H. Pylori FACTORES VIRULENCIACag: Debido a la actual heterogeneidad genéticaPAIdentro de la H. genomas pylori, factores de virulencia bacteriana probablemente juegan un papel importante en la determinación del resultado de la H. pyloriinfección. La isla de patogenicidad cag (cag PAI) es un elemento de ADN de 40 kb de inserción que contiene 27 a 31 genes, flanqueada por 31 pb repeticiones directas y codifica una de las más intensamente investigadas H. proteínaspylori, CagA ( 7 , 43 , 60 ). CagA fue inicialmente identificado en la década de 1990, y la expresión de CagA se encontró que se asocia fuertemente con úlcera péptica ( 62 , 67 ). Debido a su asociación con la enfermedad clínica, la cag PAI es ahora un bien caracterizado H. determinante pylori virulencia, y CagA se utiliza con frecuencia como un indicador de la presencia de toda la cag PAI.Aproximadamente 60 a 70% de Western H. pylori y casi el 100% de las cepas de Asia Oriental expresa CagA ( 10 , 43 , 310 ). Aunque todos H. pylori induce gastritis, las cepas que contienen el PAI cag (cag +) aumentan los riesgos para la gastritis severa, gastritis atrófica y cáncer gástrico distal en comparación con aquellos con cepas que carecen de la isla cag (cag-mutantes deficientes) ( 34 ,62 , 67 , 68 , 167 , 240 , 245 , 252 , 265 , 287 , 311 , 325 ). Al menos 18 genes codifican cag componentes de un aparato de secreción tipo IV bacteriana que funciona para exportar proteínas bacterianas través de la membrana bacteriana y en acogida células epiteliales gástricas.CagAH. pylori son frecuentemente segregados en cepas cagA-positivas y cagA-negativas, dependiendo de la presencia o ausencia del producto génico terminal de la isla CAG, CagA. El H. pylori proteína CagA es de 120 - a la proteína de 140 kDa, que se desplaza en las células huésped por el sistema de secreción tipo IV cag después de la adhesión bacteriana. Una vez dentro de la célula huésped, CagA es fosforilada en tirosina glutamato-prolina-isoleucina-tirosina-alanina (EPIYA) los motivos de células e induce cambios morfológicos, inicialmente se denominó "el fenotipo colibrí", que se asocian con aumento de la migración celular ( 20 , 226 y 279 , 292 , 293 ) (véase "fosforilación dependiente de la señalización celular CagA de acogida").Hasta la fecha, cuatro distintos motivos EPIYA (EPIYA-A,-B,-C, y D) han sido identificados dentro de la región polimórfica carboxi-terminal de CagA, y se distinguen por diferentes secuencias de aminoácidos que rodean el motivo EPIYA ( 128 , 134 , 215 ). EPIYA-A y B motivos están presentes en las cepas en todo el mundo, mientras que EPIYA-C se encuentra normalmente sólo en las cepas de los países occidentales (Europa, Norteamérica y Australia). El número de sitios EPIYA-C puede variar, sin embargo, la mayoría de las proteínas CagA contienen un único sitio EPIYA-C (tipo ABC), y EPIYA-A y sitios EPIYA-B son fosforilados a un menor grado que EPIYA-C sitios. En las cepas occidentales, un mayor número de CagA EPIYA-C sitios es un indicador importante del riesgo de desarrollar cáncer gástrico ( 31 ). El motivo EPIYA-D se encuentra casi exclusivamente en las cepas de Asia del Este de Japón, Corea del Sur y China), y las cepas que contienen este motivo inducir a una mayor cantidad de interleuquina-8 (IL-8) a partir de las células epiteliales gástricas que lo cepas portadoras de Occidental tipo ABC CagA ( 19 , 128 ).CagA fosforilación dependiente de la señalización celular de acogida.Una vez que se fosforila por miembros de las familias Abl y Src de quinasas, CagA fosfo-objetivos e interactúa con numerosos efectores intracelulares. Fosfo-CagA activa una fosfatasa de tirosina eucariotas (SHP-2), lo que lleva a la activación sostenida de las reguladas por señales extracelulares-quinasas 1 y 2 (ERK1 / 2), adaptador de Crk ( 133 ), y C-terminal quinasa Src, en una fosforilación de la tirosina dependiente de la forma en que Asia Oriental ABD tipo CagA exhibe fuerte actividad de unión de SHP-2 que Occidental del tipo ABC CagA ( 133 ).Interacciones de la fosfo-CagA con C-terminal quinasa Src se activan rápidamente un circuito de retroalimentación negativa a regular a la baja Src de señalización ( 315 ).En una línea celular de adenocarcinoma gástrico humano (AGS), el desplazamiento y posterior fosforilación de CagA resultado en el "fenotipo colibrí", un fenotipo asociado con el alargamiento de las células y la dispersión de células ( 209 , 279). En las células AGS, la interacción entre los fosfo-CagA y SHP-2

aumenta la duración de la activación de ERK, de una manera independiente de Ras o fosfatidilinositol 3-quinasa (PI3K), y los resultados en la elongación celular ( 132). La interacción entre CagA y SHP-2 también desfosforila e inactiva la quinasa de adhesión focal (FAK), lo que resulta en la elongación celular ( 316 ). Fosforilado CagA también induce la elongación celular mediante la inducción de un defecto en la retracción de células, sin embargo, las moléculas de señalización requeridos para este fenotipo permanecer indefinido ( 38 ). Además, la actividad catalítica de c-Src es inhibida por fosforilados CagA, que conduce a la desfosforilación de tirosina de la actina proteínas cortactin unión, ezrina, y vinculina, que conduce a la elongación celular ( 208 , 280 , 281 ).CagA fosforilación independiente de la señalización de la célula huésped. Fosforilada CagA también ejerce efectos dentro de la célula que contribuyen a la patogénesis. Translocación, pero no la fosforilación de CagA conduce a la activación aberrante de β-catenina, la alteración de los complejos de unión apical, y una pérdida de la polaridad celular ( 13 , 27 , 101 , 212 , 269 ,303 ). Fosforilada CagA se dirige a la proteína de adhesión celular E-cadherina, el receptor del factor de crecimiento de hepatocitos c-Met, la fosfolipasa C gamma (PLC-γ), los Grb2 adaptador de proteínas, y la partición-quinasa defectuosa 1b/microtubule afinidad regulación de la quinasa 2 (PAR1b / Mark2) ( 53 , 205 ,212 , 269 ), lo que conduce a las respuestas pro-inflamatorias y mitogénico, la interrupción de las uniones célula-célula, y la pérdida de la polaridad celular.Fosforilada CagA asociados con la estrecha unión del epitelio andamios proteínas zonula occludens 1 (ZO-1) y la molécula de proteína de la transmembrana de adhesión de la unión A (JAM-A), que conduce a la naciente Asamblea, pero incompleto de las uniones estrechas en sitios ectópicos de la adhesión bacteriana ( 13 ) . Recientemente, CagA fue demostrado que se unen directamente PAR1b/MARK2, un regulador central de la polaridad celular, y para inhibir su actividad quinasa, así como a dysregulate formación huso mitótico, promoviendo así una pérdida de la polaridad celular (véase "apical-junctional complejos") ( 179, 269 , 320 ). Si bien es evidente que no tirosina fosforilados formas mutantes de CagA ejercen efectos en las células epiteliales gástricas, a nuestro entender, actualmente no hay evidencia directa de CagA fosforilada en la célula huésped.CagA es uno de los más intensamente investigado H. proteínas pylori, y hasta la fecha, es la proteína bacteriana efector sólo sabe que ser trasladadas por el sistema de secreción tipo IV cag. Como se mencionó anteriormente, los estudios con modelos animales y cultivos celulares han proporcionado pruebas de la importancia de CagA de H. patogénesis pylori y han puesto de relieve la amplia gama de funciones de la célula huésped con el que pueden interferir CagA. La generación de ratones transgénicos que expresan CagA ha proporcionado una evidencia más directa de una relación causal entre CagA y la oncogénesis, demostrando que la expresión transgénica de CagA conduce a la proliferación de células epiteliales gástricas y el carcinoma. Estos cambios no se observaron en ratones que expresan la fosforilación resistente CagA ( 231 ). En general, hay una fuerte evidencia de que funciona como una oncoproteína CagA bacteriana en los mamíferos. Sin embargo, los modelos experimentales que están actualmente disponibles no han proporcionado todas las respuestas. Cultivo de células y modelos animales a menudo proporcionan datos contradictorios, y los cambios patológicos reportados para ratones transgénicos CagA se produjo en ausencia de inflamación, que está en marcado contraste con lo que se ve en los seres humanos ( 231 ). Además, sólo una pequeña fracción de los individuos colonizados por CagA-positivo H. pylori desarrollar cáncer gástrico. Aún queda mucho por aprender acerca de las circunstancias que se unen para permitir CagA para iniciar la carcinogénesis. Hasta hace muy poco, no estaba claro cómo CagA se entrega realmente en la célula huésped. Sin embargo, Murata-Kamiya y sus colegas han informado de que el H. pylori induce la aparición de un fosfolípido anfitrión, fosfatidilserina, en el folleto externa de la membrana plasmática, donde CagA específicamente pueden interactuar y ganar la entrada en las células ( 211 ).Áreas fértiles para la investigación futura se incluyen estudios para determinar el

mecanismo específico por el cual CagA se internaliza y cuando durante la infección crónica CagA se desplaza en las células huésped.PeptidoglicanoAdemás de CagA, el sistema de secreción cag también puede ofrecer componentes de H. pylori peptidoglicano en las células huésped. Peptidoglicano interactúa con la molécula huésped Nod1 intracelular de reconocimiento de patrones, que actúa como un sensor para componentes peptidoglicano procedentes de bacterias Gram-negativas. La interacción de H. pyloripeptidogylcan con NOD1 conduce a la activación de NF-kB que dependen de las respuestas pro-inflamatorias, tales como la secreción de IL-8 ( 323 ) o β-defensinas-2 ( 37 ). H. peptidoglicano pylori trasladadas se ha demostrado para activar otro host vías de señalización que se asocian con un mayor riesgo de desarrollar cáncer gástrico. Por ejemplo, un estudio reciente ha demostrado que elH. pylori trasladadas peptidoglicano puede activar PI3K-AKT señalización, lo que lleva a la disminución de la apoptosis y la migración celular aumentada ( 214). Otro estudio reveló que la detección de H. intracelulares pylori componentes peptidoglicano desencadena una cascada de señalización intracelular, que culmina en la producción de interferón de tipo I (IFN) ( 331 ).La toxina VacAUn independiente H. lugar pylori relacionado con el riesgo de enfermedad mayor es vacA, que codifica la toxina secretada Vaca ( 61 , 64 , 247 , 276 ). Vaca fue identificado por primera vez como una citotoxina proteica que induce vacuolización intracelular de las células en cultivo ( 173 ). Se purificó posteriormente a la homogeneidad de H. pylori sobrenadantes de cultivo de caldo y se identificó como una proteína de aproximadamente 87 kDa en su forma desnaturalizada ( 61 ). VacA inhibe respuestas de células T a H. pylori, que puede contribuir a la longevidad de la infección ( 35 , 111 , 299 ).El gen vacA está presente en la mayoría de H. pylori, sin embargo, diferencias considerables en las actividades vacuolizante se observan entre las cepas. Esta variación se atribuye a las variaciones en las estructuras de genes vacA dentro de la señal (s) región, la región media (m), y el más recientemente identificados intermedio (i) región, que se encuentra entre la s y regiones m ( 259 ). La región s es estratificada en subtipos S1 y S2 y codifica un componente del péptido señal y el extremo N de la proteína madura. La región m parcialmente codifica la 55-kDa C-terminal de la subunidad y se clasifica como del tipo M1 o M2. VacA s1/m1 cepas quiméricos inducen una mayor vacuolización de hacer s1/m2 cepas, y típicamente no hay actividad en el vacuolizante s2 / cepas m2 ( 24 , 61 , 259 ,321 ). En la población occidental, el alelo vacA s1/m1 está fuertemente asociada con la enfermedad de úlcera duodenal y gástrica y con cáncer gástrico ( 24 , 25 ,203 ). Las cepas de Asia Oriental son casi todos s1/m1 vacA y, como se predijo, no están asociados con ningún resultado clínico específico. Hay dos subtipos i región, I1 e I2, la región que juega un papel funcional en la vacuolización, ya que las cepas vacA s1/i1/m2 se vacuolizante tipos y cepas vacA s1/i2/m2 no inducen vacuolización. Todos los alelos s1/m1 vacA son de tipo I1, todos los alelos S2/M2 son de tipo i2, y s1/m2 alelos puede ser I1 o I2 ( 259 ). En un estudio de 73 H. infectados pylori pacientes iraníes, la colonización con cepasvacA i1 está fuertemente asociada con el cáncer gástrico. Esta asociación con el cáncer gástrico puede ser más fuerte que las asociaciones de vacA s m u otro tipo o estado cag ( 259 ). Entre H. pylori aisladas de pacientes en Irak y en Italia, las cepas vacA i1 se asociaron con la enfermedad de úlcera gástrica ( 31 ,74 , 141 ). Sin embargo, en Asia oriental y el sudeste de Asia las poblaciones, donde la incidencia de cáncer gástrico es alto, la vacA i-región de subtipo no está asociado con el riesgo de la enfermedad ( 228 ).Recientemente, una deleción de 81 pb entre la región m, y la región i se identificó y se denomina la región d; cepas d1 no tienen supresión, mientras que las cepas del tipo D2 contienen un 69 - a 81-bp supresión. Para un pequeño número de cepas occidentales, pero las cepas asiáticas no al este, vacA tipo D1 se asoció significativamente con la infiltración de neutrófilos y la atrofia de la mucosa gástrica, lo que podría hacer que el genotipo de la región d otro locus de riesgo para el cáncer gástrico y de úlcera péptica en las cepas de Occidente ( 229 ).

Las consecuencias de VacA dentro de la célula huésped. Similares a los elementos codificados por el cag PAI, VacA ejerce múltiples efectos sobre la estructura de las células epiteliales y los resultados en los fenotipos que incluyen alteración de la función barrera del epitelio gástrico y la modulación de la respuesta inflamatoria. Otros efectos de la VacA incluyen la interrupción de finales de endosomal compartimentos, lo que resulta en la formación de vacuolasin vitro ( 173 , 237 ), y la focalización de las mitocondrias, lo que lleva a una disminución en el potencial de membrana mitocondrial, la liberación de citocromo c, activación de la caspasa-8 y caspasa-9, y la inducción de laapoptosis in vitro ( 63 , 107 , 190 , 243 , 336 ).Uno de varios receptores que se une a VacA sobre las células epiteliales gástricas es el receptor de tipo tirosina fosfatasa RPTPβ proteína. Este receptor regula la proliferación celular, la diferenciación, y la adhesión, todo lo cual probablemente juegan papeles en ulcerogénesis ( 105 ). La administración oral de ácido activado y después se neutralizó VacA de tipo salvaje RPTPβ + / + ratones tiene un profundo efecto sobre el epitelio gástrico. Dentro de 2 días de la administración VacA, sangrado abundante se desarrolla en el estómago, lo cual conduce al desarrollo de úlceras gástricas y la atrofia gástrica. En marcado contraste, RPTPβ - / - ratones que recibieron VacA son resistentes al desarrollo de daño gástrico (105 ). Curiosamente, en cultivos primarios de células aisladas de cualquier RPTPβ- / - o RPTPβ ± + ratones, VacA induce vacuolización. Sin embargo, sólo las células aisladas de RPTPβ + /

+ ratones desprenderse de Matrigel en respuesta a Vaca, lo que sugiere que VacA induce úlceras gástricas a través de la señalización no RPTPβ, vacuolización ( 99 ).Informes recientes sugieren que CagA es capaz de regular a la baja los efectos de la Vaca en vacuolización de la célula huésped, y por el contrario, VacA puede regular a la baja actividad de CagA ( 232 , 308 ). Mecánica, Oldani et al.determinó que la tirosina fosforilados CagA bloques tráfico Vaca, que le impiden alcanzar su objetivo intracelular y la inducción de formación de vacuolas. A través de un mecanismo separado, unphosphorylated vacuolización CagA antagoniza mediante el bloqueo de la actividad VacA en la mitocondria ( 232 ). Por el contrario, VacA antagoniza los efectos de CagA en la dispersión y el alargamiento celular mediante la inactivación del receptor de factor de crecimiento epidérmico (EGFR) y HER2/neu, que suprime la activación de ERK1 / 2, activadas por mitógenos (MAP) quinasa y el fenotipo colibrí ( 308 ). Estos hallazgos resaltan aún más los mecanismos a través del cual H. pylori puede evitar la inducción de daño celular en exceso y mantener a largo plazo la colonización del nicho gástrico.Adhesinas yadherenciaOMPsde H. pylori al epitelio gástrico facilita la colonización inicial, la persistencia de la infección, y la entrega de los factores de virulencia para albergar las células epiteliales. Análisis de secuencias de seis H. completamente secuenciado pylorirevela que aproximadamente el 4% de la H. genoma pylori se prevé que codifican proteínas de membrana externa (OMP), que es mucho más que la de otras especies de bacterias conocidas. Expresión de OMP se ha asociado con enfermedades gastroduodenales (como veremos más adelante) y por lo tanto puede aumentar el riesgo de desarrollar cáncer gástrico ( 73 ).Baba. Sangre grupo de unión al antígeno adhesina (BABA) está codificado por el gen babA2, que se une a fucosilado antígeno Lewis b (Le b) en las superficies de las células epiteliales gástricas y es el más bien descrita H. OMP pylori ( 36 ,113 , 143 ). Los ratones transgénicos que expresan Le b en células de pozo y la superficie de mucosas han sido utilizados para demostrar que H. pylori se adhiere a las superficies de Le B-células que expresan ( 123 ). La gastritis que siguió es más grave que la observada en los ratones no transgénicos, a pesar de la densidad de colonización comparable, lo que sugiere que Le B-mediada por la colonización puede aumentar el potencial patógeno de H. pylori ( 123 ). Un estudio reciente utilizando el mismo sistema demostrado que la presión selectiva es ejercida por transgénica Le expresión b y dicta el patrón de expresión del antígeno Lewis en H. lipopolisacárido pylori (LPS) de Le X y Le Le y hacia la B (248 ).Los análisis de las especificidades de unión de H. pylori de todo el mundo sugieren que la adhesina Baba ha evolucionado en respuesta a la sede de los patrones de glicosilación de la mucosa para permitir la H. pylori para adaptarse a su huésped y

para mantener la colonización persistente ( 22 , 248 ). La presencia de babA2 se asocia con la enfermedad de la úlcera duodenal y cáncer gástrico, y cuando se encuentran en combinación con cagA y los alelos vacA s1, que se asocia con un mayor riesgo de desarrollar una enfermedad más grave (113 ). Los análisis más recientes de babA2 como un marcador de virulencia han producido datos contradictorios sobre la utilidad de babA2 expresión en la predicción de la evolución clínica, que es muy probable que depende del origen geográfico de la H. pylori. En las poblaciones de portugués y tailandés, babA2no es un biomarcador de la enfermedad de úlcera péptica o cáncer gástrico ( 52 ,110 ). Sin embargo, para las cepas aisladas a partir de Alemania, Turquía, o el norte de Portugal, la expresión babA2 se asocia con la gravedad de la enfermedad gástrica ( 26 , 86 , 113 ).Saba y OIPA. Ácido siálico vinculante adhesina (Saba) es una H. pyloriadhesina que se une a la estructura de carbohidratos sialil-Lewis antígeno xexpresado en el epitelio gástrico y está asociado con un riesgo incrementado de cáncer gástrico pero una reducción del riesgo de ulceración duodenal ( 354 ).Sialil-Lewis expresión x se induce durante la inflamación gástrica crónica, lo que sugiere que el H. pylori modula los patrones de glicosilación de células de acogida para mejorar el apego y la colonización ( 187 ). In vitro, el H. pyloriinduce la expresión de antígenos de Lewis sialil-x a través de la inducción del gen que codifica beta3 GlcNAc T5, una transferasa esencial para la biosíntesis de los antígenos de Lewis ( 195 ). Por otra parte, Saba está regulada por la variación de fase, de tal manera que la expresión de Saba rápidamente se puede cambiar "on" u "off" para adaptarse a los cambios ejercidos por el nicho gástrico ( 354 ).Proteína inflamatoria exterior (OIPA) es una proteína relacionada con la inflamación membrana externa ( 353 ). H. pylori contiene un gen funcionaloipA o no funcional, y la presencia de un gen funcional se asocia significativamente con la presencia de úlceras duodenales, cáncer gástrico, y el aumento de la infiltración de neutrófilos ( 102 , 354 ). OIPA expresión está vinculada a la IL-8 aumentó la producción in vitro ( 352 ). Un trabajo reciente con Mongolia jerbos infectados con el tipo salvaje H. pylori y una cepa isogénica oipA mutante demostrado el papel de OIPA en la inducción de las citoquinas IL-1 la mucosa, la IL-17, y factor de necrosis tumoral alfa (TNF-α) y en la inflamación de la mucosa gástrica ( 296 ). OIPA también está implicado en la regulación positiva de las metaloproteinasas de matriz 1 (MMP-1), una MMP asociado con el cáncer gástrico ( 347 ), en la inhibición de la glucógeno sintasa quinasa 3β (GSK-3β) ( 304 ), y en β-catenina a la translocación núcleo ( 102 ). La acumulación de β-catenina en los resultados del núcleo en la formación de heterodímeros con factores de transcripción LEF / TCF y en la activación transcripcional de genes que pueden influir en la carcinogénesis.Dupa. Úlcera duodenal gen promotor (Dupa) está situado en la zona de la plasticidad de la H. genoma pylori y puede ser otro marcador de virulencia novedoso. El análisis inicial de 500 H. pylori procedentes de Colombia, Corea del Sur y Japón mostraron un mayor riesgo de úlcera duodenal y un menor riesgo de cáncer gástrico en personas que llevan a dupa positivas cepas ( 178 ). in vitro, Dupa aumenta la producción de IL-8 ( 178 ). Sin embargo, un estudio posterior se centró en las cepas procedentes de Bélgica, Sudáfrica, China y los Estados Unidos no se encontraron relaciones significativas entre la expresióndupa y la úlcera duodenal, sino una asociación significativa con el cáncer gástrico ( 18 ). La comparación de las cepas procedentes de Irán e Irak indica que la expresión dupa se asocia significativamente con úlcera duodenal en cepas aisladas de Irak, pero no en los aislados de Irán ( 141 ). No se encontró asociación entre la expresión dupa y el cáncer gástrico o duodenal en las cepas procedentes de Japón ( 220 ) o Suecia ( 275 ), pero se observaron correlaciones entre dupa y la enfermedad de úlcera duodenal o cáncer gástrico en las cepas de China ( 275 ). En conjunto, parece probable que dupa puede promover la úlcera duodenal y / o cáncer gástrico en algunos, pero no todas las poblaciones,.FlaA. H. pylori posee un paquete unipolar de 3 a 5 flagelos, que se componen de tres elementos estructurales: la basal del cuerpo, el gancho, y el filamento (112 , 234 ). El filamento actúa como una hélice cuando se gira en su base y es un copolímero de la flagelina subunidades FlaA y Flab ( 175 , 295 ). FlaA es la

subunidad predominante, y Flab es la subunidad menor. La mutación de los resultados flaA en truncamiento flagelar y disminución de la motilidad in vitro (149 ). In vivo, FlaA y otras proteínas necesarias para el ensamblaje flagelar son esenciales para la infección persistente en roedores y modelos gnotobióticos lechones ( 79 , 157 , 160 ). A diferencia de la flagelina de Salmonella u otros patógenos Gram-negativos que colonizan las superficies mucosas, H. FlaApylori tiene una baja actividad intrínseca para activar Toll-like receptor 5 (TLR5), que pueden contribuir a la evasión de la respuesta inmune del huésped y la colonización persistente ( 15 , 114 , 170 ). Mutantes isogénicas de MotB, que codifica la proteína MotB motor flagelar y es necesario para la motilidad, también afectan significativamente la colonización ( 235 ). Además, comparando una cepa de H. no es cancerígeno pylori a un in vivo-adaptado cepa cancerígena, la cepa no es cancerígeno se encontró que contenía una mutación de un solo nucleótido en FlaA que los haga menos móviles que la cepa cancerígena ( 100 ). Así, la motilidad parece ser esencial para la colonización gástrica éxito y pueden contribuir a la patogénesis