Λοιμογόνος δράση του παράγοντα CagA του ελικοβακτηριδίου του πυλωρού
Authors: Παπαδάκος Κωνσταντίνος 
Published: September 2021

Στην Ελλάδα μεσοσταθμικά, 50% του πληθυσμού είναι φορέας λοίμωξης Helicobacter pylori (H.pylori) το οποίο αποτελεί τον κύριο αιτιολογικό παράγοντα εκδήλωσης χρόνιας ενεργού γαστρίτιδας. Το 80-90% των ασθενών παραμένουν ασυμπτωματικοί, το 10-18% θα εκδηλώσουν την νόσου του πεπτικού έλκους, το 1% θα αναπτύξει γαστρικό αδενοκαρκίνωμα ενώ περίπου το ίδιο ποσοστό θα αναπτύξει λέμφωμα MALT. Η έκβαση της λοίμωξης από H. pylori καθορίζεται από τους πολυμορφισμούς του ξενιστή, από περιβαλλοντικούς παράγοντες και από παράγοντες παθογένειας του βακτηρίου.Οι παράγοντες παθογένειας του H. pylori μπορούν να καταταχθούν σε τρεις κατηγορίες, στους μεμβρανικούς, στους εκκρινόμενους και στους μεταφερόμενους. Στους τελευταίους ανήκει η ενδοτοξίνη CagA η οποία μεταφέρεται στο εσωτερικό των γαστρικών επιθηλιακών κυττάρων μέσω ενός βακτηριακού συστήματος μεταφοράς τύπου ΙV. Μετά την είσοδο της η CagA φωσφορυλιώνεται στο καρβοξυτελικό της άκρο, από τις κινάσες του κυττάρου c-Abl και c-Src ιεραρχικά, σε κατάλοιπα τυροσίνης που συμμετέχουν σε επαναλαμβανόμενα μοτίβα της μορφής Γλουταμινικό-Προλίνη-Ισολευκίνη-Τυροσίνη-Αλανίνη (Glu-Pro-Ile-Tyr-Ala, EPIYA). Τα μοτίβα αυτά απαντώνται σε Δυτικούς πληθυσμούς (Ευρώπη, Β. Αμερική, Αυστραλία) σε τρείς διακριτούς τύπους (EPIYA-Α, EPIYA-Β καιEPIYA-C). Ο αριθμός των θέσεων EPIYA-Α και EPIYA–Β παραμένει σταθερός, ενώ των EPIYA-Cεμφανίζει υψηλή ποικιλομορφία μεταξύ των στελεχών, καθορίζοντας τα επίπεδα λοιμογονικότητας της πρωτεΐνης CagA, δεδομένου ότι ο κίνδυνος για ανάπτυξη γαστρικού καρκίνου αυξάνει ευθέως ανάλογα με τον αριθμό των θέσεων EPIYA-C. Μετά την φωσφορυλίωση της, η CagA έχει βρεθεί να αλληλεπιδρά με πλειάδα μορίων του κυττάρου ξενιστή και να διαταράσσει σηματοδοτικά μονοπάτια που ρυθμίζουν τόσο την κυτταρική πολικότητα και την κυτταρική κίνηση, όσο τον πολλαπλασιασμό καιτην απόπτωση. Μερικές από αυτές τις αλληλεπιδράσεις εξαρτώνται και ρυθμίζονται από την φωσφορυλίωση της πρωτεΐνης στο καρβοξυτελικό της άκρο και άλλες είναι ανεξάρτητες αυτής. Βασικό χαρακτηριστικό της λοίμωξης από H. pylori αποτελεί η διήθηση στο γαστρικό χόριο ουδετεροφίλων πολυμορφοπύρηνων κυττάρων. Κύριος χημειοτακτικός παράγοντας των ουδετεροφίλων είναι η Ιντερλευκίνη 8 (IL-8). Ο μοριακός μηχανισμός μέσω του οποίου το H. pyloriεπάγει την αύξηση έκκρισης της IL-8 παραμένει ένα ευρύ πεδίο διαφωνίας στην βιβλιογραφία. Αρχικά,υποστηρίχθηκε ότι εξαρτάται από την παρουσία ενός λειτουργικού συστήματος μεταφοράς τύπου ΙVτου βακτηρίου, ανεξαρτήτως της δράσης της πρωτεΐνης CagA, μετέπειτα όμως απεδείχθη ότι η CagAμπορεί να συμβάλλει καθοριστικά στην έκταση της επαγωγής. Επιπλέον, άλλοι εκκρινόμενοι παράγοντες παθογένειας του βακτηρίου, εκτός του συστήματος μεταφοράς τύπου ΙV και της CagA,προτάθηκαν να συνεισφέρουν στην επαγωγή Ιντερλευκίνης-8 και επομένως στην ανάπτυξη της χρόνιας ενεργού γαστρικής φλεγμονής.Σκοπός της παρούσας διατριβής ήταν η μελέτη της εμπλοκής της πρωτεΐνης CagA στους μηχανισμούς επαγωγής της γαστρικής φλεγμονής και διεξήχθη σε δύο στάδια, το πρώτο επιδημιολογικό και το δεύτερο με χρήση συστημάτων πειραματικής λοίμωξης H. pylori. Στο πρώτο στάδιο, έγινε επιδημιολογική ανάλυση κλινικών στελεχών συμπτωματικών ασθενών από την Καμπότζη, όπου απεδείχθη συσχέτιση μεταξύ των πολυμορφικών χαρακτηριστικών των κύριων παραγόντων παθογένειας CagA και VacA με την βαρύτητα της κλινικής έκβασης της νόσου.Μάλιστα διαπιστώθηκε διείσδυση στελεχών με πολυμορφικά χαρακτηριστικά Δυτικού τύπου,δικαιολογώντας με αυτό τον τρόπο μερικώς, τα μειωμένα επίπεδα εμφάνισης γαστρικού καρκίνου που παρατηρούνται σε αυτή τη χώρα, σε σύγκριση με τα υψηλότερα επίπεδα, όμορων χωρών. Η μελέτη αυτή αποτέλεσε συνέχεια άλλων παρόμοιων μελετών που πραγματοποιήθηκαν στον Ελληνικό πληθυσμό (Panayotopoulou Ε. και συν. 2007, Sgouras D. και συν. 2009, Panayotopoulou Ε. και συν.2010 ), των οποίων τα αποτελέσματα δεν αποτελούν μέρος της παρούσας διατριβής, έγιναν όμως και με την συνδρομή του συγγραφέα της παρούσας διατριβής.Στο δεύτερο στάδιο, μελετήθηκε η επίπτωση των επαναλαμβανόμενων θέσεων φωσφορυλίωσης EPIYA της πρωτεΐνης CagA του H. pylori στο μοριακό μηχανισμό επαγωγής της Ιντερλευκίνης-8 και επομένως στην ανάπτυξη της χρόνιας ενεργού γαστρικής φλεγμονής με συστήματα πειραματικής λοίμωξης H. pylori. Για το σκοπό αυτό κατασκευάστηκαν μεταλλαγμένα στελέχη που εξέφραζαν τηνπρωτεΐνη CagA με μεταβλητό αριθμό λειτουργικών θέσεων φωσφορυλίωσης EPIYA-C, και των αντίστοιχων μη-φωσφορυλιώσιμων EPIFA, στο ίδιο ισογονιδιακό γενετικό υπόβαθρο. Στην συνέχεια τα παραπάνω παραχθέντα στελέχη χρησιμοποιήθηκαν για να μολύνουν γαστρικές επιθηλιακές κυτταρικές σειρές. Παρατηρήθηκε, ότι η μεταγραφική ενεργοποίηση του γονιδίου της IL-8 αλλά και τα επίπεδα της εκκρινόμενης IL-8 ήταν αυστηρά εξαρτώμενα από την λειτουργικότητα των μοτίβων φωσφορυλίωσης EPIYA-C. Επιπλέον, τα επίπεδα της IL-8 και η ενεργοποίηση του γονιδίου της IL-8 ήταν η ίδια, ανεξάρτητα από τον αριθμό των επαναλήψεων EPIYA-C και μέσω ενεργοποίησης του συστήματος NF-kB. Επιπλέον, καταδείχθηκε ότι όσον αφορά τις σηματοδοτικές οδούς που οδηγούν στην ενεργοποίηση του NF-kB, η πρώιμη ERK1/2 και ΑΚΤ ενεργοποίηση, βρέθηκε να είναι ανεξάρτητη από την EPIYA-C φωσφορυλίωση. Αντιθέτως, η αναστολή της TAK1 κινάσης, είτε χημικά με χρήση του ειδικού αναστολέα 5Ζ-7-Oxozeaenol, είτε γενετικά, με χρήση TAK1-/- εμβρυϊκών ινοβλαστών ποντικού (MEFs) στα εν λόγω συστήματα πειραματικής λοίμωξης H. pylori, οδήγησε σε πλήρη αναστολή ενεργοποίησης του ΝF-κΒ και επομένως της έκκρισης της IL-8, με έναν δόσο-εξαρτώμενο τρόπο, ανεξάρτητα από την παρουσία της CagA. Τέλος διαπιστώθηκε ότι η CagA και ηTAK1 συμμετέχουν στο ίδιο σύμπλοκο ενεργοποίησης μια και βρέθηκαν να ανοσοκαταβυθίζονται μαζί και ότι αυτή η αλληλεπίδραση δεν γινόταν μέσω των περιοχών της πρωτεΐνης που περιείχαν τις επαναλαμβανόμενες θέσεις φωσφορυλίωσης EPIYA.