IMPORTANCIA Y APLICACIONES DE LAS LECTINAS

Indice1. Introducción 2. Antecedentes. 3. Descripción. 4. Estructura. 5. Clasificación 6. Conclusiones 7. Bibliografía

1. Introducción

Las lectinas son un grupo de proteínas de origen no inmune que están presentes en la mayoría de los seres vivos, tanto en el reino animal, vegetal y en microorganismos como bacterias, protozoarios y virus. Las lectinas han sido estudiadas ampliamente y se ha llegado a la conclusión de que su importancia principal radica en sus propiedades biológicas, en la aglutinación de eritrocitos y otras células como linfocitos, plaquetas, etc. Y en la inducción de mitosis y efectos citotóxicos sobre los linfocitos y aglutinación de virus.5Se han usado para:

1. Estudio químico de estructuras de sustratos de la superficie celular de grupos sanguíneos y en la tipificación de los mismos.
2. Para probar azucares en la superficie celular y en otros procesos de reconocimiento mediados por interacciones especificas de carbohidratos con receptores.
3. Para determinar la patogenicidad de los microorganismos en sus relaciones de adhesión a la célula4
4. Basándose en los estudios realizados con glicoproteínas caracterizadas como lectinas podemos concluir que tienen gran importancia al intervenir en el fenómeno de adhesión de los diferentes organismos y así poder determinar la patogenicidad de muchos de ellos. Por lo que hoy en día es interesante conocer más acerca de la función e identificación de lectinas.

2. Antecedentes.

El primer estudio sobre lectinas lo reportó Stillmark en 1888 al observar el fenómeno de hemaglutinación con extractos de semilla de Ricinus communis , cuya proteína llamada Ricina aglutina a eritrocitos. Posteriormente, Hellín estudiando semillas de Abrus precatorius encontró otra proteína que también producía aglutinación de eritrocitos llamada Abrina.5Fué hasta el año de 1919 que se obtuvo la primera lectina en forma cristalina, descubierta por James B. Summer a partir del frijol Canavalia ensiformes llamada concanavalina A1,En la década de los años 40,dos investigadores Rose M. Reguera y William C. Boyd, reportaron que ciertas semillas contenían aglutininas específicas para antígenos de los grupos sanguíneos humanos. El primero en plantear el término lectina fué Boyd en 1954, al observar que algunas aglutininas obtenidas de semillas de plantas podían reconocer a un grupo sanguíneo específico y aglutinarlo.9

3. Descripción.

Las lectinas son proteínas o glicoproteínas naturales de origen no inmune que pueden aglutinar células y son capaces de un reconocimiento específico para un determinado carbohidrato uniéndose reversiblemente, sin alterar la estructura covalente de los ligandos glicosídicos reconocidos2,.9

4. Estructura.

Las lectinas están compuestas por una cadena polipeptídica en la cual pueden estar unidos o no uno o más residuos de carbohidratos, normalmente de 2 a 15 monosacáridos residuales, que pueden estar constituidos principalmente por dos o más azúcares como: D- Manosa, D-galactosa, D.Glucosa, L-fucosa, N-acetil-D-glucosamina, N-acetil-D-galactosamina, ácido salicílico, glucosamina y galactosamina,9

5. Clasificación

Se han encontrado lectinas en una gran diversidad de seres vivos y así tenemos que hay varios tipos: Lectinas vegetales, las cuales se han encontrando específicamente en los cotiledones y endospermos de las semillas de algunos vegetales como el trigo, frijol, soya, etc. 2 Entre las lectinas de vegetales mejor conocidas se encuentran las siguientes: La Concanavalina A, que es una proteína que se obtiene de la planta Cannavalia enzyformis que actúa específicamente uniéndose a restos de a -D-glucosa y a -D- manosa. La Aglutinina de germen de trigo, también llamada fitohemaglutinina, cuyo sitio de unión es con el ácido b -N-acetilneuramínico y con el ácido a -N-acetilneuramínico1,.7, 9Otra lectina vegetal importante es la que se encuentra en el frijol rojo, Phaseolus vulgaris se sabe que tiene acción mitogénica, es decir, que tiene la capacidad de aglutinar específicamente células malignas, lo cual ha desarrollado un gran interés en investigación para utilizarlas como tratamiento para el control de crecimiento de tumores. También se ha propuesto que debido a su amplia distribución en vegetales, las lectinas pueden protegerlos de ataques de bacterias, hongos y virus patógenos a lo largo de su desarrollo en las diferentes etapas como: absorción, germinación y desarrollo de las semillas.4Además se les han dado otros usos a las lectinas vegetales como promotoras de adhesión entre diversas células, destacando los trabajos de Bar-Shavit (1976) y Gallily (1984) que utilizaron concanavalina A, el primero y lectina del germen de trigo el segundo para favorecer la fagocitosis de microorganismos por macrófagos.

• Lectinas animales, que se han encontrado tanto en invertebrados como: caracoles, cangrejos, camarones, moluscos, peces y lombrices, como en vertebrados como el cerdo principalmente, que están contenidas en la hemolinfa y órganos sexuales.5, 10
• Lectinas microbianas, existe un tipo de lectinas que se localizan en la superficie de microorganismos tales como bacterias, virus, hongos y parásitos y se les denomina adhesinas, que juegan un papel importante en el mecanismo de acción como patógenos de estos microorganismos al actuar y colonizar mucosas produciendo lesiones tisulares.6

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La primera lectina bacteriana que se encontró fue en los años 50 y 60, en los laboratorios Duguid. Se encontró que en la superficie celular de algunas bacterias de la familia Enterobacter había una lectina específica para residuos de manosa y que otras lectinas como la de la superficie celular de E. coli es específica para los residuos de galactosa6,9,10Estas adhesinas presentan una familia importante, ver tabla 1 Tabla 1.- sialoconjugados

Existe otro tipo de lectinas microbianas, que en la actualidad se han identificado y se sabe que se unen específicamente con los sialoglicoconjugados de Bordetella, y otros microorganismos y se les denomina proteínas Gac-p que significa "proteínas microbianas de unión a glicosaminolicanos".6En este grupo de proteínas Gac-p tenemos estructuras de microorganismos que tienen la capacidad de ligarse a glicosaminoglicanos sulfatados (heparan sulfatos) presentes en la superficie de células eucariotas facilitando la adherencia de agentes patógenos a dichas células.

Ver tabla 2 Tabla 2.-Glicosaminolicanos

 La clasificación de las aglutininas ha sufrido varios cambios y a continuación se mencionan:

• Primero fueron llamadas Hemaglutininas o manosa-específicas, que actualmente se les da el nombre de FIMH de E. coli tipo I;.
• En una segunda clasificación se les llamó Hemaglutininas que ligan al ácido siálico o SHAs. Ver tabla 3
• Recientemente se han clasificado las adhesinas bacterianas en dos grupos:

1. Adhesinas de bacterias Gram (-)
2. Adhesinas de bacterias Gram (+ )

Tabla 3.- Microorganismos que presentan hemaglutininas

Entre los trabajos más sobresalientes del uso de lectinas para inhibir la adhesión en cepas de E. coli con fibrias L, se encuentran los realizados por Lis y Sharon en 1984.6

Función: La función que realizan las lectinas va a depender del microorganismo en el que estén presentes.3,10 Ver tabla 3 Tabla 4.- Función de las lectinas

Métodos Para Purificar Lectinas Se utilizan métodos cromatográficos de los cuales se mencionan algunos a continuación:10

• Cromatografía de afinidad
• Cromatografía de filtración
• Cromatografía de intercambio iónico DEAE
• Cromatografía de líquidos
• Electroforesis

Aplicaciones: Tienen gran utilidad en varias áreas como: Genética, Medicina e Inmunología, etc., y como ya se mencionó su utilidad esta basada en la propiedad que presentan de combinarse con glicoconjugados de la superficie celular produciendo aglutinación.5,6

• Propiedades mitogénicas
• • Evaluación de la producción de citocinas (interferón e interleucinas).
  • Determinación de fenómenos de la respuesta inmune (inmunosupresión).
  • La relación que existen entre virus patógenos y su resistencia a ellos.
  • Evaluación de terapias antirretrovirales.
  • Efectos citotóxicos de algunas drogas en células mononucleares.
  • Efectos de la nutrición en la proliferación de linfocitos.
  • Inducción de genes en linfocitos.
  • La detección de anormalidades cromosómicas.
• Caracterización e identificación de grupos sanguíneos.
• Podrían en el futuro utilizarse como vacunas.
• • Actúan contra un amplio rango de microorganismos.
  • Estimularían inmunidad a varios niveles del ciclo de los microorganismos patógenos
  • Tienen buena potencia contra microorganismos bacterianos.

6. Conclusiones

• Las lectinas son un arma muy poderosa para el estudio de los determinantes antigénicos en cualquier proceso biológico.
• Las lectinas pueden inhibir o potenciar un proceso infeccioso o parasitario.
• También son una herramienta muy útil para potenciar o inhibir algunos efectos fisiológicos.
• Se usan además para la detección de transformaciones malignas en células, como agentes anticancerígenos y como medicamentos para prevenir metástasis.

7. Bibliografía

1.-.Bernard D, Davis. 1993. Tratado de Microbiologia. Segunda edición. Edit. Salvat, Editores. Pp 1151. 2.- Bohinski, Robert C.1991.Bioquímica.Cap.10.Quinta edición.Edit. Addison-Wesley Iberoamericana.pp 411 3.- Córdoba, Edgar.2000.Presencia de lectinas en Eichornia crassipes y Lemna minor recervorios de Vibrio cholerae pp.18-21. (tesis). 4.- Giles Rios, Héctor Hugo.1998.Identificación de lectinas en plantas medicinales y su actividad sobre los mecanismos de adhesión en los procesos infecciosos causados por E. coli enterohemorrágica 0157: H7.pp 13-15 (tesis). 5.- Hernández Díaz, Patricia, Martín González,Odalys.2002. Laboratorios BETERA. Aplicaciones de las lectinas. http://bvs.sld.cu/revistas/hih/vol15_2_99/hih02299.htm

6.- Jaramillo T.,Antonio Carlos MD. 2002. Adhesinas y otras lectinas microbianas que tienen que ver con la virulencia, la disfunción edotelial y epitelial. http://www.edotelio.com/adhesinas.htm 7.- Lynch, Albert.1993. Bioquímica. Las Bases moleculares de la Estructura y función celular . Cap. 35. Segunda edición. pp 1008-1009 8.- Mattews,van Holde. 200. Bioquímica. Cap.9. Segunda Edición. Edit. Mc Graw-Hill Interamericana. pp 344-345 9.- Pérez Cornelio, Mirna. 1999. Identificación de lectinas en frutas medicinales, su participación en la Hemaglutinación de la cepa E. coli enterohemorrágica 0157: H7. pp 11-15 (tesis). 10.-T.C.B… g- Hansen. 1993. Lectins function. Biology-Biochemistry. Vol. 5. pp 197 11.- http://www.cermav.cnrs.fr/databank/lectine/

Resumen: El objetivo de este trabajo es el de dar un panorama general sobre la importancia, tipos principales y aplicación de las lectinas, para lo cual se realizó una búsqueda bibliográfica sobre lo más relevante del tema. Las lectinas forman un grupo de proteínas que abundan en la naturaleza, principalmente en plantas con flores y frutos, y en diversos organismos como animales, bacterias , virus y algunos parásitos. Tienen la propiedad de formar enlaces específicos con carbohidratos, esto es, tienen una alta afinidad para reconocer y unirse reversiblemente a residuos glicosídicos y aglutinarlos. al formar parte de la membrana de plantas, animales, bacterias y parásitos participan en el fenómeno de adhesión, por lo tanto, pueden inhibir o potenciar los procesos infecciosos y estimulan la división de muchas células de tejidos animales, debido a estas propiedades y algunas otras son herramientas valiosas en estudios de investigación biológica tales como: estructura de membranas, detección de tumores y tipificación de grupos sanguíneos y en algunos ensayos histoquímicos y enzimáticos. Actualmente se han reportado varios estudios sobre su uso para estudiar cambios estructurales en los glicoconjugados presentes en las superficies celulares. Por todo lo expuesto anteriormente, es interesante conocer más acerca del comportamiento de estas moléculas proteicas y su participación en los procesos fisiológicos. Palabras Clave: Adhesinas, lectinas, glicoproteínas, sialoglicoconjugados acción mitogénica

Autor:

María Edith Riaño Sánchez.

Facultad de Química Farmacéutica Biológica. Universidad Veracruzana. Maestría en Análisis Clínicos. Bioquímica General.