Entameba histolytica ja sen infektoimisstrategia. Musiinimolekyyli MUC2

Eräs väitöstilaisuudet 10.3.2006 musiineista

Sahlgrenska Akademi Göteborgs univesitet.

LÄHDE:  http://www.gu.se/english/research/publication/?publicationId=116532

Lidell Martin. Assembly and proteolytic cleavages of gel-forming mucins.

ISBN 91-628-6768-7

Abstraktin suomennos

Geeliä muodostavat musiinit ovat kookkaita glykoproteiineja (gp) ja ne ovat pääkomponentti kehon epiteelipintoja suojaavassa limakerroksessa. Tämän väitöskirjan tarkoituksena on syventää tietämystä geelejä muodostavien lima-aineitten syntetisoitumisesta ja koostumuksesta ja siitä, miten ne suhtautuvat muihin molekyyleihin. Tietämys on perustavanlaatuista ja auttaa ymmärtämään limakerroksen muodostaman puolustuksellisen esteen fysiologiaa terveydessä ja tautitiloissa.

Koska musiinit ovat kookkaita, heterogeenisesti glykosyloituneita ja muodostavat polymeerirakenteita, niitä on vaikea tutkia konventionaalisin menetelmin. Tutkimuksessa lähestytään ongelmaa kuvaamalla proteiinin eri osien expressiota eri soluissa, jolloin voidaan käyttää biokemiallisia analyysejä.

Kun ihmisen MUC2-musiinin N-terminaalinen osa alkaa ilmentyä, proteiini muodostaa disulfidisidoksellisia oligomeereja sekretorisen tien loppuvaiheissa. Nämä erittyneet oligomeerit pysyvät koossa trimeerisen trypsiiniresistentin fragmentin avulla ( kuvassa kuin kolmiapilan lehti). Elektromikroskoopilla pystyttiin vahvistamaan tämä trimeerinen hahmo.

Musiinin C-terminaalisen osan expressio osoitti, että tämä osa muodostaa disulfidisidoksellisia dimeerejä endoplasmisessa retikulumissa (ER). Dimeerinen luonne vahvistettiin elektronimikroskooppisesti.

Kun tutkittiin MUC2-musiinin C-terminaalista osaa, oli havaittavissa pilkkoutuminen -GDPH-sekvenssissä aspartaatin D ja proliinin P välissä. Tämä pilkkoutuma osoittautui olevan hidasta, tapahtuvan pH:n laskiessa alle 6 ja olevan lisäksi non-entsymaattista. Pilkkoutuma saattoi tapahtua myös myöhemmissä happamemmissa sekretorisen tien osissa, koska näiden osien neutralisoituminen ehkäisi pilkkoutumista.

In vitro tutkimukset osoittivat, että pilkkoutuminen tuotti uusia C-terminaalisia päätyjä, jotka kykenivät sitomaan proteiinin muihin molekyyleihin.

ASTMA JA CF

Myös ihmisen MUC5AC sisälsi tällaisen GDPH-sekvenssin ja osoitti vahvaa sekvenssien samankaltaisuutta myös MUC2:n sekvenssien kanssa tämän GDPH-sekvenssin ympäristössä. Tutkittaessa MUC5AC:n C-terminaalia todettiin samanlaista pilkkoutumaa. Vaikka pilkkoutuma tapahtui jo neutraalilla ER-alueella, pilkkoutuminen jatkui edelleen pH.n laskiessa happamaksi. Tämänkin pilkkoutuman jälkeen muodostui reaktiivinen C-terminaali.

Näiden musiinien reaktiivisten päitten muodostumisella voi olla sovellutusta esim. seuraavien tautitilojen ymmärtämisessä: astma ja kystinen fibroosi. Molemmissa taudeissa on tyypillistä musiinitappien muodostuminen ja matala pH hengitysteitten musiinissa. Matalampi pH voi johtaa lisääntyneeseen pilkkoutumiseen, mistä taas seuraa tiheämmät poikkisidokset musiinien kesken tai sidokset muihin molekyyleihin, joita esiintyy epiteelipinnalla, mikä taas lisää näissä taudeissa esiintyvää musiinin retentiota.

AMEEBAN STRATEGIA

Jotta protozooat pääsevät epiteelipintaan käsiksi, niiden on läpäistävä musiinigeeli.

Tässä väitöstyössä tutkittiin amebiaasia aiheuttavan entameba histolytica-loisen strategiaa, millä se läpäisee limakalvon musiinipuolustuksen. Se erittää kysteiiniproteaasia, jonka on oletettu tuhoavan paksunsuolen musiinikerrosta, mikä on koostunut lähinnä’ musiinityypistä MUC2. (Colonin musiinikerros on 800 nm paksu ja entameba on vain 20 nm pitkä)

(Protozooatauti amebiaasi tarttuu 50 miljoonaan ihmiseen ja aiheuttaa noin 100 000 kuolemantapausta vuosittain). Tutkimustyössä testattiin hypoteesia ameban strategiasta tuhota paksunsuolen mukosa. Kehitettiin rekombinanttiosat MUC2-musiinista ja LS 174T-soluista ( ihmisen adenocarcinoma coli-solulinjasta) tuotettiin liukenemattomia musiineja: niitä käsiteltiin ameban erittämillä proteaaseilla. Tulokset osoittivat, että kysteiiniproteaasit hajoittivat mukoosigeelin kohdistamalla vaikutuksensa MUC2-musiinin C-terminaaliseen osaan. Tässä on ensimmäistä kertaa osoitettu spesifinen pilkkoutumismekanismi, jota enteropatogeeni käyttää rikkoessaan musiinigeelin polymeeristä luonnetta.
(Väitöskirja vuodelta 2006)


WHO Entameba histolytica nykyään 2014 ( ei mainita Head Topics listassa nimeltä)  
 Eräs raportti P-Sudanista 2004 Saksalaisesesta Punaisen ristin sairaalasta Abu Shoasta leiriltä; Kaikki veriulostenäytteet sisälsivät E. histolyticaa.
 Kts. Ruotsin kansanterveysinsstituutin  ohjepaketti amebainfektiosta.