Exotoxină

Informațiile prezentate nu sunt sfaturi medicale și este posibil să nu fie corecte. Conținutul are doar scop ilustrativ și nu înlocuiește sfatul medicului: citiți avertismentele .

Exotoxina este un tip de toxină bacteriană.

Exotoxinele se găsesc în extracte de celule și mediu de cultură; sunt proteine în natură și principala lor caracteristică este că au profiluri de acțiune foarte diferite. Ca aproape toate proteinele, ele sunt termosensibile și, prin urmare, sunt rapid inactivate de căldură prin denaturarea structurii lor moleculare. Sunt proteine solubile uneori glicozilate. Acestea sunt ușor inactivate chimic și, odată inactivate, iau numele de TOXYIDS sau ANATOXINS. Exotoxinele constau din două părți: o parte toxică A și o parte B care acționează ca o legătură cu peretele celular.

Acestea sunt împărțite în trei grupuri, pe baza tipului de acțiune desfășurată:

Neurotoxine : interferează cu transmiterea normală a impulsurilor nervoase.
Citotoxinele : atacă enzimatic celulele gazdă, ucigându-le.
Enterotoxine : prin stimulare anormală sunt responsabile de funcționarea anormală a celulelor tractului gastro-intestinal.

Exotoxine care acționează la nivelul structurilor suprafeței celulare

Reprezentată de toxina exfoliativă și toxinele hemolitice sau citolitice .

Toxina exfoliativă : produsă de Staphylococcus aureus , cauza fundamentală a așa-numitului sindrom cutanat pseudos stafilococic . Patologia esențială a bolii implică o extensie variabilă a suprafeței pielii. Afectează sugarii sau copiii din copilăria foarte timpurie și leziunea fundamentală își găsește momentul patogenetic în acțiunea toxinei exfoliative care, prin fluxul sanguin, reușește să ajungă, răspândindu-se prin capilarele dermului, stratul granular al epidermei în care toxina este fixă.

Toxine hemolitice : includ o primă serie de toxine, al căror prototip este reprezentat de hemolizina alfa a Staphylococcus aureus . Unii au niște tioli esențiali pentru activitatea lor și sunt proteine monomerice care polimerizează pe membrana celulelor sensibile, formând oligomeri tubulari care se inserează în porțiunea lipidică a membranei, provocând formarea de pori care modifică profund schimburile celulare cu mediul. moartea lor.

O a doua serie de toxine hemolitice, care acționează probabil cu același mecanism, prezintă o serie de secvențe nonapeptidice bogate în glicină care conferă toxinei proprietatea de a lega ionii de calciu divalenți, care sunt esențiali pentru activitatea toxinei în sine. Acestea joacă un rol important în patologia extra-intestinală susținută de această bacterie.

Exotoxine care acționează prin modificarea conținutului intracelular al AMP ciclic

Toxinele care acționează prin modificarea conținutului intracelular al AMP-c acționează cu două mecanisme fundamentale. Un prim grup de toxine acționează prin modificarea funcționalității proteinelor G , o familie de proteine implicate în cascadele așa-numiților „al doilea mesageri” care folosesc schimbul de guanozin difosfat ca un comutator molecular pentru a porni sau opri unele reacții biochimice în interior. celula, dintre care unele controlează reglarea activității adenilat ciclazei. Acestea produc enzime ADP-ribozilante care acționează prin detașarea nicotinamidei din NAD și transferarea porțiunii rămase la o proteină țintă. În celula eucariotă, ADP-ribozilarea reprezintă mecanismul fiziologic al modificării post-translaționale a unor proteine și este acționată de enzime care provoacă poli-ADP-ribozilare datorită adăugării unui lanț, adesea ramificat, caracterizat prin numeroase molecule de ADP- riboză . Toxinele bacteriene care acționează cu acest mecanism sunt, pe de altă parte, enzime mono-ADP-ribozilante. Exemple sunt toxina holerei, toxina termolabilă Escherichia coli , toxina pertoxică și toxina difterică. Toxina enterotoxigenică a holerei și toxina termolabilă de la Escherichia coli sunt produse de bacterii care se localizează în intestinul subțire. Al doilea grup de toxine se caracterizează printr-o activitate adenilat-ciclază intrinsecă și, prin urmare, sunt capabili să sintetizeze autonom AMP-c odată ce ajung la celula țintă. Exemplele sunt reprezentate de adenilat ciclază / hemolizină produsă de Bordetella pertussis și de așa-numitul factor de edem al antraxului.

Exotoxine care acționează prin inhibarea sintezei proteinelor celulare

Principalele exemple de exotoxine care acționează prin inhibarea sintezei proteinelor celulare sunt reprezentate de toxina difterică, toxina A Pseudomonas aeruginosa și toxina Shiga.

Toxina difterică produsă de Corynebacterium diphtheriae reprezintă principalul instrument patogen. Infecția cu difterie este localizată în faringe și bacteria nu prezintă nicio tendință de răspândire, chiar dacă reacția distructivă a celulelor mucoase și reacția exudativ-inflamatorie consecventă pot fi foarte intense și pot împiedica serios respirația. Gena tox , care codifică toxina, este transcrisă în condiții de stres cu deficit de fier. Toxina se difuzează în organism și se leagă cu porțiunea C-terminală de receptorii glico-proteici larg difuzați în celulele animale unde este scindată de proteaze membranare în componentele A și B care rămân unite printr-o punte disulfură. Toxina este introdusă în celulă prin endocitoză mediată de receptor și, după ce puntea disulfură este perturbată de substanțe reductoare intra-celulare, componenta A este translocată în citosol prin membrana veziculei endocitice. Componenta A are o activitate catalitică ADP-ribozilantă . Ținta activității ADP-ribozil-transferază a componentei A a toxinei difterice este reprezentată de factorul de alungire 2 (EF-2) care intervine în sinteza lanțului peptidic la nivelul de translocație pe ribozom. Complexul EF-2-ADP-riboză rezultat este inactiv și, prin urmare, sinteza proteinelor este blocată, ducând la moartea celulară.

Exotoxine citotoxice prin acțiune asupra citoscheletului

Acestea acționează ca monoglucozil-transferaze și cele două componente distincte care le formează se reunesc doar pe suprafața celulei țintă. Ei au o activitate catalitică ADP-ribozil-transferază și au ca țintă specifică actina citoscheletului celular. Un exemplu este toxina C2 Clostridium botulinum . Un alt exemplu de toxine active pe citoschelet este un grup de toxine care includ factorul citotoxic necrotizant (CNF) produs de Escherichia coli în două varietăți de antigeni: CNF-1 care acționează asupra oamenilor și animalelor, CNF-2 care acționează asupra rumegătoarelor. Această toxină vizează o GTPază (proteină rho) care controlează activitatea unor proteine G care reglează semnalizarea citoscheletală. CNF blochează capacitatea GTPazei de a hidroliza GTP în PIB și, prin urmare, capacitatea de a dezactiva proteinele G provocând modificări morfo-funcționale severe care duc la moartea celulară.

Exotoxina antraxului

Alcătuit din 3 componente:

factor de edem : este activat în prezența calmodulinei , determinând o creștere netă a concentrației intracelulare de AMP-c și o serie de perturbări metabolice consecvente.
antigen protector : reprezintă componenta B (legare) a toxinei care este atacată de proteaze membranare care detașează un fragment de aproximativ 20 kD, dezvăluind o porțiune a moleculei care reprezintă un „receptor” capabil să permită ancorarea factorului edem și factor letal. Toxina este apoi introdusă în celulă.
factor letal : capabil să omoare animalul experimental, este o metallo-protează capabilă să atace unele kinaze care intervin în cascadele de semnale induse de diverși stimuli de membrană.

Exotoxină tetanică

Sporii Clostridium tetani pot germina dând naștere formelor vegetative care, deși cu o putere invazivă modestă, produc o toxină extrem de activă care, răspândindu-se în organism prin sânge și urcând centripet de-a lungul nervilor periferici, ajunge la sistemul nervos central , unde blochează impulsurile inhibitoare ale contracției musculare reflexe, provocând o serie de spasme generalizate care afectează simultan atât mușchii flexori cât și cei extensori ( paralizie spastică ) cu consecințe care pot fi grave. Toxina tetanică are o singură configurație antigenică. La liza bacteriei se eliberează un singur lanț peptidic de aproximativ 150 kD.

Exotoxină botulinică

Sporii Clostridium botulinum pot contamina diverse alimente în care pot germina, dând naștere unor forme vegetative care produc o toxină foarte puternică, care, în ciuda faptului că este distrusă prin expunerea la 80 ° C timp de 30 de minute (prin urmare, nu poate fi prezentă în mod adecvat în conservele sterilizat) este relativ rezistent la sucurile gastrice și este absorbit în intestin (este deci o otrăvire alimentară ) și se răspândește în tot corpul, împiedicând eliberarea acetilcolinei la nivelul sinapsei colinergice a joncțiunilor neuro-musculare. Se cunosc cel puțin 7 antigeni distincti ai toxinei botulinice și este sintetizată ca o singură peptidă care este apoi împărțită în 2 fragmente H și L ținute împreună de o punte disulfură.

Exotoxine care acționează ca „superantigene

Exemple sunt „ enterotoxinele stafilococice ”, care datorează, de asemenea, cel puțin o parte din acțiunea lor toxică deținerii unei activități enzimatice specifice sau capacității de a implica organe îndepărtate de locul de interacțiune cu membranele mucoase. Acestea se caracterizează în principal prin capacitatea de a interacționa cu limfocitele T , stimulând „activarea” populației relative de celule.