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Los patógenos intentan escapar de nuestro sistema inmune mutando sus proteinas. Para prevenir que con una única mutación la bacteria pueda infectar las células, la proteína NAIP5 del inflamosoma es capaz de detectar la flagelina bacteriana por varios sitios.

El inflamasoma es un complejo macromolecular de gran tamaño involucrado en la eliminación de patógenos que intentan entrar en nuestras células, y las de otros animales y plantas. Está compuesto principalmente por dos tipos de proteínas, NAIP y NLRC4. Cuando la proteína NAIP detecta alguna proteína específica del patógeno desencadena el ensamblaje de NLRC4 hasta formar un inflamosoma completo, que es el encargado de iniciar las distintas respuestas inmunes, incluido un tipo de muerte celular programada conocido como pyroptosis.

Existen distintos tipos de proteinas NAIP para identificar distintos sistemas bacterianos, por ejemplo, NAIP1 y NAIP2 se unen a proteinas del sistema de secreción tipo III que es el empleado para inyectar toxinas en las células, y NAIP5 detecta flagelina, la proteína mayoritaria de los flagelos, involucrada en la movilidad.

Liderados por los profesores Eva Nogales y Russell E. Vance de la Universidad de California (Berkeley), los investigadores Pablo Chacón y José Ramón López-Blanco del IQFR (chaconlab.org), han contribuido a desentrañar el mecanismo por el cual NAIP5 detecta el flagelo de las bacterias e inicia la polimerización de NLRC4. El mecanismo de acción empieza cuando NAIP5 se encuentra con la flagelina, se activa y cambia de forma para actuar como cebador de NLRC4. Una vez se activa NLRC4 comienza una reacción en cadena por la cual se van uniendo sucesivamente más monómeros de NLRC4 hasta generar un complejo completo con forma de disco.

En particular, los investigadores del IQFR se han encargado de interpretar un mapa de microscopía electrónica a 5.2 Å de resolución obtenido por los investigadores de Berkeley para modelar la estructura atómica de la proteina iniciadora del ensamblaje del inflamasoma NAIP5. La estructura modelada no sólo ha determinado que NAIP5 es capaz de reconocer flagelina utilizando múltiples sitios de unión, hasta seis, sino que ha hecho posible "ver" qué aminoácidos concretos están implicados en dicho reconocimiento. La redundancia en el número de puntos de anclaje evita que mutaciones puntuales puedan eludir la detección de la bacteria por el sistema inmune innato. Además, los sitios de unión han evolucionado para ser muy similares a los que requiere la flagelina para formar un flagelo funcional. De este modo, el sistema inmune innato de plantas y animales dificulta aún más los intentos de la bacteria para evitar ser destruida en la interminable carrera armamentística por la supervivencia.

JL Tenthorey, N Haloupek, JR López-Blanco, P Grob, E Adamson, E Hartenian, NA Lind, P Chacón, E Nogales, RE Vance (2017). Structural basis of flagellin detection by NAIP5: a strategy to limit pathogen immune evasion. Science 358 (6365), 888-93. DOI: 10.1126/science.aao1140