Alfa defensina

Las alfa defensinas son una familia de péptidos defensínicos de mamíferos de la subfamilia alfa. También se conocen como criptdinas y se producen en el intestino delgado. Criptdina es un acrónimo de cripta y defensina.

Las defensinas son péptidos antimicrobianos catiónicos de 2-6 kDa, activos contra numerosas bacterias gramnegativas y grampositivas, hongos y virus con envoltura, que contienen tres pares de enlaces disulfuro intramoleculares. Según su tamaño y patrón de enlaces disulfuro, las defensinas de mamíferos se clasifican en las categorías alfa, beta y theta. Las alfa-defensinas, identificadas en humanos, monos y varias especies de roedores, son particularmente abundantes en los neutrófilos, ciertas poblaciones de macrófagos y células de Paneth del intestino delgado.Las defensinas se producen de forma constitutiva o en respuesta a productos microbianos o citocinas proinflamatorias. Algunas defensinas también se denominan corticostatinas porque inhiben la producción de corticosteroides estimulada por la corticotropina. El mecanismo por el cual las defensinas destruyen o inactivan los microorganismos no se comprende completamente. Sin embargo, se cree generalmente que la destrucción se produce como consecuencia de la alteración de la membrana microbiana. La topología polar de las defensinas, con regiones cargadas e hidrofóbicas separadas espacialmente, les permite insertarse en las membranas fosfolipídicas, de modo que sus regiones hidrofóbicas quedan enterradas en el interior de la membrana lipídica y sus regiones cargadas (principalmente catiónicas) interactúan con los grupos de cabeza aniónicos de los fosfolípidos y el agua. Posteriormente, algunas defensinas pueden agregarse para formar poros tipo canal; otras pueden unirse a la membrana microbiana y cubrirla como una alfombra. El resultado neto es la alteración de la integridad y la función de la membrana, lo que finalmente conduce a la lisis de los microorganismos. Algunas defensinas se sintetizan como propéptidos que podrían ser relevantes para este proceso. Las alfa-defensinas del intestino del ratón se denominaban históricamente criptinas cuando se descubrieron.HNP-1, HNP-2 y HNP-3 están codificados por dos genes, DEFA1 y DEFA3, localizados en el cromosoma 8, posición 8p23.1. DEFA1 y DEFA3 codifican péptidos idénticos, excepto por la conversión del primer aminoácido de alanina en HNP-1 a ácido aspártico en HNP-3; HNP-2 es una isoforma truncada en el extremo N-terminal que carece del primer aminoácido. Los péptidos de neutrófilos humanos se encuentran en las arterias ateroscleróticas humanas, inhiben el metabolismo de las LDL y la fibrinólisis, y promueven la unión de Lp(a).Al igual que otras alfa-defensinas, las criptdinas son pequeños péptidos catiónicos de 32 a 36 aminoácidos de longitud. Poseen seis cisteínas conservadas que forman una matriz de tridisulfuro con una disposición de pares de cisteínas característica de las alfa-defensinas. Las criptdinas también presentan una estructura secundaria y terciaria dominada por una lámina beta tricatenaria. La topología que surge de esta estructura es una forma globular anfipática en la que los extremos se aparean opuestos a un polo que incluye un grupo de residuos catiónicos.Secuencias de las principales α-defensinas humanas:

Gene	Aliases	Peptide	Secuencia
DEFA1	HNP1	neutrófilo humano 1	ACYCRIPACIAGERRYGTCIYQGRLWAFCC
	HNP2	neutrófilo humano 2	CYCRIPACIAGERRYGTCIYQGRLWAFCC
DEFA3	HNP3	neutrófilo humano 3	DCYCRIPACIAGERRYGTCIYQGRLWAFCC
DEFA4	HNP4	neutrófilo humano 4	VCSCRLVFCRRTELRVGNCLIGGVSFTYCCTRV
DEFA5	HD5	human defensin 5	ATCYCRHGRCATRESLSGVCEISGRLYRLCCR
DEFA6	HD6	human defensin 6	AFTCHCRRSCYSTEYSYGTCTVMGINHRFCCL

Los genes que codifican las cripdinas se encuentran en el brazo proximal del cromosoma 8 del ratón. Son similares a otros genes de alfa-defensinas entéricas en que presentan una estructura de dos exones. El primer exón codifica un péptido señal canónico N-terminal y una prorregión presente en el precursor de la cripdina. El péptido maduro y procesado es codificado por el segundo exón, separado del primero por un intrón de ~500 pb.Biosintetizadas como precursoras con una prorregión aniónica N-terminal, las criptinas se empaquetan en los gránulos secretores apicalmente dirigidos de las células de Paneth. Durante este proceso, y quizás posteriormente, las precursoras son escindidas por la metaloproteinasa de matriz-7 (matrilisina; MMP-7). Como resultado de esta proteólisis, la forma madura C-terminal se libera de la prorregión.Con la capacidad de eliminar bacterias grampositivas y gramnegativas, hongos, espiroquetas y algunos virus envueltos, las cripdinas se clasifican como péptidos antimicrobianos de amplio espectro. Aunque es la menos expresada de las seis isoformas, la cripdina-4 es la más bactericida. Sin embargo, las procripdinas no son bactericidas y, por lo tanto, requieren la degradación de la prorregión por MMP-7 para su activación. En respuesta a antígenos bacterianos, las células de Paneth liberan sus gránulos secretores en el lumen de las criptas intestinales. Allí, las cripdinas, junto con otros péptidos antimicrobianos expresados por las células de Paneth, contribuyen a la inmunidad innata de la mucosa entérica al limpiar la cripta intestinal de posibles patógenos invasores.Inicialmente, los péptidos de alfa-defensinas humanas se aislaron de los neutrófilos, por lo que se denominan péptidos de neutrófilos humanos. Los péptidos de neutrófilos humanos también se conocen como α-defensinas.Las alfa-defensinas humanas derivadas de neutrófilos (HNP) son capaces de potenciar la fagocitosis por parte de los macrófagos murinos. Se ha descrito que las HNP1-3 aumentan la producción del factor de necrosis tumoral (TNF) e IL-1, a la vez que disminuyen la producción de IL-10 por los monocitos. Es probable que el aumento de los niveles de factores proinflamatorios (p. ej., IL-1, TNF, histamina y prostaglandina D2) y la disminución de los niveles de IL-10 en el foco de infección microbiana amplifiquen las respuestas inflamatorias locales. Esto podría verse reforzado por la capacidad de algunas alfa-defensinas humanas y de conejo para inhibir la producción de glucocorticoides inmunosupresores al competir por la unión de la hormona adrenocorticotrópica a su receptor. Además, las alfa-defensinas humanas pueden potenciar o suprimir la activación de la vía clásica del complemento in vitro mediante la unión al complemento C1q en fase sólida o fluida, respectivamente. La capacidad de las defensinas para mejorar la fagocitosis, promover el reclutamiento de neutrófilos, aumentar la producción de citocinas proinflamatorias, suprimir los mediadores antiinflamatorios y regular la activación del complemento sugiere que las defensinas regulan positivamente las defensas inflamatorias innatas del huésped contra la invasión microbiana.Las defensinas neutrófilas humanas 1, 3 y 4 se encuentran elevadas en aspirados nasales de niños con infección natural por adenovirus. En un pequeño estudio, se detectó un aumento significativo en los niveles de alfa-defensina en lisados de células T de pacientes con esquizofrenia; en pares de gemelos discordantes, los gemelos sanos también presentaron un aumento, aunque no tan alto como el de sus hermanos enfermos.

El ensayo antibacteriano de recuento virtual de colonias se desarrolló originalmente para medir la actividad de las seis alfa-defensinas humanas en la misma microplaca.Las HNP se han estudiado ampliamente como marcadores plasmáticos de diversas enfermedades, como la aterosclerosis, las enfermedades reumáticas, las infecciones, el cáncer, la preeclampsia y la esquizofrenia. Los anticuerpos dirigidos contra la HNP-1 completamente procesada parecen tener baja afinidad por los propéptidos, las proHNP. Un estudio reciente utilizó anticuerpos dirigidos contra las proHNP para demostrar que las formas predominantes de alfa-defensinas en el plasma son, de hecho, proHNP. Las proHNP son sintetizadas exclusivamente por los precursores de neutrófilos en la médula ósea y parecen ser marcadores muy específicos de la granulopoyesis. Las proHNP son sintetizadas exclusivamente por los precursores de neutrófilos en la médula ósea y parecen ser marcadores muy específicos de la granulopoyesis.Las criptadinas son productos proteicos de una familia relacionada de genes altamente polimórficos que se expresan específicamente en las células de Paneth de ratón en la base de las criptas intestinales. Se caracterizaron inicialmente como productos de ADNc derivados del ARN del intestino delgado de ratón. Hasta la fecha, se han descrito más de 25 transcripciones que codifican criptadinas. A pesar de la expresión de un número relativamente grande de isoformas de criptadina, solo se han aislado 6 a nivel proteico. La nomenclatura convencional clasifica las isoformas de las criptadinas 1 a 6 en orden de descubrimiento. Las estructuras primarias de las isoformas de criptadina son altamente homólogas. La mayoría de las diferencias entre las isoformas residen en la identidad de los residuos en los extremos N y C.

• Defensin
  • α-defensin
  • β-defensin
  • θ-defensin
• Cryptdin