Las vesículas de la membrana externa bacteriana ( OMV ) son vesículas de lípidos liberados de las membranas externas de las bacterias gramnegativas . Estas vesículas fueron las primeras vesículas de membrana bacteriana (MV) que se descubrieron, mientras que las bacterias Gram positivas también liberan vesículas. [1] Las vesículas de la membrana externa fueron descubiertas y caracterizadas por primera vez mediante microscopía electrónica de transmisión [2] por el científico indio Prof. Smriti Narayan Chatterjee y J. Das en 1966-67. [3] [4]A los OMV se les atribuye la funcionalidad de proporcionar una manera de comunicarse entre ellos, con otros microorganismos en su entorno y con el anfitrión. Estas vesículas están involucradas en el tráfico de bioquímicos de señalización de células bacterianas , que pueden incluir ADN , ARN , proteínas , endotoxinas y moléculas de virulencia afines . Esta comunicación ocurre en cultivos microbianos en océanos, [5] dentro de animales, plantas e incluso dentro del cuerpo humano. [6]
Las bacterias gramnegativas despliegan su periplasma para secretar OMV para el tráfico de bioquímicos bacterianos hacia las células diana en su entorno. Las OMV también portan lipopolisacáridos endotóxicos que inician el proceso de la enfermedad en su hospedador. [7] Este mecanismo imparte una variedad de beneficios como la entrega a larga distancia de carga secretora bacteriana con degradación hidrolítica minimizada y dilución extracelular, también complementado con otras moléculas de apoyo (por ejemplo, factores de virulencia) para lograr un trabajo específico y, sin embargo, mantener una distancia segura del arsenal de defensa de las células objetivo. Las señales bioquímicas traficadas por OMV pueden variar en gran medida durante situaciones de "guerra y paz". En colonias bacterianas 'complacientes', las OMV pueden usarse para transportar ADN a microbios 'relacionados' para transformaciones genéticas, y también traslocar moléculas de señalización celular para detección de quórum y formación de biopelículas . Durante el 'desafío' de otros tipos de células alrededor, las OMV pueden ser preferidas para transportar enzimas de degradación y subversión. Asimismo, las OMV pueden contener más proteínas de invasión en la interfaz huésped-patógeno (Fig. 1). Se espera que los factores ambientales alrededor de los microbios secretores sean responsables de inducir a estas bacterias a sintetizar y secretar OMV específicamente enriquecidas, fisiológicamente adecuadas para la tarea inmediata. Por tanto, las OMV bacterianas, al ser potentes inmunomoduladores , [8] pueden manipularse por su contenido inmunogénico y utilizarse como potentes vacunas libres de patógenos [9] para inmunizar a seres humanos y animales contra infecciones amenazadoras .
Biogénesis
Las bacterias gramnegativas tienen un doble juego de bicapas . Una bicapa interna, la membrana celular interna , encierra el citoplasma o citosol . Rodeando esta membrana celular interna hay una segunda bicapa llamada membrana externa bacteriana . El compartimento o espacio entre estas dos membranas se denomina periplasma o espacio periplásmico . Además, existe una pared celular firme formada por una capa de peptidoglicano , que rodea la membrana celular y ocupa el espacio periplásmico. La capa de peptidoglicano proporciona cierta rigidez para mantener la forma de la célula bacteriana, además de proteger al microbio contra entornos desafiantes.
El primer paso en la biogénesis de las OMV bacterianas gramnegativas [10] es el abultamiento de la membrana externa por encima de la capa de peptidoglicano. Se cree que la acumulación de fosfolípidos en el exterior de la membrana exterior es la base de este abultamiento hacia el exterior de la membrana exterior. [11] Esta acumulación de fosfolípidos puede ser regulada por el sistema de transporte VacJ / Yrb ABC que transfiere los fosfolípidos desde el exterior del OM al interior. [11] Además, las condiciones ambientales como el agotamiento del azufre pueden desencadenar un estado de sobreproducción de fosfolípidos que provoca una mayor liberación de OMV. [12]
La liberación real de la vesícula de la membrana externa no está clara. Es probable que las estructuras de las vesículas se puedan liberar de forma espontánea. Alternativamente, se ha sugerido que pocas proteínas "remachan" las membranas externa y celular juntas, de modo que el abultamiento periplásmico sobresale como una bolsa "abombada" de periplasma inflado hacia afuera de la superficie de la membrana externa. La difusión lateral de "complejos de remaches" puede ayudar a pellizcar grandes protuberancias de periplasma como OMV. [13]
Aún se espera un trabajo experimental detallado para comprender la biomecánica de la biogénesis de OMV. Las OMV también están bajo el enfoque de la investigación actual sobre exocitosis en procariotas a través del tráfico de vesículas de la membrana externa para la señalización celular intraespecífica, entre especies y entre reinos , que está programado para cambiar nuestra mentalidad sobre la virulencia de los microbios, las interacciones huésped-patógeno e interrelaciones. -relaciones entre variedad de especies en el ecosistema terrestre .
Ver también
- Exocitosis
- Interacciones huésped-patógeno
- Interfaz huésped-patógeno
- Lista de disulfuro oxidorreductasas bacterianas
- Virulencia
Referencias
- ^ Toyofuku, Masanori; Nomura, Nobuhiko; Eberl, Leo (enero de 2019). "Tipos y orígenes de vesículas de membrana bacteriana". Nature Reviews Microbiología . 17 (1): 13-24. doi : 10.1038 / s41579-018-0112-2 . ISSN 1740-1534 . PMID 30397270 .
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