defensina alfa

Las alfa-defensinas son una familia de péptidos defensinos de mamíferos pertenecientes a la subfamilia alfa. También se conocen como criptdinas y se producen en el intestino delgado . El término criptdina es una combinación de las palabras cripta y defensina .

Las defensinas son péptidos antimicrobianos catiónicos de 2 a 6 kDa, activos contra muchas bacterias Gram negativas y Gram positivas , hongos y virus con envoltura , ^{[ 2 ]} que contienen tres pares de enlaces disulfuro intramoleculares . Según su tamaño y patrón de enlaces disulfuro , las defensinas de mamíferos se clasifican en categorías alfa, beta y theta. Las alfa-defensinas, que se han identificado en humanos, monos y varias especies de roedores, son particularmente abundantes en neutrófilos , ciertas poblaciones de macrófagos y células de Paneth del intestino delgado.

Las defensinas se producen de forma constitutiva o en respuesta a productos microbianos o citocinas proinflamatorias . Algunas defensinas también se denominan corticostatinas, ya que inhiben la producción de corticosteroides estimulada por la corticotropina . El mecanismo por el cual las defensinas eliminan o inactivan los microorganismos no se comprende completamente. Sin embargo, se cree generalmente que la eliminación es consecuencia de la alteración de la membrana microbiana. La topología polar de las defensinas, con regiones cargadas e hidrofóbicas separadas espacialmente , les permite insertarse en las membranas fosfolipídicas , de modo que sus regiones hidrofóbicas quedan enterradas en el interior de la membrana lipídica y sus regiones cargadas (principalmente catiónicas) interactúan con los grupos de cabeza aniónicos de los fosfolípidos y el agua. Posteriormente, algunas defensinas pueden agregarse para formar poros con forma de canal; otras pueden unirse a la membrana microbiana y cubrirla como una alfombra. El resultado final es la alteración de la integridad y la función de la membrana, lo que finalmente conduce a la lisis de los microorganismos. Algunas defensinas se sintetizan como propéptidos, lo que podría ser relevante para este proceso. Las alfa defensinas del intestino del ratón se denominaron históricamente criptidinas cuando se descubrieron por primera vez.

Los péptidos HNP-1, HNP-2 y HNP-3 están codificados por dos genes, DEFA1 y DEFA3, localizados en el cromosoma 8 , posición 8p23.1. DEFA1 y DEFA3 codifican péptidos idénticos, excepto por la conversión del primer aminoácido de alanina en HNP-1 a ácido aspártico en HNP-3 ; HNP-2 es una isoforma truncada en el extremo N-terminal que carece del primer aminoácido. Los péptidos de neutrófilos humanos se encuentran en las arterias ateroscleróticas humanas , inhiben el metabolismo de las LDL y la fibrinólisis, y promueven la unión de Lp(a) . ^{[ 3 ]}

Al igual que otras alfa-defensinas, las criptdinas son péptidos catiónicos pequeños, de 32 a 36 aminoácidos de longitud. Poseen 6 cisteínas conservadas que forman una estructura de tres enlaces disulfuro con una disposición de pares de cisteínas característica de las alfa-defensinas. Las criptdinas también presentan una estructura secundaria y terciaria dominada por una lámina beta de tres hebras. La topología resultante de esta estructura es una forma globular anfipática en la que los extremos se aparean frente a un polo que incluye un grupo de residuos catiónicos. ^{[ 4 ]}

Secuencias de las principales α-defensinas humanas: ^{[ 5 ]}

Los genes que codifican las criptidinas se localizan en el brazo proximal del cromosoma 8 del ratón. Son similares a otros genes de alfa-defensinas entéricas, ya que presentan una estructura de dos exones . El primer exón codifica un péptido señal canónico N-terminal y una región pro que está presente en el precursor de la criptidina. El péptido maduro procesado está codificado por el segundo exón , que está separado del primero por un intrón de aproximadamente 500 pb . ^{[ 6 ]}

Las criptidinas, biosintetizadas como precursores que poseen una proregión N-terminal aniónica, se empaquetan en los gránulos secretores orientados apicalmente de las células de Paneth. Durante este proceso, y posiblemente después, los precursores son escindidos por la metaloproteinasa de matriz-7 (matrilisina; MMP-7 ). Como resultado de esta proteólisis, la forma madura C-terminal se libera de la proregión. ^{[ 7 ]}

Con la capacidad de eliminar bacterias grampositivas y gramnegativas, hongos, espiroquetas y algunos virus con envoltura, las criptidinas se clasifican como péptidos antimicrobianos de amplio espectro. Aunque es la menos expresada de las seis isoformas, la criptidina-4 es la más bactericida. Las procriptidinas, sin embargo, no son bactericidas y, por lo tanto, requieren la degradación de la región pro por la MMP-7 para su activación. En respuesta a antígenos bacterianos, las células de Paneth liberan sus gránulos secretores en la luz de las criptas intestinales. Allí, las criptidinas, junto con otros péptidos antimicrobianos expresados ​​por las células de Paneth, contribuyen a la inmunidad innata de la mucosa entérica al limpiar la cripta intestinal de posibles patógenos invasores. ^{[ 8 ]}

Inicialmente, los péptidos de alfa-defensina humana se aislaron de los neutrófilos y, por lo tanto, se denominan péptidos de neutrófilos humanos. ^{[ 9 ]} Los péptidos de neutrófilos humanos también se conocen como α- defensinas .

Las alfa-defensinas derivadas de neutrófilos humanos (HNP) son capaces de potenciar la fagocitosis por macrófagos de ratón. Se ha informado que las HNP1-3 aumentan la producción de factor de necrosis tumoral (TNF) e IL-1, a la vez que disminuyen la producción de IL-10 por monocitos. Es probable que los niveles elevados de factores proinflamatorios (p. ej., IL-1, TNF, histamina y prostaglandina D2) y los niveles reducidos de IL-10 en el sitio de la infección microbiana amplifiquen las respuestas inflamatorias locales. Esto podría verse reforzado por la capacidad de algunas alfa-defensinas humanas y de conejo para inhibir la producción de glucocorticoides inmunosupresores al competir por la unión de la hormona adrenocorticotrópica a su receptor. Además, las alfa-defensinas humanas pueden potenciar o suprimir la activación de la vía clásica del complemento in vitro al unirse al complemento C1q en fase sólida o fluida, respectivamente. La capacidad de las defensinas para mejorar la fagocitosis, promover el reclutamiento de neutrófilos, aumentar la producción de citocinas proinflamatorias, suprimir los mediadores antiinflamatorios y regular la activación del complemento sugiere que las defensinas regulan positivamente las defensas inflamatorias innatas del huésped contra la invasión microbiana.

Las defensinas neutrófilas humanas 1, 3 y 4 se encuentran elevadas en los aspirados nasales de niños con infección por adenovirus de origen natural. ^{[ 10 ]} En un estudio pequeño, se detectó un aumento significativo en los niveles de alfa-defensina en los lisados ​​de células T de pacientes con esquizofrenia ; en pares de gemelos discordantes, los gemelos no afectados también presentaron un aumento, aunque no tan elevado como el de sus hermanos enfermos. ^{[ 11 ]}

El ensayo antibacteriano Virtual Colony Count se desarrolló originalmente para medir la actividad de las seis alfa defensinas humanas en la misma microplaca . ^{[ 12 ]}

Las criptdinas son productos proteicos de una familia relacionada de genes altamente polimórficos que se expresan específicamente en las células de Paneth del ratón en la base de las criptas intestinales. ^{[ 19 ]} Se caracterizaron por primera vez como productos de ADNc derivados del ARN del intestino delgado del ratón. Hasta la fecha, se han descrito más de 25 transcritos que codifican criptdinas. A pesar de la expresión de un número relativamente grande de isoformas de criptdina, solo se han aislado 6 criptdinas a nivel proteico. La nomenclatura convencional etiqueta las isoformas como criptdinas-1 a -6 en orden de descubrimiento. Las estructuras primarias de las isoformas de criptdina son altamente homólogas. La mayoría de las diferencias entre las isoformas radican en la identidad de los residuos en los extremos N y C.

• Defensina
  • α-defensina
  • β-defensina
  • θ-defensina
• Criptdin