IMPORTANCIA Y APLICACIONES DE LAS LECTINAS

Indice
1.
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.5
Se 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.5
Fué 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,
9
Otra 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.4
Además 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

 (Para ver el gráfico faltante haga click en
el menú superior "Bajar Trabajo")

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
galactosa6,9,10
Estas 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".6
En 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.