Immunity (Español)
23.6.3 familia de Gtpasas relacionadas con la inmunidad (IRG)
Las Gtpasas relacionadas con la inmunidad (IRG) son una familia de proteínas inducidas por IFNy que son importantes en la resistencia contra una amplia variedad de patógenos bacterianos y parasitarios intravacuolares, incluido T. gondii (Taylor et al., 2004, 2007; Zhao et al., 2009b). De los cientos de genes aumentados por IFNy, los genes IRG se encuentran entre los más abundantes., Estas proteínas, anteriormente llamadas Gtpasas p47, se describieron por primera vez en la década de 1990 y en la última década numerosos estudios han establecido el papel de las proteínas IRG en la resistencia al Toxoplasma (Hunn et al., 2011; Zhao et al., 2009b). En la mayor parte del trabajo han participado los siete miembros siguientes del IRG: Irgm1 (LRG-47), Irgm2 (GTPI), Irgm3 (IGTP), Irga6 (IIGPI), Irgb6 (TGTP), Irgd (IRG-47) E Irgb10. Se ha encontrado que la mayoría de estas proteínas IRG están asociadas con la inhibición de T., gondii in vitro, y de los cuatro genes IRG que han sido eliminados (Irgm1, Irgm3, Irga6 e Irgd), se ha encontrado que aumentan significativamente la susceptibilidad a la infección de T. gondii, estableciendo así el papel de las proteínas IRG en la resistencia a T. gondii en ratones.
Las proteínas IRG son Gtpasas de 46-47 kDa, que contienen un dominio de unión a GTP similar a Ras (denominado G1). La familia de proteínas IRG consiste en dos subfamilias, basadas en el dominio de unión de nucleótidos dentro del dominio de unión G1 GTP con una subfamilia que tiene un motivo de aminoácido GMS y la otra subfamilia que tiene un motivo GKS., Los tres miembros del IRG de la subfamilia GMS incluyen, Irgm1, Irgm2 e Irgm3, mientras que los miembros del IRG, Irga6, Irgb6, Irgd e Irg10 pertenecen a la subfamilia GKS. Las proteínas GMS IRG son reguladores de las proteínas GKS que se unen a las proteínas GKS IRG y las mantienen en el estado inactivo a través de una interacción dependiente del PIB (Hunn et al., 2008). Los genes IRG están presentes en todos los filos vertebrados, estando presentes en cefalocordatos, anfibios, peces, reptiles y mamíferos. En el ratón, la familia IRG es diversa, codificando aproximadamente 23 genes, 21 de los cuales codifican proteínas (Bekpen et al., 2005)., La familia IRG, sin embargo, parece haberse perdido repetidamente durante la evolución sin genes IRG presentes en ninguno de los genomas de aves disponibles y el número de genes IRG en humanos se redujo drásticamente con solo dos genes IRG, IRGC e IRGM, presentes (Bekpen et al., 2009, 2010).,
en las células huésped estimuladas por IFNy infectadas con Toxoplasma, múltiples proteínas IRG localizan la membrana vacuola Parasitófora de Toxoplasma en cuestión de minutos de la invasión, con la membrana vacuolar parasitófora posteriormente se vesicula y finalmente se interrumpe, lo que resulta en la liberación del parásito en el citosol y la degradación del parásito (Martens et al., 2005; Ling et al., 2006; Melzer et al., 2008). En macrófagos infectados con Toxoplasma, destrucción de la T., gondii se acompaña de la inclusión del parásito en los autofagosomas y posterior entrega autofagómica a los lisosomas (Ling et al., 2006; Butcher et al., 2005). La disrupción vacuolar mediada por IRG también ocurre en fibroblastos y astrocitos estimulados por IFNy, pero no se encontró que la vía de autofagia estuviera involucrada (Melzer et al., 2008; Zhao et al., 2009b; Martens et al., 2005). Sin embargo, los ratones deficientes en el regulador autofágico, atg5, son deficientes en su capacidad para controlar la replicación de T. gondii, lo que indica que la vía autofágica está involucrada de alguna manera (Konen-Waisman y Howard, 2007)., Se ha encontrado que la Atg5 es necesaria para la entrega de proteínas IRG a la PV, aunque esto parece funcionar por un mecanismo independiente de la vía normal de autofagia (Zhao et al., 2008). Finalmente, en los fibroblastos estimulados por IFNy, la interrupción de la VP mediada por IRG resulta en necrosis de la célula huésped, después de la liberación del parásito en el citoplasma del huésped, lo que indica que la destrucción de la célula huésped puede ser parte del mecanismo de IRG en algunos tipos de células (Zhao et al., 2009b).,
el mecanismo IRG implica una carga coordinada de Gtpasas IRG en la vacuola de Toxoplasma con al menos seis proteínas IRG (Irgm2, Irgm3, Irga6, Irgb6, Irgd e Irg10) localizando a la vacuola de Toxoplasma (Khaminets et al., 2010). El recubrimiento de las proteínas IRG al PV ocurre dentro de una hora de la invasión y es jerárquico con Irgb6 e Irgb10 Cargando primero. Tras la infección con T. gondii, las proteínas GKS pierden su interacción con las proteínas GMS y se acumulan en la membrana PV (PVM) en el estado de unión GTP activa que conduce a la vesicación y ruptura de la PV (Hunn et al.,, 2008; Papic et al., 2008). A pesar de la gran cantidad de información ahora entendida sobre los aspectos moleculares y bioquímicos de la inhibición de T. gondii mediada por IRG, los mecanismos involucrados en la vesiculación que conduce a la interrupción de la VP todavía no se entienden. Las proteínas IRG están relacionadas con las Gtpasas de tipo Dinamina conocidas por mediar la formación de vesículas y la deformación de las membranas y se ha sugerido que la proteína IRG actúa de manera análoga mediando la vesiculación de la PVM, aunque esto no se ha demostrado (Hunn et al., 2011).,
Las cepas de tipo I son resistentes a la inhibición de IFNy mediada por IRG (Steinfeldt et al., 2010; Howard et al., 2011). Esta deficiencia en el control mediado por IFNy se asocia con un fallo de acumulación de proteínas IRG en la PVM (Zhao et al., 2009a). Esto se ha encontrado que se debe en gran medida a la cinasa polimórfica rodtria, ROP18, que en cepas de tipo I fosforila las proteínas IRG GKS Irga6, Irgb6 e Irgb10, causando la disociación de IRG de la vacuola y la inhibición de la disrupción PV (Zhao et al., 2009a; Steinfeldt et al., 2010; Fentress et al., 2010)., Se ha encontrado que otra proteína del rhoptry, ROP5, interactúa directamente con las proteínas IRG, reduciendo el recubrimiento IRG e inactivando las proteínas IRG (Fleckenstein et al., 2012; Niedelman et al., 2012). ROP5 puede interactuar con IRGs en ausencia de ROP18. Sin embargo, las proteínas rop5 y ROP18, mientras median la inhibición en las células murinas activadas por IFNy, no afectan la supervivencia en las células humanas activadas por IFNy (Niedelman et al., 2012)., Estos resultados sugieren que si bien ROP5 y ROP18 pueden haber evolucionado para bloquear los IRG, es posible que no tengan efectos sobre la supervivencia del parásito en especies que no tienen el sistema IRG, como los humanos. Todavía no está claro por qué los IRG son una familia tan grande de proteínas en el genoma Murino y tan reducida en humanos, o si existen contrapartes funcionales en humanos.