DEFENSAS ANTIOXIDANTESDEFENSAS ANTIOXIDANTES

EN PLATHELMINTOSEN PLATHELMINTOS

Curso de Curso de Biología ParasitariaBiología Parasitaria

20072007

PLATHELMINTOS PLATHELMINTOS

- Organismos multicelulares

- Hábitat variados: - intestino- vasos sanguíneos- órganos linfáticos- varios

- Ciclos de vida complejos: - varios estadios de desarrollo- migración tisular

PREVALENCIA GLOBAL DE INFECCIÓN POR HELMINTOS HUMANOS

Parásito Estimación

Helmintos intestinales 1/3 población mundial

Esquistosomas 200-300 millones

Parásitos filariales >150 millones

DEFENSA DEL HUÉSPED CONTRA LA INFECCIÓN

ESPECIES REACTIVAS DEL OXÍGENO Y DEL NITRÓGENO

BLANCOS DE LAS EROs

DAÑO CELULARDAÑO CELULAR

Daños en el DNADaños en el DNA

Ribosilación deRibosilación depoly ADPpoly ADP

Alteración de laAlteración de laexpresión genéticaexpresión genética

Ruptura de ATPRuptura de ATPy NAD(P)(H)y NAD(P)(H)

Bases de schiffBases de schiff

AGEsAGEs(Advanced glycation (Advanced glycation

end products)end products)

LipoperoxidaciónLipoperoxidación

DañosDaños en las en las

membranasmembranas

Oxidación de grupos tiolesOxidación de grupos tiolesFormación de grupos Formación de grupos carboniloscarbonilos

Daños a los sistemas Daños a los sistemas transportadores ionicostransportadores ionicos

Inestabilidad para Inestabilidad para mantener gradientes mantener gradientes

iónicos normalesiónicos normales

Activación/Desactivación de Activación/Desactivación de varios sistemas enzimáticosvarios sistemas enzimáticos

LIPIDOS PROTEÍNAS ADN CARBOHIDRATOS LIPIDOS PROTEÍNAS ADN CARBOHIDRATOS

Si los EROs no son neutralizados o sus efectos reparados puede

producirse la muerte del organismo

Por lo tanto todos los organismos aeróbicos han desarrollado

sistemas antioxidantes enzimáticos y no enzimáticos para prevenir

o reparar el daño oxidativo.

ALTAS CONCENTRACIONES

DE EROs

ESTRÉSOXIDATIVO

DAÑO OXIDATIVO

● SUPERÓXIDO DISMUTASA (SOD)

MECANISMOS ENZIMÁTICOS

● CATALASA

● GLUTATIÓN-S-TRANSFERASA (GST)

● SISTEMA GLUTATIÓN

NADPH

NADP+

GlutatiónGlutatiónreductasareductasa

GlutarredoxinaGlutarredoxina

red red

ox ox

Blancos

red

ox

GlutatiónGlutatión

red

ox

redox Glutatión Glutatión peroxidasaperoxidasa

MECANISMOS ENZIMÁTICOS

● SISTEMA TIORREDOXINA

NADPH

NADP+

Tiorredoxina Tiorredoxina reductasareductasa TiorredoxinaTiorredoxina

red red

ox ox ox

red

Blancos redox

Tiorredoxina Tiorredoxina peroxidasaperoxidasa Blancos

red

ox

TIORREDOXINA GLUTATIÓN REDUCTASA

Tiorredoxina Tiorredoxina glutatión glutatión reductasareductasa

TiorredoxinaTiorredoxina

red red

ox ox

NADPH NADP+

Blancos

red

ox

Tiorredoxina Tiorredoxina peroxidasaperoxidasa Blancos

red

oxdominioTR

dominioGrx

DEFENSA DEL HUÉSPED CONTRA LA INFECCIÓN

LOS PARÁSITOS ESTÁN MUY BIEN ADAPTADOS

AL ESTRÉS OXIDATIVO

- alta expresión de enzimas antioxidantes

- alta concentración de estas enzimas en la interfase huésped-parásito:

- Productos de excreción/secreciones

- Superficie de los parásitos

- (CuZn)SOD: formas citosólica y secretadas

- MnSOD

- GPx

- Grx

- GST

- Sistema Tiorredoxina

ENZIMAS ANTIOXIDANTES EN LAS ENZIMAS ANTIOXIDANTES EN LAS

DIFERENTES CLASES DE PLATHELMINTOSDIFERENTES CLASES DE PLATHELMINTOS

● El estadio adulto de S. mansoni es más resistentes al ataque oxidativo

generado in vitro.

Nare et al., 1990. Experimental parasitology, 70:389-397.

ESTUDIOS DE RESISTENCIA AL ATAQUE OXIDATIVO

NIVELES DE ENZIMAS ANTIOXIDANTES

Nare Nare et alet al., 1990.., 1990. Experimental parasitology, 70:389-397.Experimental parasitology, 70:389-397.

Mei and LoVerde, 1997. Experimental Parasitology, 86:69-78.Mei and LoVerde, 1997. Experimental Parasitology, 86:69-78.

● La mayor resistencia del estadio adulto al ataque oxidativo se correlaciona con niveles altos de enzimas antioxidantes.

●● Se inmunolocalizaron en el Se inmunolocalizaron en el tegumentotegumento y en el y en el apartato digestivoapartato digestivo

Mei and LoVerde, 1997. Experimental Parasitology, 86:69-78.Mei and LoVerde, 1997. Experimental Parasitology, 86:69-78.

LOCALIZACIÓN DE LAS ENZIMAS ANTIOXIDANTES

Esto sugiere que la resistencia es mediada por las defensas antioxidantes presentes en los juveniles de F. hepatica y a su vez que estas defensas se deben localizar en las membranas o ser secretadas al medio de cultivo para poder así conferir protección

Experimentos realizados con juveniles de F. hepatica incubados en conjunto con schistosómulas vuelven resistentes a estas últimas frente al ataque oxidativo generado

ESTUDIOS REALIZADOS CON F. hepatica

● Las enzimas antioxidantes prometen ser buenos blancos para vacunas mediante:- Inmunización con enzimas purificadas- Diseño de drogas dirigidas al sitio activo de la enzima que permitan la inhibición selectiva de dicha enzima

CONCLUSIONESCONCLUSIONES

● Los niveles de enzimas antioxidantes en plathelmintos se han correlacionado positivamente con la capacidad de supervivencia de los mismos frente a los EROs generados por el huésped.

● Los niveles de enzimas antioxidantes son regulados a lo largo del ciclo de desarrollo del parásito y parece ser que se encuentran influenciados por:- Hábitat parasitado- Metabolismo energético en los diferentes estadios- Presión inmunológica

● Las distintas clases de helmintos presentan diferentes tipos y niveles de expresión enzimática.