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¿Existe una fuente no bacteriana de lipopolisacridos?

¿Existe una fuente no bacteriana de lipopolisacridos?



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Me pregunto si existen otras fuentes no bacterianas de LPS. Según tengo entendido, los lipopolisacridos (LPS) son componentes del prospecto externo de las bacterias gramnegativas, pero ¿existen otras fuentes de LPS como los hongos?


Sí hay.

Se han encontrado lipopolisacridos en eucariotas. El ejemplo más famoso son las algas verdes del género Clorella.

Según Armstrong et al., (2002):

Los lipopolisacáridos (LPS) son componentes ubicuos de la valva externa de la membrana externa de todas las bacterias gramnegativas y son los principales productos tóxicos de estos organismos (1). El ancla de la membrana del LPS es el lípido A, una unidad central de fosfodisacárido que está unida a múltiples cadenas de ácidos grasos hidroxi. LPS también contiene el nuevo azúcar, ácido 3-desoxi-D-manooctulosónico (KDO). Aunque generalmente se cree que está restringido a procariotas, específicamente las eubacterias gramnegativas y las cianobacterias (2), recientemente se ha informado de un eucariota, el alga verde Chlorella sp., cepa NC64A. (enfatiza el mío)

Además, para más información sobre LPS en eucariotas, consulte Evidencia histoquímica de lipopolisacárido (endotoxina) en eucariotas.

Fuente:

  • Armstrong, P., Armstrong, M., Pardy, R., Child, A. y Wainwright, N. (2002). Demostración inmunohistoquímica de un lipopolisacárido en la pared celular de un eucariota, el alga verde, Chlorella. The Biological Bulletin, 203 (2), págs.203-204.

Investigación in vitro de las posibles actividades inmunomoduladoras y anticancerígenas de la pimienta negra (Piper nigrum) y el cardamomo (Elettaria cardamomum)

Aunque los efectos inmunomoduladores de muchas hierbas se han estudiado extensamente, la investigación relacionada con los posibles efectos inmunomoduladores de varias especias es relativamente escasa. Aquí, se investigan los posibles efectos inmunomoduladores de la pimienta negra y el cardamomo. Nuestros datos muestran que los extractos acuosos de pimienta negra y cardamomo mejoran significativamente la proliferación de esplenocitos de una manera sinérgica dependiente de la dosis. Los experimentos de ensayo de inmunoabsorción ligado a enzimas revelan que la pimienta negra y el cardamomo mejoran y suprimen significativamente, respectivamente, la liberación de citocinas T helper (Th) 1 por los esplenocitos. Por el contrario, la liberación de citocinas Th2 por los esplenocitos es significativamente suprimida y mejorada por la pimienta negra y el cardamomo, respectivamente. La evidencia experimental sugiere que los extractos de pimienta negra y cardamomo ejercen funciones proinflamatorias y antiinflamatorias, respectivamente. De manera constante, la producción de óxido nítrico por los macrófagos aumenta y reduce significativamente con la pimienta negra y el cardamomo, respectivamente. Sorprendentemente, es evidente que los extractos de pimienta negra y cardamomo mejoran significativamente la actividad citotóxica de las células asesinas naturales, lo que indica sus posibles efectos anticancerígenos. Nuestros hallazgos sugieren fuertemente que la pimienta negra y el cardamomo ejercen funciones inmunomoduladoras y actividades antitumorales y, por lo tanto, se manifiestan como agentes naturales que pueden promover el mantenimiento de un sistema inmunológico saludable. Anticipamos que los componentes de la pimienta negra y el cardamomo pueden usarse como herramientas terapéuticas potenciales para regular las respuestas inflamatorias y prevenir / atenuar la carcinogénesis.


Introducción

Los biopolímeros son producidos por organismos vivos y son sintetizados por enzimas de procesamiento que unen componentes básicos como azúcares, aminoácidos o ácidos grasos hidroxi para producir moléculas de alto peso molecular. Las bacterias pueden sintetizar varias clases de estos biopolímeros, como polisacáridos (compuestos de azúcares y / o ácidos de azúcar conectados por enlaces glicosídicos), poliamidas (compuestos de aminoácidos conectados por enlaces peptídicos), poliésteres (compuestos de hidroxiácidos grasos unidos por enlaces éster). ) y polifosfatos (poliP compuestos por fosfatos inorgánicos unidos por enlaces anhídrido). Durante décadas, los esfuerzos científicos se han centrado en comprender las vías de biosíntesis de los polímeros bacterianos debido a su participación en la patogenicidad y persistencia bacterianas. Estas sustancias poliméricas pueden funcionar como moléculas de almacenamiento, como capas capsulares protectoras que rodean las células y como componentes principales de la matriz de las biopelículas, que están involucradas en el 60-80% de todas las infecciones bacterianas humanas 1,2,3. Sin embargo, la investigación sobre las propiedades fisicoquímicas de los biopolímeros también arroja luz sobre su utilidad para aplicaciones médicas e industriales. Los recientes avances en biología sintética y métodos de bioingeniería permitieron la producción de biopolímeros innovadores con usos o aplicaciones potenciales en medicina (por ejemplo, hialuronato como biomaterial), como aditivos en productos cosméticos, como aditivos en alimentos (por ejemplo, xantano y dextrano) y como biopoliésteres en envases 4,5,6. El diseño racional de las fábricas de células productoras de biopolímeros ha atraído cada vez más la investigación y el interés comercial.

Aunque la síntesis de biopolímeros consume energía química y nutrientes, las bacterias la mantienen, ya que los biopolímeros les permiten persistir y crecer en una amplia gama de condiciones a menudo desfavorables, incluida la exposición a las respuestas inmunitarias del huésped durante la infección. Estos polímeros tienen diversas funciones biológicas, como adhesión, almacenamiento o protección de energía, y su síntesis se regula en respuesta a estímulos ambientales 7. Sus propiedades fisicoquímicas son importantes para los comportamientos bacterianos, como la translocación, la adhesión a superficies bióticas o abióticas, la invasión, la protección y la persistencia. Por ejemplo, las bacterias producen sustancias poliméricas extracelulares, que es un término general que se refiere a varias sustancias poliméricas bacterianas que se enredan en una matriz que encierra las células bacterianas. La producción de sustancias poliméricas extracelulares es fundamental para la formación de biopelículas, que son comunidades microbianas altamente estructuradas 2,8 y una de las formas de vida más persistentes en la Tierra. Dado que la formación de biopelículas es el sello distintivo de muchas infecciones crónicas 2,9, se ha realizado una gran cantidad de investigaciones para comprender el papel de los biopolímeros bacterianos en la formación de biopelículas y en la patogénesis. Dichos biopolímeros bacterianos y su biosíntesis y funciones biológicas proporcionan dianas para desarrollar nuevos fármacos antibacterianos.

Por otro lado, una amplia investigación se ha centrado en aprovechar las propiedades materiales únicas de los polímeros bacterianos, como la celulosa 10, el dextrano 11, el xantano 12 y los poliésteres 13, en la producción industrial para usos médicos y técnicos. En las últimas décadas, la secuenciación del genoma y las técnicas moleculares avanzadas han generado un gran conjunto de datos que no solo brindan información sobre el papel de los polímeros bacterianos en la patogénesis, sino también para la ingeniería de bacterias como fábricas de células que producen materiales biológicos hechos a medida. Dichos materiales renovables y biodegradables podrían reemplazar los materiales básicos a base de aceite y también impulsarían el desarrollo de nuevos biomateriales de alto valor para proporcionar soluciones para necesidades médicas insatisfechas, ya que a menudo son inherentemente biocompatibles 14. Esta revisión destaca los avances recientes en nuestra comprensión de los biopolímeros bacterianos, reflejando su función biológica y su uso como materiales de base biológica.


Paisaje del tracto respiratorio superior

El tracto respiratorio superior (URT) comprende las fosas nasales anteriores, la cavidad nasal, los senos nasales, la nasofaringe, la trompa de Eustaquio, la cavidad del oído medio, la cavidad oral, la orofaringe y la laringe. La cavidad nasal está dividida en meato inferior, medio y superior mediante tres cornetes nasales [3, 33] (fig. 1a). En esta revisión nos centramos en los microbiomas de las fosas nasales anteriores, la cavidad nasal, los senos nasales y la nasofaringe y su importancia en la salud humana.

El tracto respiratorio superior (a) y sus senos paranasales (B). a URT con diferentes sitios típicos de muestreo de microbiomas (UN naris anterior, MM meato medio, O olfatorio y nasofaringe) y el revestimiento nasal, comenzando con 1 epitelio cutáneo no queratinizado en las fosas nasales seguido de diferentes tipos de epitelio, 2 epitelio escamoso sin microvellosidades, 3 epitelio de transición con células ciliadas, 4 epitelio columnar pseudoestratificado con células ciliadas, 5 epitelio columnar pseudoestratificado con muchas células ciliadas. B Senos de la cavidad nasal.

El URT proporciona muchas funciones fisiológicas importantes, como filtrar, calentar y humidificar el aire inhalado [3, 34]. Como la cavidad nasal está en contacto constante con el entorno externo, actúa como una transición física que forma una interfaz entre el entorno externo y el tracto gastrointestinal y respiratorio inferior [3, 33]. Otras funciones son la detección olfativa y las tareas inmunológicas importantes, incluida la detección inmediata de patógenos, como la detección de lactonas bacterianas por los receptores gustativos [32, 35,36,37,38].

La cavidad nasal está revestida por diferentes tipos de epitelio, proporcionando diferentes micro-nichos (Fig. 1a): la naris anterior comienza con un epitelio similar a la piel no queratinizado (1), transformándose en células epiteliales escamosas estratificadas sin microvellosidades (2), seguido por el epitelio de transición con microvellosidades cortas (3), antes de la transición hacia el meato medio con su epitelio columnar pseudoestratificado (4 y 5, meato medio) [32, 33, 35]. Los sitios de muestreo más comunes para los análisis del microbioma nasal son las fosas nasales anteriores (AN), el meato medio (MM) y la nasofaringe [9, 12, 29, 31] (Fig. 1a).

Las superficies en el narinas anteriores y el vestíbulo nasal son relativamente secos en comparación con otras áreas URT. Estas partes experimentan la mayor exposición al ambiente externo y contienen glándulas sebáceas (ver más abajo) y vibrisas (cabello). Estos pelos atrapan partículas grandes (& gt 3 μm) del aire inhalado, mientras que las partículas pequeñas (0,5–3 μm, incluidos los microorganismos) son capturadas por una capa de mucosidad que fluye que cubre toda la cavidad nasal [32, 33, 35, 39].

los meato medio es adyacente al vestíbulo nasal. Como recibe drenaje de los senos etmoides anterior, maxilar y frontal, esta área es de interés para muchos estudios de microbiomas [32]. los nasofaringe se caracteriza por muchas criptas y pliegues, y su pared está dominada por epitelio escamoso estratificado queratinizado y no queratinizado y epitelios ciliados pseudoestratificados [40].

Los senos maxilar, etmoidal, esfenoidal y frontal son cavidades emparejadas llenas de aire dentro del esqueleto facial, que son importantes para la humidificación y el calentamiento del aire inhalado (fig. 1b). Están recubiertos de epitelio cilíndrico ciliado, que produce moco que se transporta a la cavidad nasal [41]. Estos drenajes crean micronichos locales con poblaciones microbianas específicas dentro de la cavidad nasal [42] (Fig. 2). Otro nicho interesante para los estudios del microbioma es el zona olfativa, ya que estudios recientes indicaron una posible correlación de la función olfativa con la composición taxonómica del microbioma nasal local [43]. El área olfativa se encuentra en el techo de la cavidad nasal [33].

Micrografía electrónica de barrido del moco nasal de un sujeto sano que presenta diversas estructuras (flechas rojas apuntar a estructuras de tipo bacteriano, flechas amarillas mostrar áreas con flema nasal)


Estructura y composición

  1. Un fosfolípido llamado Lípido A incrusta en una capa de lipopolisacárido en el prospecto exterior. También conocida como endotoxina, es responsable de los efectos tóxicos (fiebre y shock). Generalmente, no se libera hasta la muerte de una célula.
    Excepción: Neisseria meningitidis, que produce en exceso fragmentos de la membrana externa.
  2. Un polisacárido central de cinco azúcares unidos a través del cetodesoxi-octonato (KDO) al lípido A.
  3. Antígeno O: Un polisacárido externo que consta de hasta 25 unidades repetidas de 3-5 azúcares. Estos son de naturaleza hidrofílica. El antígeno O es muy variado entre especies.
    Ejemplo: E. coli O157: H7 que causa intoxicación alimentaria y síndrome urémico hemolítico. Los antígenos O se utilizan para identificar determinados organismos en los laboratorios de microbiología. Los antígenos O son tóxicos y explican parte de la virulencia de ciertas bacterias gramnegativas.

Nota: El LPS es termoestable y no fuertemente inmunogénico, por lo que no se puede convertir en un toxoide.


Endotoxinas Vs Exotoxinas

Los microorganismos como las bacterias y los hongos producen sustancias tóxicas que aumentan la infección y las enfermedades dañando los tejidos del huésped y perturbando el sistema inmunológico. La toxina bacteriana natural más potente y conocida es la neurotoxina botulínica, que tiene usos esenciales en la investigación y la ciencia médica. En la actualidad, las toxinas se utilizan como herramientas en biología celular y neurobiología para desarrollar fármacos contra el cáncer y otros medicamentos. Las toxinas de las bacterias actúan como factores de virulencia que influyen en las funciones de la célula huésped para ayudar a las infecciones microbianas. Las toxinas producidas a partir de bacterias pueden ser endotoxinas o exotoxinas. Estas toxinas juegan un papel fundamental en el desarrollo de diversas enfermedades e infecciones.

Endotoxinas

Las endotoxinas son sustancias tóxicas lipopolisacáridos que forman parte de la membrana externa de las bacterias gramnegativas. Generalmente, se libera cuando la bacteria muere, o cuando el sistema inmunológico realiza la lisis celular debido a la acción de la digestión fagocítica o acciones antibióticas específicas. Se encuentra en el cuerpo de las siguientes especies de bacterias:


La clave para el éxito de los rsquos y remedios herbales puede estar en las bacterias

uzen-taiho-to, también conocido como shi quan da bu tang, es una de las fórmulas a base de hierbas más populares en China y Japón y es utilizada en Occidente por practicantes de la medicina tradicional asiática. Una nueva investigación sugiere que los efectos estimulantes del sistema inmunológico del remedio se deben, al menos en parte, a las bacterias que crecen en las raíces de una de las hierbas componentes de la fórmula.

"Ha habido mucha investigación sobre juzen-taiho-to en Asia, y también ha atraído la atención de la comunidad médica occidental", dijo Kriti Kalpana, candidata a doctorado en Hunter College de la City University of New York, quien realizó la investigación. "Definitivamente se la conoce como una formulación que estimula el sistema inmunológico y creemos que observar los componentes uno por uno puede ayudarnos a comprender mejor sus efectos".

Kalpana presentará la investigación en la Reunión Anual de la Sociedad Estadounidense de Bioquímica y Biología Molecular durante la Biología Experimental 2016.

Juzen-taiho-to es una formulación centenaria cuyo nombre significa "gran decocción tonificante con todo incluido". Sus 10 hierbas componentes incluyen canela, ginseng, regaliz y una variedad de otras raíces y hongos que se muelen en un polvo fino y se consumen como un caldo similar al té.

Para investigar la fuente de la actividad de estimulación inmunológica de la formulación, Kalpana y sus colegas se concentraron en su ingrediente más potente, Angelica sinensis, una planta indígena china conocida como "ginseng femenino". Los intentos de identificar la actividad inmunoestimuladora de la planta en sí llevaron al equipo a callejones sin salida. Entonces, ampliaron la búsqueda utilizando una técnica conocida como metagenómica, que les permitió detectar compuestos activos tanto en la planta como en los microbios que crecen en ella.

Los resultados revelaron colonias de bacterias Rahnella aquatilis que crecen en las raíces de Angélica. Una investigación más cercana mostró que Rahnella llevaba en su superficie una colección de moléculas grandes conocidas como lipopolisacáridos. Son estas moléculas, y específicamente un componente de ellas conocido como lípido A, las que parecen ser responsables de los poderosos efectos inmunoestimuladores de las bacterias.

Al aislar los lipopolisacáridos y el lípido A y someterlos a una serie de pruebas de detección, el equipo confirmó que las moléculas son potentes inmunoestimulantes con baja toxicidad.

"Nuestro estudio refuerza la creciente conciencia de las 'bacterias buenas' y sus beneficios para la salud", dijo Kalpana. "Este tipo de bacteria, en este contexto, parece no ser tóxico, seguro de usar y efectivo para ayudarlo a combatir las enfermedades".

Sin embargo, parece que no todos los juzen-taiho-to son iguales. Al probar varias marcas diferentes de la formulación, los investigadores encontraron concentraciones muy diferentes de la bacteria Rahnella y sus potentes compuestos. A diferencia de los procesos utilizados para crear medicamentos occidentales, existe poca estandarización en la preparación de remedios herbales como resultado, los tipos y la cantidad de bacterias en las raíces de una planta pueden variar según sus condiciones de crecimiento, país de origen o los métodos utilizados para cosechar. y procesarlo.

"Existe mucha preocupación sobre la seguridad y eficacia de las medicinas a base de hierbas. Nuestro estudio, junto con muchos otros, muestra que las medicinas a base de hierbas de diferentes fabricantes pueden tener propiedades y efectos muy diferentes", dijo Kalpana.

El equipo planea investigar más a fondo si es posible extraer los compuestos activos o producir el remedio a base de hierbas de manera que pueda ofrecer una actividad de refuerzo inmunológico con mayor confiabilidad.

Kalpana presentará los hallazgos durante la reunión de Biología Experimental 2016 el martes 5 de abril.


Los científicos logran un avance significativo en la comprensión de los norovirus que causan gastroenteritis

Un gran avance anunciado esta semana por científicos de la Facultad de Medicina de la Universidad de Southampton conducirá a una mayor comprensión de los norovirus, la causa más común de gastroenteritis no bacteriana en todo el mundo.

Tradicionalmente se ha sabido muy poco sobre la biología de los norovirus debido a la dificultad de cultivar y manipular estos patógenos en el laboratorio. Ahora, el equipo de Southampton, con la ayuda de colegas de la Universidad de Otago y la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington, ha ideado un sistema para manipular el genoma del norovirus murino (MNV) que afecta a los roedores. Este avance conducirá a una mayor comprensión de cómo funcionan estos patógenos y, se espera, conducirá a formas de controlarlos.

Los norovirus humanos, que están estrechamente relacionados con el norovirus murino, son responsables de extensos brotes de diarrea y vómitos en cruceros, hoteles, escuelas y hospitales. Se estima que hasta un millón de casos de infección por norovirus ocurren anualmente en el Reino Unido.

"Ha sido extremadamente difícil trabajar con los norovirus humanos ya que no existe un sistema de cultivo celular para propagar estos virus y, como resultado, se sabe muy poco sobre su biología", comenta el profesor Ian Clarke, que dirige el Grupo de Virus en Southampton.

«En ausencia de un sistema de cultivo celular, el MNV es un sustituto del estudio de los norovirus humanos. Este estudio representa la culminación de una búsqueda de investigación de diez años en Southampton para obtener la recuperación de un norovirus vivo a partir de su ácido nucleico ”.

El equipo de Southampton incluía a los doctores Vernon Ward, Christopher McCormick, Omar Salim y Paul Lambden y al profesor Clarke. Junto con los doctores Larissa Thackray, Christiane Wobus y Skip Virgin de la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington, idearon una forma novedosa de introducir una copia completa del ADN del genoma del ARN del MNV en células humanas cultivadas en el laboratorio. Esto permitió la recuperación por primera vez de partículas virales funcionales intactas del cultivo de tejidos humanos. También usaron su sistema para mutar el virus para poder identificar una secuencia que es esencial para la replicación viral.

Su sistema de genética infecciosa inversa será una herramienta esencial para comprender la replicación y la biología molecular de este y los norovirus humanos y ayudará en el desarrollo de antivirales destinados a controlar las infecciones.

El trabajo, que fue financiado a través de una subvención del proyecto Wellcome Trust, se publica esta semana en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias (EE. UU.).

Fuente de la historia:

Materiales proporcionados por Universidad de Southampton. Nota: El contenido puede editarse por estilo y longitud.


Proteoglicano frente a glicoproteína

Un proteoglicano es un subtipo de glicoproteína que se encuentra en las membranas celulares dentro del moco y el tejido conectivo; a veces se le llama mucoproteína. Una mucoproteína está compuesta de proteínas centrales unidas covalentemente a glicosaminoglicanos (GAG).

Un GAG es una cadena de moléculas de disacárido (azúcar simple) repetidas. La siguiente estructura muestra parte de la matriz del cartílago, un área donde los glicanos son extremadamente prolíficos.

Cualquier compuesto que contenga azúcares (carbohidratos) unidos a otras sustancias químicas se clasifica dentro del vasto grupo de glicoconjugados. Los glicoconjugados se pueden separar adicionalmente en glicoproteínas, glicopéptidos, peptidoglicanos, glicolípidos y lipopolisacáridos. Este artículo no incluye conjugados de carbohidratos y lípidos. Como hemos visto en proteoglicanos frente a glucoproteínas, los proteoglicanos son una subcategoría de glucoproteínas.

Los peptidoglicanos o mureínas se encuentran solo en bacterias. Estos carbohidratos conjugados se encuentran en la pared celular y no contienen proteínas sino cadenas de aminoácidos muy cortas (oligopéptidos). Ayudan a las bacterias a mantener su forma y también ayudan al transporte pasivo (ósmosis) a través de la pared celular bacteriana.


Tratamiento

A menudo, las infecciones bacterianas se resuelven rápidamente, incluso sin tratamiento. Sin embargo, muchas infecciones bacterianas deben tratarse con antibióticos recetados. También es posible que necesite cuidados de apoyo para efectos como fiebre, dolor, hinchazón, tos o deshidratación.

Las infecciones bacterianas no tratadas pueden extenderse o persistir, causando importantes problemas de salud. Si bien es poco común, las infecciones bacterianas no tratadas pueden incluso poner en peligro la vida.

Antibióticos

La selección de antibióticos se basa en el tipo de bacteria involucrada. La mayoría de los antibióticos actúan contra más de un tipo de bacteria, no contra todas.

Hay diferentes formas de tomar antibióticos. Están disponibles para tomar por vía oral, tópicamente (superficialmente, en la piel o en los ojos) e intravenosa (IV).

Si está usando un antibiótico recetado, asegúrese de usarlo según las indicaciones. Por ejemplo, no use un antibiótico cutáneo en los ojos. Y es importante que tome su medicamento durante toda la duración de la terapia prescrita.

Cuidados de apoyo

Su médico puede recetarle analgésicos o antiinflamatorios para reducir el dolor y la hinchazón de su infección bacteriana. Si tiene fiebre, su médico también puede recomendarle medicamentos para bajarla. Los antiinflamatorios no esteroides (AINE) a menudo reducen la fiebre, la hinchazón y el dolor.

Si tiene una tos dolorosa, su médico puede recomendarle medicamentos contra la tos. Y es posible que necesite líquidos por vía intravenosa si se está deshidratando.

Drenaje

Si tiene un absceso, es posible que deba someterse a un tratamiento quirúrgico. Este puede ser un procedimiento simple para un absceso superficial en la piel. Un absceso ubicado profundamente en el cuerpo, como en los intestinos o en el cerebro, puede requerir extirpación con intervención quirúrgica.

Una palabra de Verywell

Es probable que tenga algunas infecciones bacterianas a lo largo de su vida. Estas infecciones pueden causar una amplia gama de síntomas y efectos. Algunos pueden empeorar y causar una enfermedad grave.

Su médico puede diagnosticar una infección bacteriana basándose en una serie de características clínicas, así como en pruebas de diagnóstico. A veces, estas infecciones requieren medicamentos recetados. Nunca es una buena idea usar un antibiótico "por si acaso" tiene una infección bacteriana o reutilizar una receta anterior; su infección podría empeorar si usa el medicamento incorrecto, o podría desarrollar resistencia bacteriana si usa el medicamento innecesariamente.