Estructura model d'una selenoproteïna
Estructura química de la selenocisteïna
Les selenoproteïnes són un tipus de proteïna les seqüències peptídiques de les quals incorporen un o més residus de selenocisteïna.
La selenocisteïna es considera l'aminoàcid número vint-i-u. Presenta una estructura semblant a la cisteïna, on el sofre és substituït per un àtom de seleni. La inserció de la selenocisteïna en la proteïna és duta a terme per un mecanisme especial en el que hi intervé un codó UGA (que normalment és un codó aturador) i la presència de l'element SECIS en la seqüència de l'RNA missatger.
Estructura model d'una selenoproteïna |
Estructura química de la selenocisteïna |
|
|
Hèlix + Loop + SECIS core + Hèlix + Loop
Al core s'hi troben 4/5 nucleòtids conservats. |
 |
CERCA DE SECIS PER ESTRUCTURA
Es pot provar de rastrejar el DNA amb un programa que, donada la seqüència d'un UTR, busqui regions que es poden plegar d'una determinada manera.
Ex.: Patscan (en la imatge anterior, punt B), cal fixar quines estructures, elements i bases han de trobar-se conservats i el programa dóna la probabilitat de que una determinada regió es plegui d'aquesta manera.
El resultat d'aquest screening en Drosophila va donar 35000 SECIS possibles quan, enrealitat, Drosophila només té uns 15000 gens. Evidentment això no és possible, ja que la informació que dóna el programa són només prediccions, regions que es podrien plegar d'aquesta manera.
Si es té en compte com a condició l'energia de Gibbs, és a dir, que només doni estructures que siguin estables termodinàmicament, la cerca s'acota fins a uns 1200 SECIS possibles.
Tot i així, aquesta solució no és suficientment bona. El problema rau en determinar acuradament què defineix un SECIS.
CERCA DE SECIS ASSOCIATS A TGA
Com que les selenoproteïnes tenen un element SECIS i un codó TGA, es busquen a la seqüència SECIS associats a TGA que puguin interrompre una pauta de lectura. Per això s'usen programes que:
Fent això i seguint amb l'exemple anterior de Drosophila, es van predir 3 selenoproteïnes reals.
D'altra banda, és interessant el cas de SPS2.-, un cas especial ja que es tracta d'un gen que participa al metabolisme de selenoproteïnes i és també una selenoproteïna. Es va trobar comparant seqüències de selenoproteïnes conegudes amb el genoma de Drosophila, utilitzant el programa tBLASTn, que permet fer cerques de similaritat entre seqüències d'aminoàcids i de DNA. Es va veure com la selenocisteïna de SPS2 corresponia a un TGA del DNA.
El problema que planteja rastrejar el DNA, a part d'acotar i definir bé la cerca, és que una seqüència d'una selenoproteïna pot tenir un TGA com a codó de terminació.
 |
Imatge: SelH. En blau s'han representat els exons predits. En vermell i blau s'han representat els exons reals, que en la predicció s'havien interpretat com a codó terminació un TGA que en realitat es correspon amb una selenocisteïna |
Les prediccions computacionals no són 100% segures i, pel simple fet de ser prediccions, poden no ser considerades suficientment robustes. Es van realitzar experiments que demostressin que les SelG (= SelK) i SelM (=SelH) realment ho eren, ja que havien estat predites computacionalment com a selenoproteïnes.
Es van marcar amb Se radioactiu i es van purificar. A continuació s'exposen els resultats. A l'esquerra, el gel mostra com hi ha captació de Se. A la dreta, s'aprecia expressió durant el desenvolupament embrionari de Drosophila i es comprova com aquesta hi és ubiqua.
 |
 |
| Arbre de filogènies | Taxonomia de T.vaginalis |
 |
|
| Paràsit | T.tenax | T.hominis | T.vaginalis |
| Regió d'infecció | cavitat bucal | tracte digestiu | aparell urogenital |
Zones anatòmiques afectades pels tres tipus de paràsits del gènere Tricomonas.
| MORFOLOGIA A continuació ens centrarem en T.vaginalis, de la qual només se'n coneix la fase de trofozoït. És la més gran de les tres espècies, podent arribar als 30µ de diàmetre (per norma general oscil·len entre 7 i 20µ). Té una forma oval o de pera; és a dir: piriforme. Presenta cinc flagels que el doten de mobilitat: quatre d'ells anteriors i de moviment lliure i un recurrent, sense extrem lliure, que s'elonga al llarg del terç anterior formant el que s'anomena membrana ondulant. Al nucli s'inicia l'axostil, una estructura hialina i prima en forma de sabre que atravessa longitudinalment el paràsit fins arribar a la part posterior. Oposada a l'axostil, presenta una costa no ondulant. Situats en tres fileres paral·leles al costat d'ambdues estructures, hi ha una gran quantitat de sideròfils: grànuls situats paracostal i paraaxostilarment, carents de peroxisomes (s'ha comprovat que es tracta de grànuls catalassa negatius) i productors d'hidrogenosomes. A la imatge de la dreta, podem observar que T.vaginalis té un nucli excèntric, desplaçat al pol anterior, envoltat d'una membrana porosa (recordem que es tracta d'un organisme eucariota) on la cromatina s'hi distribueix de manera uniforme. El seu citoesquelet està compost per tubulina i fibres d'actina. |
 |
METABOLISME
Tot i que s'engloba dins el regne eucariòtic, es tracta d'un organisme molt primitiu i, en alguns aspectes, presenta diferències significatives respecte a altres eucariotes, sobretot pel que fa en l'obtenció d'energia. En relació amb aquest aspecte, es caracteritza per contenir hidrogenosomes: orgànuls envoltats de fibronectina que, igual que les mitocòndries, s'encarreguen de realitzar oxidacions fermentatives per obtenir energia. S'ha pogut comprovar que són morfològicament susceptibles a ferro i calasina (proteïna que destrueix els microfilaments present en el cicle menstrual).
| MECANISMES D'INFECCIÓ Hi ha bàsicament tres vies de transmissió descrites:
En dones infecta la vagina i la uretra, mentre que el seu hàbitat en homes són les vesícules seminals, la próstata i la uretra. Allà s'hi adhereix i s'alimenta per fagocitosi de bacteris, leucòcits, eritròcits i cèl·lules en descamació. El seu mecanisme de reproducció es basa en la fissió binària sense desaparició de la membrana, tal i com s'observa en les imatges inferiors. |
Esquema: cicle vital de Trichomonas vaginalis |
 |
 |
| Esquema: reproducció assexual per fissió | Imatge: fissió logitudinal en Trichomonas vaginalis |
MECANISMES PATOGÈNICS
La majoria de les soques presenten una baixa patogenicitat. Això afavoreix un elevat percentatge d'individus infectats, ja que la majoria romanen asimptomàtics.
S'ha vist que la relació amb l'hoste s'inicia per mecanismes d'adhesió cel·lular que provoquen un canvi en la morfologia i producció de pseudopòdes en el paràsit. Hi trobem implicades:
CP30: proteinasa de cisteïna de 30kDa present en T.vaginalis necessària per l'adhesió a la vagina i l'ectocèrvix. És un enzim immunogènic de les secrecions vaginals que degrada fibronectina, col·làgen IV i hemoglobina, entre d'altres proteïnes.
AP65, AP51, AP33, AP23 i AP120: molècules proteïques presents a la superfície oposada de la membrana ondulant del paràsit (també anomenades adhesines). S'uneixen a receptors específics i a carbohidrats presents en la matriu extracel·lular de la cèl·lula hoste. Aquest mecanisme depèn del temps, pH i temperatura i també, en el cas d'AP120, d'elevades concentracions de ferro.
Microfilaments: en contacte amb el lloc d'unió a l'epiteli vaginal.
A continuació, es produeix una reacció citotòxica. Tot i que es desconeix com es desenvolupa el mecanisme amb exactitud, sembla ser que la proteinasa de cisteïna de 65kDa (CP65) és una de les mol·lècules implicades. S'activa en els límits del pH vaginal, degradant fibronectina i col·làgen IV. És immunogènica en individus infectats.
Mitjançant aquests dos processos, el trofozoït provoca en l'hoste degeneració i destrucció de l'epiteli vaginal, sobretot del cèrvix, seguits d'una reacció inflamatòria (per la presència de, sobretot, polimorfonucleats) que provocaran lesions en la mucosa (hemorràgies, edemes i infiltrats leucocitaris, plaques eritematoses descrites'en maduixa') i generant erosións i descamacions que produiran l'exsudat característic. És per tots aquests motius que la tricomonosi pot predisposar a patir carcinoma de cèrvix. Cal tenir en compte que les dones embarassades, són especialment susceptibles a la infecció, ja que el pH de la vagina oscil·la entre 4-4'5, fet que dificulta la parasitació; però un cop s'ha produït, T. vaginalis provoca una alcalinització pujant-lo fins a valors de 5-6.
QUADRE CLÍNIC
La Tricomonosi és la malatia de transmissió sexual d'orígen no viral amb més incidència en la població. Cal remarcar que existeixen diferències entre ambdós sexes: per norma general la infecció sol presentar-se asimptomàtica en homes i simptomàtica aguda o crònica en dones. També pot donar-se la desaparició dels símptomes, tot i la persistència de la infecció.
El període d'incubació es troba entre 5 i 30 dies. En dones infectades provoca vaginitis i entre els signes que solen presentar-se trobem disúria, i leucorrea hialina i espumosa a l'inici (podent-se tornar lletosa o purulenta i fètida). En etapes més avançades, la infecció cursa amb prurit vulvovaginal, dolor intens i localitzat i l'anteriorment mencionat 'coll en maduixa' a la zona del cèrvix. Són freqüents la sobreinfecció bacteriana com a resultat de l'expulsió de gasos per la vagina, dispareunia, anafrodisia i, en ocasions, nicturia i insomni. Els símptomes es poden intensificar dies abans o després de la menstruació. Les complicacions que s'han descrit en la dona infectada van des de la presència d'abcessos perinefrítics fins a problemátiques en nounats en casos d'infeccions durant el part (naixements prematurs, nadons amb baix pes, increment de la mortalitat infantil...) passant per la predisposició a patir càncer de cèrvix, pneumònies, bronquitis i lesions orals.
Pel que fa als homes infectats que presenten símptomes, aquests solen cursar amb uretritis, prostatitis o epididimitis amb escassa secreció transuteral. S'han donat casos d'esterilitat irreversible com a conseqüència de la infecció.
DIAGNÒSTIC
El paràsit es pot aïllar d'exsudat vaginal i/o orina en dones, i de líquid seminal, prostàtic i/o orina, en el cas dels homes; ja que pot restar viable fins a 24h en orina. L'aïllament és, per tant, relativament senzill: només es necessita un centrifugat previ de la mostra. A continuació es pot procedir a l'examen directe en fresc i a la tinció.
En casos en que el diagnòstic sigui dificultós, pot fer-se mitjantçant cultius o fluorescència directa.
TRACTAMENT
És important que els dos membres de la parella el segueixin, tot i no presentar els símptomes.
Tot i que fa uns anys el tractament d'elecció es basava en l'administració de metronidazol, s'ha pogut comprovar que presenta cert grau de toxicitat. A més, durant la dècada dels 90, van començar a generar-se resistències.
Per aquests motius, actualment el fàrmac d'elecció és un derivat del metronidazol, el 5-nitroimidizole (l'únic autoritzat per la Food and Drug Administration). També sol recomanar-se l'administració d'antiparasitaris tant per via tòpica com sistèmica:
PREVENCIÓ
Com ja s'ha comentat anteriorment, el contacte sexual és fa forma més freqüent de contraure la infecció i, per tant, la promiscuïtat és el problema principal. Si algun dels dos membres de la parella està infectat, cal emfatitzar en la rellevància d'una bona pauta de tractament. A més, un mètode de barrera eficient, no només enfront la tricomonosi sinó en totes les malaties de transmissió sexual, és l'ús del preservatiu.
EPIDEMIOLOGIA
Ja s'ha dit a l'inici que l'únic hoste de Trichomonas és l'ésser humà. És per aquest motiu que trobem en elevada freqüència tricomonosi en tot el món.
El percentatge de dones infectades varia del 25 al 60% mentre que la xifra en homes és tant sols del 5%. Segons estimacions de la OMS (1998), cada any es comptabilitzen 170 milions de nous casos arreu del món i en major freqüència entre els 15 i 45 anys d'edat. La freqüència de la transmissió de mare a fill en el moment del part s'estima entre el 2 i el 17%. S'ha constatat una elevada ratio en poblacions dels Estats Units, un dels països més afectats juntament amb Àfrica i poblacions de Mongòlia i aborígens australians.
Degut a la principal via d'infecció, és freqüent trobar la tricomonosi associada a altres malalties de transmissió sexual, com seria el cas de N.gonorrhoeae. Cal posar especial èmfasi en el fet que T.vaginalis és un important cofactor en l'expansió i transmissió del VIH.
Una dada a tenir en compte és que el paràsit presenta una resistència relativament alta a condicions ambientals molt variades: no mor fins a temperatures superiors als 40ºC però pot resistir fins a cinc dies en temperatures properes als 0ºC i fins a vàries hores entre 17ºC i 30ºC.
Per més informació sobre T.vaginalis i tricomonosi clica aquí
El gener del passat any 2007, científics del The Institute for Genomic Research (TIGR) van publicar a la revista Science un article en el que es donaven a conèixer els resultats del projecte de seqüenciació del genoma de Trichomonas vaginalis. Així, es va veure culminat un laboriós treball que s'havia iniciat 5 anys abans i que havia comptat amb la col·laboració de 66 investigadors.
Gràcies a aquesta investigació, es va desvetllar que T.vaginalis presenta un genoma d'una mida semblant al d'Homo sapiens, amb uns 10 cops més de material genètic que els seus parents més propers. Es tracta, per tant, de l'eucariota unicel·lular amb el genoma més gran, fet al que s'hi ha d'afegir que es tracta d'un dels genomes que presenta un nombre més elevat de repeticions i elements transposables dels fins ara seqüenciats.
Els resultats també van demostrar l'existència en el paràsit de vies metabòliques desconegudes a més de l'esclariment de mecanismes patogènics i la identificació de proteïnes de membrana candidates a estar implicades en el procés d'invasió de la mucosa.
S'espera que tota aquesta informació faciliti els mètodes de diagnosi i sigui útil alhora d'identificar i seleccionar noves dianes terapèutiques que permetin desenvolupar una vacuna eficaç contra aquest patògen d'elevada incidència a nivell mundial.
