Fagolisossomo: características, formação e funções - Ciência - 2023

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ofagolisossomo é um compartimento celular que resulta da fusão de um fagossomo com um lisossoma, na ausência de autofagia; embora o fagossoma também possa se fundir a um endossomo, antes da fusão com o lisossoma.

O fagossomo é um compartimento rodeado por uma única membrana, que se forma a partir da fagocitose. O fagossoma recém-formado passa por um processo chamado maturação, que envolve sua fusão aos lisossomos. Este fenômeno produz um fagolisossomo maduro, cujo interior é ácido e altamente hidrolítico.

Células especializadas em fagocitose, como macrófagos e neutrófilos, destroem os patógenos que entram na célula e secretam citocinas pró-inflamatórias. Esses exemplos destacam a importância dos fagolisossomos.

Caracteristicas

Os fagolisossomos são caracterizados pelo seguinte:

- Eles têm um pH ácido (cerca de pH 5). Semelhante aos lisossomos e endossomos, o pH é regulado por meio do complexo da bomba de prótons ATPase-V. O pH ácido cria um ambiente inóspito para patógenos, favorece a dismutação de superóxido e é o pH ideal para enzimas hidrolíticas.

O pH dentro dos fagolisossomos foi determinado por diferentes métodos. Um deles consiste no uso de corantes como o laranja de acridina, cuja fluorescência depende do pH.

- Alta atividade hidrolítica de enzimas que degradam proteínas (catepsinas), lipídios e açúcares (beta-galactosidase). Por exemplo, em macrófagos, a lisozima ajuda a degradar a estrutura do peptidoglicano das bactérias.

Um método de detecção da atividade enzimática consiste na marcação de partículas, que serão fagocitadas, com um substrato que altera suas propriedades fluorescentes após a catálise. Este método é usado para medir os radicais livres de oxigênio (ROS).

- Explosão da atividade do superóxido. A NADPH oxidase participa da formação de radicais superóxido (O₂^•−), que são transformados em peróxido de hidrogênio (H₂OU₂) por superóxido dismutase.

Além disso, o superóxido se combina com o óxido nítrico e forma peroxinitrito, que tem atividade antimicrobiana.

Biogênese

As células dos mamíferos possuem um grande número de tipos de células que realizam a fagocitose. Este processo começa com a interação do ligante na superfície do receptor. O ligante pode ser uma bactéria ou uma célula em apoptose. O receptor ligado ao ligante é internalizado na forma de uma vesícula, chamada de fagossoma.

A internalização requer ativação da quinase e alteração do metabolismo dos fosfolipídios, entre outros eventos. No entanto, o fagossoma não degrada o ligante. A dotação de atividade lítica para o fagossomo depende de sua interação com os lisossomos.

Evidências experimentais indicam que os fagossomas recém-formados, denominados fagossomas iniciais, interagem preferencialmente com os endossomos. Os fagossomas expressam sinais que desencadeiam e orientam sua fusão aos elementos da via endocítica.

Prova disso é que os fagossomas iniciais contêm componentes da membrana plasmática e proteínas típicas dos endossomos, como os receptores de transferrina (TfRs), EEA1, Rab5, Rab 7.

A fusão de fagossomas iniciais com lisossomas pode ser confirmada por sua composição proteica. Nesse caso, os fagolisomos possuem as proteínas LAMP e catepsina D.

A regulação da maturação do fagossomo é complexa e depende de proteínas trocadoras de nucleotídeo guanina (GEF), proteínas hidrolisantes de GTP (GAP), entre outros efetores.

Características

Os fagócitos, ou células que fazem fagocitose, são classificados como fagócitos de competência fagocítica baixa (não profissional), média (paraprofissional) e alta (profissional). Os neutrófilos e macrófagos são fagócitos profissionais do sistema imunológico.

Esses fagócitos são responsáveis por capturar e destruir células hospedeiras apoptóticas, partículas contaminantes e organismos com potencial patogênico.

Os neutrófilos e macrófagos matam os micróbios fagocitados. A morte dos micróbios é realizada por meio de uma sequência de etapas, que são as seguintes:

- Ativação de enzimas proteolíticas, como a elastase. Esta última enzima é uma serina protease, envolvida na morte de muitos tipos de bactérias. Outra proteína envolvida é a catepsina G.

- Ativação do sistema de fagócito oxidase, que é uma enzima multimérica encontrada na membrana do fagolisossomo. A fagócito oxidase é induzida e ativada por estímulos, como IFN-gama e sinais TLR. Esta enzima reduz ROS usando NADPH como um substrato doador de elétrons.

- Os macrófagos produzem óxido nítrico por meio da sintase do óxido nítrico induzível. Essa enzima catalisa a conversão de arginina em citrulina e óxido nítrico, que reage com o superóxido para formar peroxinitrila, um poderoso veneno que mata micróbios.

Doenças

Há um interesse crescente no estudo de doenças genéticas relacionadas a defeitos na fagocitose. Além desse interesse, foram levantadas preocupações sobre a resistência das bactérias aos antibióticos, que têm maneiras de prevenir a morte dentro dos fagócitos.

Portanto, o estudo do sistema imunológico e sua interação com micróbios patogênicos permitirá o desenvolvimento de novas estratégias antimicrobianas.

Doença granulomatosa crônica

A doença granulomatosa crônica (DGC) é decorrente de uma imunodeficiência que faz com que os pacientes frequentemente sofram de infecções, causadas por bactérias e fungos. Os micróbios mais comuns são Staphylococcus aureus, e espécies dos gêneros Aspergillus, Klebsiella Y Salmonella.

Sintomas

Pacientes com DGC apresentam quadro inflamatório, caracterizado pela presença de granulomas, colite, artrite não infecciosa, osteomielite e acesso peri-retal, entre outros sintomas.

A inflamação é causada por uma deficiência na defesa autofágica contra micróbios. Consequentemente, a IL-1beta é liberada e a regulação das células T é pobre.

A CGD ocorre como resultado da deficiência da enzima NADPH oxidase nos leucócitos. A NADPH oxidase tem cinco componentes (gp91, p22, p47, p67 e p40). A mutação mais comum está no gene CYBB, que codifica para gp91.

Uma mutação menos frequente ocorre no gene NCF1, que codifica para p47, e a mutação mais rara ocorre no gene NCF2, que codifica para p67.

Tratamento

A doença geralmente é tratada com antibióticos e antifúngicos. O tratamento contra bactérias gram-negativas inclui uma combinação de ceftazidima e carbapeno. Enquanto os fungos são tratados com triazóis orais, como itraconazol e posaconazol.

Durante os períodos sem infecção, o uso de trimetopina-sulfametoxazol junto com um antifúngico como o itraconazol é recomendado.

Referências

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