Falolisina

La falolisina es una proteína que se encuentra en la especie Amanita phalloides del género Amanita de hongos, la especie comúnmente conocida como hongo de la muerte. La proteína es tóxica y causa citólisis en muchas células que se encuentran en animales y es conocida por sus propiedades hemolíticas . ^[1] Fue una de las primeras toxinas descubiertas en Amanita phalloides cuando se investigaron por primera vez las diversas toxinas en la especie. ^[2] Se observa que la proteína en sí viene en 3 variaciones, con diferencias observadas en el punto isoeléctrico . ^[3] La citólisis se puede describir mejor como la destrucción de células, probablemente debido a la exposición de una fuente externa como patógenos y toxinas. Luego, la hemólisis sigue una vía destructiva similar, pero en cambio se enfoca específicamente en la destrucción de glóbulos rojos. Se sabe que la falolisina es termolábil, lo que significa que se destruye a altas temperaturas, y lábil a los ácidos, lo que significa que se descompone fácilmente en ambientes ácidos.

Las propiedades tóxicas de los hongos de la muerte se conocen desde hace casi toda la historia, y existen relatos históricos que los implican en la muerte de emperadores. ^[4] Los intentos de aislar los compuestos tóxicos comenzaron a fines del siglo XIX, y los elementos citolíticos de A. phalloides se aislaron en 1891. ^{[5] [2]} Se cree que el emperador romano Claudio, en el año 54 d. C., y el emperador del Sacro Imperio Romano Germánico Carlos VI, en 1740, fueron algunas de las primeras víctimas del envenenamiento por hongos de la muerte. Debido a esto, el hongo de la muerte se ha ganado el apodo de "asesino de reyes". El comienzo de esta investigación sobre las propiedades hemolíticas de la Amanita phalloides , o el hongo de la muerte, comenzó con Eduard Rudolf Kobert en 1891, quien originalmente lo denominó 'phallin', y fue continuado por John Jacob Abel y William Webber Ford en 1908. ^[6] A estos hongos se les ha atribuido más del 90% de todos los casos de intoxicación por hongos, en los que actualmente no existe un tratamiento activo de los casos de intoxicación. Esta toxina se dirige principalmente al hígado, pero también puede afectar los riñones y el sistema nervioso central. ^[7] Como resultado de las propiedades hemolíticas y citolíticas, esta toxina ha sido considerada para tratamientos antitumorales a principios de la década de 1970, donde se esperaba que la lisis osmótica de las membranas celulares tratara la división celular incontrolable por la que las células tumorales son notorias. Sin embargo, además de la falta de especificidad de la toxina, estos ensayos dieron como resultado el desarrollo de una mayor concentración de potasio en el torrente sanguíneo debido a la hemólisis y citólisis intravascular extrema de múltiples tipos de células. Debido al descubrimiento de estos efectos secundarios letales, esta vía de tratamiento antitumoral se suspendió para dar paso a estrategias de tratamiento más sofisticadas. ^[8]

La falolisina tiene tres variaciones, que difieren en el punto isoeléctrico observado. Las variaciones tienen diferencias en los aminoácidos que componen la estructura de la proteína , con cantidades idénticas de algunos aminoácidos mientras que varían en otros. Tienen pesos moleculares casi idénticos de 34 kDa. ^[1] Se ha descubierto que esta proteína es relativamente estable en soluciones alcalinas. La estructura de esta toxina es una combinación de dos a tres proteínas citolíticas. Se ha descubierto que dos de las tres proteínas están compuestas de aminoácidos con alta solubilidad en agua, y cada una contiene un residuo de triptófano. ^[1] Esta proteína está compuesta de aproximadamente un 25% de azúcares neutros como galactosa, glucosa y manosa, pero carece de aminoazúcares. Aunque se inactivan a temperaturas superiores a 65 °C y entornos ácidos, pueden permanecer estables cuando entran en contacto con proteasas o enzimas glucosídicas. Estas proteasas van desde la pepsina, tripsina, alfa-quimotripsina, subtilisina, pronasa E, bromelina, proteinasa K, alfa-amilasa y pancreatina. ^{[9] ,} . ^[10] Las propiedades citolíticas de la falolisina se pueden atribuir a la capacidad de la toxina de producir protuberancias en la membrana plasmática y romper aún más estas protuberancias, lo que resulta en la formación de canales iónicos transmembrana en las bicapas lipídicas de la membrana celular. Estas aberturas permiten que el agua se difunda en la célula a una velocidad que la célula no puede soportar, destruyendo aún más la célula a través de la citólisis o lisis osmótica. ^[11] Cada uno de los tres tipos de falolisina se denomina falolisina A, B y C. La falolisina A mantiene un punto isoeléctrico de 8,1, la falolisina B mantiene un rango de punto isoeléctrico de 7,5 a 7,6 y la falolisina C mantiene un punto isoeléctrico de 7,0. ^[1] Esta proteína funciona mejor en un entorno débilmente ácido, como resultado de ser desnaturalizada por entornos más ácidos. Las temperaturas de 65 °C sostenidas durante aproximadamente 30 minutos tienen la capacidad de destruir las capacidades hemolíticas de la toxina. ^{[12] , [13]}

Se ha observado que la falolisina tiene propiedades hemolíticas hacia una variedad de células animales, y se observa principalmente en mamíferos . Los efectos tóxicos se reducen a temperaturas más altas. ^{[1] , [9]} Se cree que estas propiedades son instigadas por canales de membrana permeables a iones que se forman como resultado de las capacidades hemolíticas de la falolisina. Además de la hemólisis, también se cree que la falolisina en altas concentraciones causa daño a los fosfolípidos bovinos con una carga neta negativa, fosfatidilcolina y liposomas que contienen esfingomielina. Sin embargo, las membranas de fosfolípidos solo son susceptibles a la falolisina sin que estén presentes las proteínas receptoras. ^[14] Estos efectos son similares a los de la toxina β estafilocócica. ^{[1] , [6]} La citólisis puede entrar en efecto en concentraciones que comienzan en 10-8 M, con un tiempo de retraso de aproximadamente solo 2 a 3 minutos. Esto va acompañado del rápido movimiento de iones Na+ hacia el interior de la célula y del rápido movimiento de iones K+ hacia el exterior de la célula. ^[15] Esta rápida tasa de citólisis se produce principalmente en los eritrocitos humanos, o glóbulos rojos humanos, debido a la presencia de glicoproteínas o glicolípidos que actúan como receptores específicos. Esta interacción respalda aún más la afirmación de que la falolisina no se dirige a la membrana plasmática de la célula, sino a los receptores de glicoproteínas. ^[16] También se sabe que esta proteína aumenta los niveles de fosfolipasa celular, que es una enzima lipolítica que funciona como un hidrolizador de fosfolípidos para romper los enlaces éster en los fosfolípidos. Esto se ha descubierto en la fosfolipasa celular específica A ₂ en fibroblastos de ratón suizo 3T3, que son componentes clave en la formación estructural de los tejidos conectivos. Este estudio sugiere que la falolisina actúa además hidrolizando los fosfolípidos de la membrana en los fibroblastos. ^[17] Estos resultados también sugieren que estas superficies celulares en las que actúa la falolisina también dependen de la enzima Ca2 ⁺ , sin embargo, la proteína en sí no depende de Ca2 ⁺ . ^{[17] , [13]} Además, se ha descubierto que la falolisina interactúa principalmente con la D-galactosa y los derivados β, sin preferencias de glicosilación entre la O-glicosilación y la N-glicosilación. ^[13] Al realizar estudios sobre el tratamiento de mastocitos de rata con múltiples citolisinas fúngicas, se descubrió que la falolisina interactuaba en gran medida con la lecitina, una sustancia grasa que se encuentra en el tejido de los ratones. También se descubrió que causaba la desgranulación, o la liberación de histamina, de los mastocitos, dependiendo de la dosis. ^[18]Además, se realizaron pruebas en varios mamíferos para determinar la sensibilidad de los glóbulos rojos a esta toxina. A partir de esto, se determinó que los ratones son más sensibles que los conejos, y que los conejos y los conejillos de indias son aproximadamente iguales en sensibilidad. Los conejos y los conejillos de indias son más sensibles que las ratas, las ratas son más sensibles que los humanos, los humanos son más sensibles que los perros y los cerdos, y los perros y los cerdos son más sensibles que las ovejas y el ganado. Esto se muestra además en el orden: ratón > conejo = conejillo de indias > rata > hombre > perro ≃ cerdo > oveja-ganado. ^[12]

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