Berasain_Sistema Muscular en Helmintos_2010

Sistema Muscular en
Helmintos
Docente
Patricia Berasain
FUNCIONES DEL MUSCULO
• LOCOMOCION
• FIJACION
• ALIMENTACION
• REPRODUCCION
Musculatura de Helmintos
Parásitos
=
Blanco de drogas o
vacunas antiparasitarias
Tipo de Fibras Musculares
.fibras lisas-------------------------platelmintos
estriado en estadio larvarios
ej cola cercarias de trematodos
.fibras estriadas---------------nematelmintos
liso en digestivo y reproductor
• UNA CÉLULA: VARIAS MIOFIBRILLAS
ESTRUCTURA DE LA MIOFIBRILLA EN BANDAS
Bandas Claras I y Oscuras A
• A anisotrópico (varía según de donde se
la examine) COMPOSICIÓN VARIABLE
MIOSINA-ACTINA
• I isotópico (la misma propiedad
independientemente desde donde se
mida) IGUAL COMPOSICION: ACTINA
Unidad de Contracción
NEMÁTODOS
Gusanos redondos
Meromiario= 4 filas
Célula PLATIMIARIA
Polimiario: muchas filas
Célula CELOMIARIA
Músculos Asociados a las Gónadas
de los Nemátodos
Gónadas de una hembra de
Acrobeloides maximus por SEM
(Scanning Electron Microscopy)
Ov: ovario
Od: oviducto
Ut: útero
Sc: espermateca
Filamentos de Paramiosina en las
células del ovario
Bert y col. Nematology 2007
SISTEMAS MUSCULARES EN
PLATELMINTOS ADULTOS
1. músculo somático------ forma y locomoción
Fibras organizadas en
capa circular externa
capa longitudinal interna
capa diagonal (reducida o ausente en
cestodos)
unidas por hemidesmosomas a la lámina basal de
los órganos y a la matriz intersticial.
2. músculo de órganos de adherencia-----incluye
fibras musculares con Paramiosina y estriadas.
3. músculo de aparatos reproductor y
alimentario.
Características
• TIPO MUSCULO LISO: LAS MIOFIBRILLAS ESTAN
DELIMITADAS POR EL SARCOLEMA Y UNIDAS POR
UNIONES GAP
• NUCLEO EN ZONA NO CONTRACTIL
• MIOCITONES=CÉLULAS PARENQUIMATOSAS????
• MIOFIBRILLAS: filamentos gruesos (miosina o
paramiosina) y finos (actina). Actina unida a sarcolema
por desmosomas.
• MUSCULO SEUDOESTRIADO: cola de cercarias en
trematodos. Estructura sarcomerica.
Representación del tegumento del un platelminto y
la localización de la musculatura subtegumentaria
tegumento (TG)
vacuolas (v),
Mitocondrias (MI),
lámina basal (BL).
cuerpos densos (D).
Capas musculares
circulares (CM) y
longitudinales (LM).
citón o células subtegumentarias (ST)
Tomado de Melhorn et al., 1989
CÉSTODOS
Célula
Muscular
de un
Cestodo
TREMATODES
Por la localización los músculos se
clasifican en
• De la pared corporal o subtegumentarios
-capas de fibras circular, longitudinal y diagonal
-fibras dorso-ventrales
• De los órganos adhesivos: ventosas oral y
ventral
fibras meridionales (long), contracción apertura
fibras ecuatoriales (circ)
fibras radiales
contracción cierre
• Del tracto digestivo y reproductor
• muy desarrollado
• f. circulares y longitudinales
Sistema Muscular Fasciola hepatica
Org.
Reproductor
masculino
Pared del
Cuerpo
Org. Reprod.
Femenino
Detección de Actina con Faloidina-FITC
Poro Escretor
Ventosas
Músculos Sub-tegumentarios
Mair et al 1998
En estadio larvarios
• Miracidio----m. subtegumentarios debajo
del epitelio ciliado
• Cercaria----- cola m. longitudinales con
estriación sarcomerica
• bandas A e I
• zona H
• línea Z
• sistema de túbulos T
FISIOLOGÍA NEUROMUSCULAR
en PLATELMINTOS
Halton & Maule 2004.
Mecanismo Catch
• Mecanismo incierto; evidencias de acción del
SN sobre el músculo indirecta (Parácrina) y
directa (Sinapsis).
• CANALES IONICOS ACTIVADOS POR
VOLTAJE.
• NEURONAS MULTI O BIPOLARES. Son
multifuncionales regulando no sólo la
contracción muscular (crecimiento y
reproducción). Sintetizan y secretan sustancias
neuroactivas al espacio extracelular:
COLINÉRGICAS, AMINÉRGICAS Y
PEPTIDÉRGICAS.
Anatomía del Sistema Nervioso
Trematodo di genético
NEUTROTRANSMISORES???
• Acetilcolina---------------Inhibidor
• Serotonina (5HT) -----------Excitador
• Catecolaminas (adrenalina, dopamina)------ mioactivas
(inhib o exit)
• PEPTIDOS: neuropéptido F y péptidos relacionados a
amida-FMRF (FaRPs)
Exclusivos de gusanos planos. Acciones no bien
conocidas:
ejemplos:
FaRPs + 5HT----formación del huevo
FaRPs----- potentes mioexitadores.
Cascadas de segundos mensajeros acoplados a protG.
• HISTAMINA---tomada del hospedero---Hay receptores
(S. mansoni)
• GLUTAMATO---candidato en cestodos y algunos
trematodos---contracción
• ACIDO GAMMA AMINO BUTIRICO (GABA)-----INHIBIDOR
• NO (óxido nitroso)------ MIOINHIBITORIO
Neuropeptidos identificados en
Platelmintos
Distribución de Neuropéptidos
Halton & Maule 2004
Mecanismo de Acción de la
Serotonina
Sarcómero Vertebrados
Hooper&Thuma 2005
Proteínas Gigantes (>2 MDa) Asociadas al
Sarcómero
Posición Relativa en Sarcómero
Conectinas
Unen filam grueso a la linea Z
Tienen dominios tipo Ig y
Dominios fibronectina tipo III
Filamentos Gruesos
En Invertebrados
C. elegans
28 Residuos +-+-+- en superficie
Cohen 1998
La paramiosina forma agregados
ordenados con una disposición
regular en el espacio
Paracristales de paramiosina
ZONAS OSCURAS
REPRESENTAN LOS
“GAPS” entre las moléculas
de Pm DONDE PENETRA
EL ACETATO DE
URANILO EN LOS
PARACRISTALES Arreglo de moléculas polares con “gaps” y superposición de
las moléculas
Paramiosina-Miosina
}
163 residuos
A
}
330 residuos
B
C
D
Modelo para Ensamblaje
Epstein 1995
Por STEM
Muller y col 2001
Núcleo formado por
paramiosina y otras proteínas
Miosina A y B
NaCl
Miosina A
Miosina B
1
Exterior
Paramiosina
2
Medio
Paramiosina y proteínas nucleares α,β,γ
filageninas
3
Centro
Moerman and Fire,1997
Modelo tridimensional del Núcleo
7 subfilamentos de Pm
Filageninas
Liu et al., 1998
PARAMIOSINA EN
HELMINTOS PARASITOS
Paramiosina
• Proteina Fibrilar de Invertebrados
• Une C1q (T. solium)
• Une al Fc (S. mansoni y F. hepatica)
Paramiosina en la superficie de Schistosoma
mansoni
Loukas et al 2001
Paramiosina de
F. hepatica
Purificación
Dímero Unido por S-S
Músculos Sub-tegumentarios y
Membrana Apical del Tegumento
Músculos del Intestino
Músculos Aparato Reproductor
Testículos (+)
Control (-)
Vacunación de Ovejas
Fh Paramiosina
97 kDa
Resultados Necropsia
• 57% reducción en el numero de parásitos
recuperados respecto al control
• Casi 90% reducción en el numero total de
huevos en bilis respecto a los controles no
inmunizados
Estudio de la respuesta IgG especifica
contra paramiosina de F. hepatica
6000
A. U.
5000
4000
3000
2000
1000
0
0
2
4
7
8
9
10 11 12 15 16 18 19 20
week
Immunized Group
Control Group
FhPm es una Glicoproteína
A
B
C
RCA-I
PNA
SBA
DBA
0,8
0,7
Aplicación FhPm
0,6
0,5
97 KDa
0,4
Elución Manosa 0,2 M
Abs 280 nm
220 KDa
0,3
0,2
40 KDa
0,1
0
0
2
4
6
8
10
tubo
12
14
16
18
UEA-I
WGA
Identificación de Proteínas del Tegumento de
Fasciola hepatica
Spot
Nº
Descripción
Especies
Nº
Cob
Pm
acceso ertur (Teo/Ex
(GenBa
a
p; kDa)
nk)
(%)
PI
Teo/Ex
p
Valores
Nº
MASCO péptido
T
s
1+2+
3
Paramio
sina
Clonorchis
sinensis
ABN796
74
-
99.45/1
06.11
5.35/5.6
4
145
3
4
Actin-4
ACT2SCHMA
Schistosoma
mansoni
P53471
57
41.74/5
3.87
5.30/5.5
6
298
18
5
Actin-5
ACT5DIPDE
Diphyllobotri
um
dendriticum
P53458
47
41.18/5
3.87
5.56/5.6
4
208
16
SJCHGC Schistosoma AWW25 48
41.83/5 5.43/5.7
185
15
japonicum
06318
537
3.87
4
Tabla 1 – Identificación de los spots de las proteínas de tegumento de Fasciola hepatica extraidos
de geles bidimensionales mediante huella peptídica y búsqueda de la base de datos Swiss-prot,
NCBInr por medio del software GPS (Applied Biosystems). Los spots 1,2 y 3 fueron analizados por
nanoLC nano ESI-QTOF (QSTAR XI, ABI), mientras que los spots 4, 5 y 6 fueron analizados por
Maldi Tof Tof (4700 PA).
6
La Pm inhibe la formación del
Complejo de Ataque a
Membrana (MAC)
Derg et al. 2003 Infection and
Immunity
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Se sabe que las larvas y adultos de S. mansoni son resistentes al
complemento.
SCIP-1
proteína de superficie de 94 kDa
inhibidor del complemento
Es reconocida por suero a-CD59
CD59: glycoproteína de 18 kDa
Se expresa en tejidos de VERTEBRADOS
Función: proteger a las células homólogas del ataque del complemento.
Mecanismo: se une a C8 y C9 e inhibe la formación del MAC.
Por espectroscopía de masas demuestran que SCIP-1 es una forma de la
paramiosina muscular del S. mansoni expuesta en la superficie.
La Pm nativa y recombinante de S.mansoni:
Es reconocida por suero a-CD59
Se une a C8 y a C9
Inhibe la polimerizacion de C9
y su depósito sobre los eritrocitos (E)
Inhibe la lisis por complemento de
E conejo y E sensibilizados
Los anticuerpos a-Pm aumentan la muerte de los schistosomulas por
complemento.
Mapeo sitio de unión de C9
Unión al Carboxilo Terminal
entre Ala552-Met866
Restringido a Asp744-Met866
Deng J. 2006
Asp744-Met866
Pm Inhibe la Hemólisis de GR
Deng J y col. 2006
Cisticercosis del ratón.
• La Pm de T. solium induce
protección.
Vázquez-Talavera et al.
Infec and Immun. 2001 69(9):5412
• Ratones inmunizados con
TPmy recombinante de
T.solium y desafiados con
cisticercos de T. crassiceps
Los parásitos recuperados
disminuyen en un 52%
Ratones inmunizados con
fragmentos de la Pm:
• NH2-terminal
>protección
• Centro
• CO2H-terminal
Test de proliferación de Linfocitos T
del ratón inmunizado
• respuesta al fragmento NH2terminal
En contraste
• los Ac del suero reconocen el CO2Hterminal y son de clase IgG1
Los ratones inmunizados con el
NH2-t tienen el siguiente perfil de
citoquinas
INFγ
No IL4
IL2
RESPUESTA TH1
LAS PARAMIOSINAS DE
HELMINTOS PRESENTAN
EPITOPES DOMINANTES
LOCALIZADOS EN DISTINTAS
PARTES DE LA MOLECULA
• T. solium y S. japonicum
• Dirofilaria inmitis
Ct
Nt
Lecturas complementarias disponibles en la
pagina web
*Cancela y col 2004
*Hooper and Thuma 2005
*Funabara y col 2005
*El Naggar y col 2007
FIN