemia por V. vulnificus se considera una infección oportunista. Los síntomas clínicos característicos de las infecciones de las heridas son el edema, el eritema o la necrosis, y se producen tras la exposición a agua de mar o productos marinos contaminados. Sin embargo, los síntomas gastrointestinales como la diarrea son muy raros debido a la infección por V. vulnificus. V. vulnificus produce varios factores de virulencia extracelulares como la hemolisina o la proteasa. La hemolisina secretada por V. vulnificus, denominada V. vulnificushemolisina (VVH), es también una toxina que puede formar un poro en las membranas de varios mamíferos. La VVH purificada muestra actividad lítica contra eritrocitos de varios mamíferos y células cultivadas como CHO, mastocitos y células endoteliales pulmonares. Además, se ha informado de que las dosis sublíticas de hemolisina pueden desencadenar la vía de señalización apoptótica en la línea de células endoteliales vasculares humanas, las células ECV304 , y la oligomerización de VVH es esencial para la actividad apoptótica en las células CHO .
El precursor de VVH (VvhA) tiene un peso molecular de 51 kDa codificado por el gen de estructura vvhA, que constituye un operón con el gen vvhB. El gen vvhB está presente aguas arriba de vvhA y codifica la proteína VvhB de 18 kDa. El precursor de VvhA se compone de un péptido señal (20 residuos de aminoácidos) y un dominio de citolisina (Gln1 a Arg318) que incluye una putativa pre-región y un dominio de lectina tipo β-prisma (His319 a Leu451) (Figura 1); la pro-región y el dominio de lectina tipo β-prisma están ausentes en comparación con el precursor de HlyA . Aunque la función de VvhB es desconocida, podría actuar como chaperón en ausencia de la pro-región como HlyA. Esta especulación se ve apoyada por el hecho de que aunque VvhA se expresa en ausencia de vvhBin vitro, no se puede detectar la actividad hemolítica . Aunque el VVH carece del dominio de lectina β-prisma, el dominio de lectina β-trefoil ha mostrado capacidad de unión a glicerol, N-acetil-D-galactosamina y N-acetil-D-lactosamina, a diferencia de HlyA . De hecho, la VVH muestra una menor capacidad de unión a las células CHO cuando se preincuba con metil-beta-ciclodextrina, un oligosacárido, y, por tanto, una inhibición de su efecto citotóxico . Al igual que en el caso de la HlyA, se cree que el monómero de VVH se une a la membrana celular y forma oligómeros, y la estructura cristalina del dominio de lectina β-trefoil de VVH revela una disposición de anillos heptaméricos. Se sugiere fuertemente que el colesterol es el receptor del VVH y facilita la conversión del monómero en oligómero . Además, se ha informado de que Thr438 en el dominio de lectina β-trefoil es responsable de la unión al colesterol . Por otra parte, Phe334 en el dominio de citolisina que se encuentra cerca de la unión de dos dominios es esencial para la oligomerización del monómero de la toxina . Además, se ha demostrado que la mutación de Leu451 provoca la inhibición de la actividad hemolítica sin reducir la capacidad de unión a la membrana; esto sugiere que la Leu451 es esencial para la formación del oligómero . Recientemente, un estudio demostró que propiedades como la polaridad y el anillo de indol del aminoácido Trp246 son esenciales para la unión de la toxina a la membrana objetivo . Se supone que el proceso hemolítico de la VVH es casi similar al de la HlyA, aunque hay algunas diferencias en la función y la estructura de la VVH.
Se ha informado de que una hemolisina termolábil purificada a partir de V. tubiashii, un patógeno de los bivalvos juveniles, es similar a la VVH . Al igual que la VVH, esta toxina ha mostrado una inhibición competitiva por el colesterol y puede lisar eritrocitos. Además, la toxina exhibe citotoxicidad para las células de hígado de CHO, Caco-2 y Atlantic menhaden en cultivo de tejidos.
V. damselahas sido reportado como causante de la infección de heridas por la manipulación del pescado, la exposición al agua de mar y los animales marinos, y la ingestión de mariscos crudos . Se ha considerado que no existe ninguna otra hemolisina en esta bacteria, excepto una hemolisina con actividad de fosfolipasa D conocida como damselisina . Recientemente, se ha informado de que esta bacteria posee una hemolisina similar a la HlyA codificada en un nuevo plásmido de virulencia pPHDD1. Las características de esta nueva hemolisina similar a la HlyA de V. damsela aún no se han identificado, pero las secuencias de aminoácidos predichas muestran un 69% de similitud con la HlyA de V. cholerae, faltando el dominio similar a la lectina β-prisma (Figura 1) .