Las fimbrias P (también llamadas pili asociados a pielonefritis), pili P o Pap, son un tipo de fimbrias acopladas a chaperonas (específicamente de la familia π), presentes en la superficie de bacterias de la especie Escherichia coli. Las fimbrias P se consideran uno de los factores de virulencia más importantes en E. coli uropatógena y desempeñan un papel importante en las infecciones del tracto urinario superior. Las fimbrias P median la adhesión a las células del huésped, un paso clave en la patogénesis de dichas infecciones.
Estructura y expresión
Las fimbrias P forman estructuras lineales relativamente grandes con origen en la superficie de la bacteria. Con longitudes de 1 a 2 µm, los pili pueden llegar a ser incluso más largos que el diámetro de la bacteria. La estructura principal de la fimbria está formada por alrededor de mil copias de la proteína principal de las subunidades de la fimbria PapA, dando lugar a una varilla con forma helicoidal. El extremo corto de la fimbria está formado por las subunidades PapK, PapE, PapF y la adhesina terminal PapG, cuya función es mediar en la adhesión.
Estas fimbrias se sintetizan mediante un sistema "chaperone-usher". Por otro lado, las proteínas que forman esta estructura son formadas a través del operón Pap, localizado en fracciones del ADN genómico bacteriano que le otorgan al microorganismo los factores de virulencia, llamado islas de patogenicidad . Los genes de dicho operón codifican cinco proteínas estructurales (PapA, PapK, PapE, PapF y PapG), cuatro proteínas implicadas en el transporte y ensamblaje (PapD, PapH, PapC y PapJ) y dos proteínas (PapB y PapI) que regulan la expresión del operón.
Función durante la infección La E. coli uropatógena comienza a invadir el tracto urinario a través de la adhesión a las células del epitelio urinario del huésped. A su vez, esta primera colonización impide que las bacterias patógenas sean eliminadas de las vías urinarias a través de la micción. El extremo de PapG funciona como adhesina, la cual permite la unión de las fimbrias P al epitelio. Han sido identificados cuatro alelos de PapG capaces de adherirse a distintos glucolípidos de las células del huésped. En humanos, las variantes con mayor interés clínico son PapGII y PapGIII.
PapGII tiene preferencia de adhesión por un globósido (GbO4) muy común en las células del epitelio renal humano. Además, esta variante da lugar a una potente respuesta inflamatoria que daña el tejido. Los pili con la variante PapGII se encuentran en la mayoría de las cepas de E. coli que causan complicaciones clínicamente graves como pielonefritis, bacteriemia y posterior extensión al torrente sanguíneo (sepsis).
Por otra parte, la variante PapGIII se une a un globósido distinto, denominado antígeno de Forssman (GbO5), así como a los isorreceptores presentes en el tracto urinario humano. Las cepas de E. coli portadoras del gen papGIII se asocian con infecciones del tracto urinario inferior (cistitis) y bacteriuria asintomática .
Por último, las adhesinas PapGI se unen preferentemente a otro globósido de membrana, la globotriaosilceramida (GbO3). No se conocen los isorreceptores de PapGIV. Las cepas de E. coli portadoras de los genes de PapGI y PapGIV no suelen ser patógenas para los humanos. +Frecuencia (en %) de variantes papGII y papGIII en relación con el origen clínico de E. coli aislada de distintas muestras heces bacteriuria asintomática cistitis pielonefritis urosepsis papGII 15 20 20 60 70 papGIII 10 15 20 20 10
Las fimbrias de tipo 1 y P de Escherichia coli uropatógena (UPEC) son las fimbrias prototípicas, se ensamblan a través de una variedad de sistemas de translocación de proteínas diferentes, incluyendo: la vía chaperona-usher (CU), la vía de secreción de tipo IV y la vía de precipitación de nucleación extracelular. La biogénesis de fimbrias por la vía CU requiere una chaperona del Periplasma y una plataforma de ensamblaje de membrana externa denominada usher. La chaperona media el plegamiento de las proteínas de la subunidad fimbrial, previene su polimerización en el periplasma y dirige su paso al usher. El usher actúa a su vez como una plataforma de ensamblaje; forma un andamiaje de unión para los complejos proteína-chaperona de la subunidad fimbrial del periplasma y facilita el ensamblaje del orgánulo estructural denominado fimbria.
Estas estructuras pueden constar de cientos de copias de una sola proteína, la subunidad fimbrial principal, también llamada pilina. Alternativamente, las fimbrias pueden estar compuestas por un filamento de pilina con proteínas adicionales en sus extremos, conocidas como subunidades fimbriales menores o adhesinas. 65px|.
Referencias
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