Ureases microbianas como fatores de virulência

A atividade enzimática das ureases permite que microrganismos utilizem uréia com fonte única de nitrogênio. A grande maioria das bactérias é produtora de urease, algumas de forma constitutiva, e em outras, de forma induzida. Fungos também são produtores de ureases. 

As ureases bacterianas são multímeros de duas ou três subunidades, que correspondem a “domínios” da cadeia única de ureases vegetais e fúngicas. Ver Ureases – aspectos estruturais

Além do valor adaptativo, permitindo a sobrevivência em meio rico em uréia, a urease é um reconhecido fator de virulência para algumas bactérias  e fungos patogênicos. Ver Carlini & Polacco, 2008, para uma revisão. 

Entre as bactérias ureolíticas, as patogênicas são as mais frequentemente estudadas, uma vez que a patogênese realciona-se à hidrólise da uréia, ocasionando aumento do pH e toxicidade pela amônia e seus derivados (Burne & Chen, 2000; Follmer, 2010). A uréia, sendo uma forma de excreção de nitrogênio da maioria dos animais terrestres, está amplamente disponível para bactérias ureolíticas. Em humanos, os sistemas urinário e digestório são os locais mais comuns de infecção por essas bactérias. O aumento do pH da urina pode causar várias complicações em humanos, com a precipitação de sais solúveis na urina, causando a formação de cálculos renais, incrustação de catéteres e pionefrite. Tais cálculos são compostos, principalmente, por estruvita e apatita, e seu principal agente causador é a bactéria Proteus mirabilis, além de Ureoplasma ureoliticus (Mobley et al., 1995, Burne & Chen, 2000).

A colonização da mucosa gástrica pela espiroqueta Helicobacter pylori  é possibilitada pela ação de sua urease, que cria um micro-ambiente de pH mais favorável à sobrevivência da bactéria causadora de gastrite e câncer gástrico (para uma revisão, ver Olivera-Severo et al., 2006). 

A bactéria Mycoplasma tuberculosis, causadora da tubercolose, sobrevive no interior de fagolisossomos das células infectadas graças à atividade de sua urease, que alcaliniza o meio acídico e neutraliza as catepsinas presentes  (Sendide et al., 2004). 

A urease do fungo Coccidioides immitis, o agente da febre do Vale de São Joaquim, é necessária no processo de colonização do pulmão pelo fungo (Li et al., 2001). A produção de urease também mostra correlação positiva com a patogenicidade de outros fungos patogênicos para humanos, como o Paracoccidioides brasiliensis (Rappleye and Goldman, 2006) e as leveduras Cryptococcus neoformans e C. gattii (link 5.2) (Cox et al., 2000). 

No LaNeurotox, investigamos como propriedades não enzimáticas de ureases podem contribuir para as doenças pelas bactérias patogênicas para humanos,  Helicobacter pylori  e Proteus mirabilis, e a do fungo Cryptococcus gattii.

 

Para as referências bibliográficas do nosso grupo, acesse publicações selecionadas ou consulte o CV Lattes de Célia Carlini. 

Referências citadas:

Burne RA and Chen YY. (2000). Bacterial ureases in infectious diseases. Microbes Infect. 2, 533-42.

Cox GM, Mukherjee J, Cole GT, Casadevall A, Perfect JR. (2000). Urease as a virulence factor in experimental cryptococcosis. Infect. Immun. 68:443–448.

Follmer C. (2010). Ureases as a target for the treatment of gastric and urinary infections. J. Clin. Pathol. 63, 424430.

Li K, Yu JJ, Hung CY, Lehmann PF, Cole GT. (2001). Recombinant urease and urease DNA of Coccidioides immitis elicit an immunoprotective response against coccidioidomycosis in mice. Infect. Immun. 69:2878–2887.

Mobley HL, Island MD, Hausinger RP. (1995).  Molecular biology of microbial ureases. Microbiol. Rev. 59, 451-480.

Rappleye CA and Goldman WE. (2006). Defining virulence genes in the dimorphic fungi. Annu. Rev. Microbiol. 60:281–303.

Sendide K, Deghmane AE, Reyrat JM, Talal A, Hmama Z. (2004). Mycobacterium bovisBCG urease attenuates major histocompatibility complex class II trafficking to the macrophage cell surface. Infect. Immun. 72:4200–4209.

 

Veja também:

  1. Proteus mirabilis – patógeno urinário, artrite e meningite neonatal
  2. Helicobacter pylori – agente causal de gastrite e câncer gástrico
  3. Cryptococcus gattii – agente causal de criptococose