gene A (gene cagA), cytotoxin associated gene T (gene cagT)
O cytotoxin associated gene A, que codifica a expressão de uma proteína imunodominante de 120 a 145 kDa, a CagA, é localizado no final da denominada cagPAI, um segmento do DNA de 40 kb, que é provavelmente transferido de forma horizontal no genoma bacteriano (Censini et al., 1996; Akopyants et al., 1998).
Com base na presença ou na ausência desse gene, comumente conhecido como gene cagA, as cepas do H. pylori são classificadas em positivas ou negativas (Covacci et al., 1993; Tummuru et al., 1993). Nos Países Ocidentais, aproximadamente 30 a 40% das cepas da bactéria não possuem esse gene, enquanto nos países do Leste Asiático praticamente todas as cepas são cagA positivas (Hatakeyama e Higashi, 2005; Hatakeyama, 2009).
Estima-se que a cagPAI contenha de 27 a 31 genes, dependendo da cepa. Dentre eles, pelo menos 18 codificam proteínas que atuam como construtores de um sistema de secreção do tipo IV, uma estrutura em forma de envelope aberto composta por múltiplas unidades celulares ancestralmente relacionadas aos sistemas de conjugação bacterianos, e que tem a função de transferir proteínas e complexos núcleo-protéicos através das membranas (Akopyants et al., 1998). Esse sistema parece compor uma estrutura capaz de transportar produtos do H.
pylori através das membranas bacteriana e plasmática das células gástricas
epiteliais (Hatakeyama, 2009).
Infecções com cepas cagA positivas têm sido associadas com graus mais elevados de inflamação da mucosa gástrica, parecendo desempenhar um importante papel no desenvolvimento do câncer gástrico, tanto do tipo difuso quanto do intestinal, sendo crucial nos estágios pré-neoplásicos que ocorrem nesse último (Endo et al., 1995; Blaser et al., 1995; Kuipers et al., 1995; Parsonnet et al., 1997, Wang et al., 2007).
al., 1999; Stein et al., 2000), sua interação com a SHP-2 fosfatase (Higashi et al., 2002; Yamazaki et al., 2003), seus efeitos na transcrição (Hirata et al., 2002; Brandt et al., 2005) e os defeitos que provoca na polaridade e na junção das membranas celulares (Amieva et al., 2003; Saadat et al., 2007).
Dessa maneira, após ligação às células do epitélio gástrico, as cepas do H.
pylori cagA positivas injetam a proteína CagA no citoplasma celular, através do
sistema de secreção tipo IV (Segal et al., 1999; Asahi et al., 2000; Odenbreit et al., 2000; Azuma, 2004). A proteína CagA translocada localiza-se, então, na parte interna da membrana plasmática, onde sofre tirosina fosforilação, através de uma das enzimas da família quinase (Selbach et al., 2002; Poppe et al., 2007; Hatakeyama, 2009). A CagA possui uma seqüência repetida de 5 aminoácidos (ácido glutâmico-prolina-isoleucina-tirosina-alanina), que constitui um domínio denominado EPIYA, encontrado na região polimórfica carboxi-terminal da proteína (Higashi et al., 2002; Nguyen et al., 2009). O domínio EPIYA é dividido em quatro extensões, EPIYA-A, EPIYA-B, EPIYA-C e EPIYA-D, com base na sequência de aminoácidos que flanqueia cada um deles. De acordo com a combinação desses domínios, as cepas produtoras de CagA foram divididas em dois grupos, a CagA dos Países Ocidentais, que possui os domínios EPIYA-A e EPIYA-B seguidos de uma a cinco repetições do EPIYA-C, e a CagA do Leste Asiático, que apresenta os domínios EPIYA-A e EPIYA-B seguidos do EPIYA-D (Hatakeyama, 2006).
Além disso, a proteína CagA, injetada nas células hospedeiras, é capaz de perturbar os sistemas de transdução de sinais e alterar as funções celulares através da interação direta com uma proteína celular denominada SHP-2. Esta desempenha um importante papel na transdução mitogênica, sendo também ativamente envolvida na regulação da difusão, da migração e da adesão celulares (Ahmad et al., 1993; Yu et al., 1998). A alteração na regulação dessa proteína pela CagA pode induzir a proliferação anormal das células gástricas epiteliais, podendo, ainda, ter um papel crucial no surgimento de fenótipos celulares alterados em um estágio relativamente precoce do processo da carcinogênese gástrica (Azuma, 2004; Backert et al., 2010).
Outra maneira de induzir os danos celulares é representada pela interação da CagA na transcrição celular, o que pode ocorrer por diferentes caminhos. A CagA ativa o denominado serum responsible element (SRE) dependente de transcrição de uma forma independente de fosforilação (Hirata et al., 2002), e a NF-Kb, que induz a produção de citocinas pró-inflamatórias, como a interleucina-8 (Brandt et al., 2005).
Finalmente, a proteína CagA é capaz de romper as junções celulares, provocando a perda da polaridade apical baso-lateral (Amieva et al., 2003; Saadat et al., 2007), atividade mediada por uma interação específica entre ela e duas enzimas da membrana, partitioning-defective-1b (PAR1b) e microtubule affinity-
regulating kinase-2 (MARK2) (Zeaiter et al., 2008)
No que diz respeito ao desenvolvimento do adenocarcinoma gástrico do tipo intestinal, infecções com cepas cagA positivas do H. pylori levam a alterações histopatológicas progressivas, quais sejam a gastrite crônica ativa, a gastrite atrófica, a metaplasia intestinal, a displasia, e o câncer propriamente dito (Correa, 1992). Como o complexo CagA-SHP-2 é detectado principalmente na mucosa presente na gastrite atrófica, ele pode desempenhar uma regra crucial no desenvolvimento dessa alteração tecidual, assim como na transição entre esta e a metaplasia intestinal (Azuma et al., 2004). Dessa forma, a CagA media sinais anormais que desregulam o crescimento celular, levando à proliferação e à consequente apoptose. Contudo, o crescimento exacerbado e desordenado das células gástrica epiteliais leva ao desenvolvimento do câncer (Tsutsumi et al., 2003).
Por sua vez, o cytotoxin associated gene T (gene cagT), localizado na segunda metade da região cag II da cagPAI, é homólogo do gene virB7 da A.
tumefaciens, e codifica uma lipoproteína encontrada no denominado canal
periplasmático do sistema de secreção tipo IV (Cascales e Christie, 2003; Christie et al., 2005). Esse gene ainda não teve seu papel completamente identificado na patogênese das doenças gastroduodenais, mas, demonstra ser, junto ao gene
em alguns trabalhos, ao desenvolvimento da úlcera péptica (Mattar et al., 2007: Pachecco et al., 2008).