DEFENSAS ANTIOXIDANTES EN PLATHELMINTOS Curso de Biología Parasitaria 2007

PLATHELMINTOS - Organismos multicelulares - Ciclos de vida complejos: - 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 LIPIDOS PROTEÍNAS ADN CARBOHIDRATOS DAÑO CELULAR Daños en el DNA Ribosilación de poly ADP Alteración de la expresión genética Ruptura de ATP y NAD(P)(H) Bases de schiff AGEs (Advanced glycation end products) Lipoperoxidación Daños en las membranas Oxidación de grupos tioles Formación de grupos carbonilos Daños a los sistemas transportadores ionicos Inestabilidad para mantener gradientes iónicos normales Activación/Desactivación de varios sistemas enzimáticos DAÑO CELULAR

ESTRÉS DAÑO OXIDATIVO ALTAS CONCENTRACIONES DE EROs  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.

MECANISMOS ENZIMÁTICOS ● SUPERÓXIDO DISMUTASA (SOD) ● CATALASA ● GLUTATIÓN-S-TRANSFERASA (GST) ● SISTEMA GLUTATIÓN NADPH NADP+ Glutatión reductasa Glutarredoxina red ox Blancos Glutatión peroxidasa

Tiorredoxina reductasa Tiorredoxina peroxidasa MECANISMOS ENZIMÁTICOS ● SISTEMA TIORREDOXINA NADPH NADP+ Tiorredoxina reductasa Tiorredoxina red ox Blancos Tiorredoxina peroxidasa

Tiorredoxina glutatión reductasa Tiorredoxina peroxidasa NADPH NADP+ Blancos Tiorredoxina peroxidasa dominio TR Grx

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

ENZIMAS ANTIOXIDANTES EN LAS DIFERENTES CLASES DE PLATHELMINTOS - (CuZn)SOD: formas citosólica y secretadas MnSOD GPx Grx - GST - Sistema Tiorredoxina

ESTUDIOS DE RESISTENCIA AL ATAQUE OXIDATIVO Nare et al., 1990. Experimental parasitology, 70:389-397. ● El estadio adulto de S. mansoni es más resistentes al ataque oxidativo generado in vitro.

NIVELES DE ENZIMAS ANTIOXIDANTES Mei and LoVerde, 1997. Experimental Parasitology, 86:69-78. Nare et al., 1990. Experimental parasitology, 70:389-397. ● La mayor resistencia del estadio adulto al ataque oxidativo se correlaciona con niveles altos de enzimas antioxidantes.

LOCALIZACIÓN DE LAS ENZIMAS ANTIOXIDANTES ● Se inmunolocalizaron en el tegumento y en el apartato digestivo Mei and LoVerde, 1997. Experimental Parasitology, 86:69-78.

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

CONCLUSIONES ● 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. ● 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