Organismos de inclusión

Los cuerpos de inclusión son típicamente agregados de tipos específicos de proteínas que se encuentran en las neuronas y en varias células de los tejidos , incluidos los glóbulos rojos , las bacterias , los virus y las plantas . Los cuerpos de inclusión, agregados de múltiples proteínas, también se encuentran en las células musculares afectadas por la miositis por cuerpos de inclusión y la miopatía hereditaria por cuerpos de inclusión . ^{[ 1 ]}

Los cuerpos de inclusión en las neuronas pueden acumularse en el citoplasma o el núcleo y están asociados con muchas enfermedades neurodegenerativas . ^{[ 2 ]} Los cuerpos de inclusión en las enfermedades neurodegenerativas son agregados de proteínas mal plegadas ( agregosomas ) y son características distintivas de muchas de estas enfermedades, incluidos los cuerpos de Lewy en la demencia con cuerpos de Lewy y la enfermedad de Parkinson , los cuerpos de inclusión de neuroserpina llamados cuerpos de Collins en la encefalopatía familiar con cuerpos de inclusión de neuroserpina , ^{[ 3 ]} los cuerpos de inclusión en la enfermedad de Huntington , los cuerpos de Papp-Lantos en la atrofia multisistémica y varios cuerpos de inclusión en la demencia frontotemporal incluidos los cuerpos de Pick . ^{[ 4 ]} Los cuerpos de Bunina en las neuronas motoras son una característica central de la esclerosis lateral amiotrófica . ^{[ 5 ]}

Otras inclusiones celulares habituales suelen ser inclusiones temporales de proteínas acumuladas, grasas, gránulos secretores u otros componentes insolubles. ^{[ 6 ]} Un hallazgo típico en el tejido pulmonar de fumadores son los gránulos citoplasmáticos pigmentados que se muestran en los macrófagos , conocidos como cuerpos de inclusión del fumador . ^{[ 7 ] [ 8 ]}

Los cuerpos de inclusión se encuentran en bacterias como partículas de proteína agregada. Tienen una densidad mayor que muchos otros componentes celulares, pero son porosos. ^{[ 9 ]} Típicamente representan sitios de multiplicación viral en una bacteria o una célula eucariota y generalmente consisten en proteínas de la cápside viral . Los cuerpos de inclusión contienen muy poca proteína del huésped, componentes ribosomales o fragmentos de ADN/ARN. A menudo contienen casi exclusivamente la proteína sobreexpresada y agregación, y se ha informado que son reversibles. Se ha sugerido que los cuerpos de inclusión son estructuras dinámicas formadas por un equilibrio desequilibrado entre proteínas agregadas y solubles de Escherichia coli . Existe una creciente cantidad de información que indica que la formación de cuerpos de inclusión ocurre como resultado de la acumulación intracelular de proteínas expresadas parcialmente plegadas que se agregan a través de interacciones hidrofóbicas o iónicas no covalentes o una combinación de ambas.

Los cuerpos de inclusión tienen una membrana lipídica no unitaria (única) ^{[ 10 ]} . Clásicamente se cree que los cuerpos de inclusión de proteínas contienen proteínas mal plegadas . Sin embargo, esto se ha puesto en duda, ya que la proteína fluorescente verde a veces fluoresce en los cuerpos de inclusión, lo que indica cierta semejanza con la estructura nativa, y los investigadores han recuperado proteínas plegadas de los cuerpos de inclusión. ^{[ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]}

Cuando los genes de un organismo se expresan en otro, la proteína resultante a veces forma cuerpos de inclusión. Esto suele ocurrir cuando se cruzan grandes distancias evolutivas: por ejemplo, un ADNc aislado de Eukarya y expresado como gen recombinante en un procariota corre el riesgo de formar agregados proteicos inactivos conocidos como cuerpos de inclusión. Si bien el ADNc puede codificar correctamente un ARNm traducible , la proteína resultante aparecerá en un microambiente extraño. Esto suele tener consecuencias fatales, especialmente si el objetivo de la clonación es producir una proteína biológicamente activa . Por ejemplo, los sistemas eucariotas de modificación de carbohidratos y transporte de membrana no se encuentran en los procariotas . El microambiente interno de una célula procariota ( pH , osmolaridad ) puede diferir del de la fuente original del gen . Los mecanismos para el plegamiento de la proteína también pueden estar ausentes, y los residuos hidrofóbicos que normalmente permanecerían ocultos pueden quedar expuestos y disponibles para interactuar con sitios expuestos similares en otras proteínas ectópicas . Los sistemas de procesamiento para la escisión y eliminación de péptidos internos también estarían ausentes en las bacterias . Los primeros intentos de clonar insulina en una bacteria adolecieron de todas estas deficiencias. Además, los mecanismos de control precisos que mantienen baja la concentración de una proteína también estarían ausentes en una célula procariota , y la sobreexpresión podría resultar en la acumulación de proteína ectópica en la célula que, incluso si estuviera correctamente plegada, precipitaría al saturar su entorno.

Los cuerpos de inclusión son agregados de proteínas asociados a muchas enfermedades neurodegenerativas , que se acumulan en el citoplasma o el núcleo de las neuronas . ^{[ 2 ]} Los cuerpos de inclusión, agregados de múltiples proteínas, también se encuentran en las células musculares afectadas por la miositis por cuerpos de inclusión y la miopatía hereditaria por cuerpos de inclusión . ^{[ 1 ]}

Los cuerpos de inclusión en las enfermedades neurodegenerativas son agregados de proteínas mal plegadas ( agregosomas ) y son características distintivas de muchas de estas enfermedades, incluidos los cuerpos de Lewy en las demencias con cuerpos de Lewy y la enfermedad de Parkinson , los cuerpos de inclusión de neuroserpina llamados cuerpos de Collins en la encefalopatía familiar con cuerpos de inclusión de neuroserpina , los cuerpos de inclusión en la enfermedad de Huntington , las inclusiones de Papp-Lantos en la atrofia multisistémica y varios cuerpos de inclusión en la demencia frontotemporal , incluidos los cuerpos de Pick . ^{[ 4 ]} Los cuerpos de Bunina en las neuronas motoras son una característica central de la esclerosis lateral amiotrófica . ^{[ 5 ]}

Un glóbulo rojo (eritrocito) normalmente no presenta inclusiones en el citoplasma, pero estas pueden observarse en ciertos trastornos sanguíneos.

Existen tres tipos de inclusiones en los glóbulos rojos:

1. orgánulos del desarrollo
   1. Cuerpos de Howell-Jolly : pequeños fragmentos redondos del núcleo resultantes de la cariorrexis o desintegración nuclear del reticulocito tardío , que se tiñen de azul rojizo con la tinción de Wright .
   2. Puntillismo basófilo : este punteado es una inclusión de color azul intenso a púrpura, fina o gruesa, que aparece en una tinción de Wright seca.
   3. Los cuerpos de Pappenheimer son gránulos sideróticos , pequeños, irregulares y de tinción oscura, que aparecen cerca de la periferia de un eritrocito joven en la tinción de Wright.
   4. Glóbulos rojos policromatófilos: glóbulos rojos jóvenes que ya no tienen núcleo, pero que aún contienen algo de ARN.
   5. Anillos de Cabot : estructura en forma de anillo que puede aparecer en los glóbulos rojos en la anemia megaloblástica o en anemias graves , intoxicación por plomo y en la diseritropoyesis , en la que los eritrocitos se destruyen antes de ser liberados de la médula ósea .
2. Precipitación anormal de hemoglobina
   1. Cuerpos de Heinz ^{[ 14 ]} – cuerpos redondos, inclusiones refringentes no visibles en una película teñida con tinción de Wright. Se identifican mejor mediante tinción supravital con colorantes básicos.
   2. Inclusiones de hemoglobina H – alfa talasemia – aparecen cuerpos de inclusión de color verde azulado en muchos glóbulos rojos después de incubar cuatro gotas de sangre con 0,5 ml de azul de cresilo brillante durante 20 minutos a 37  °C.
3. Inclusión de protozoos
   1. Malaria
   2. Babesia

• Cuerpo de barra
• Inclusión verde crítica
• Cuerpos de Döhle
• Inclusiones similares a cuerpos de Howell-Jolly (HJBLi)
• Los cuerpos de Russell son inclusiones de inmunoglobulina que se encuentran en las células plasmáticas atípicas . Los cuerpos de Russell se agrupan en grandes cantidades, desplazando el núcleo celular hacia el borde, y la célula se denomina entonces célula de Mott . ^{[ 15 ]}

Ejemplos de cuerpos de inclusión virales en humanos y otros animales son:

Eosinófilo citoplasmático (acidófilo)-

• Cuerpos de Negri en rabia
• Cuerpos de inclusión de ortopoxvirus : cuerpos de Guarnieri y cuerpos de Paschen en ciertos poxvirus , y cuerpos de inclusión de tipo A ^{[ 16 ],} incluidos los cuerpos de Downie solo en la viruela bovina.
• Cuerpos de Bollinger en la viruela aviar
• Cuerpos de molusco en Molluscum contagiosum
• Cuerpos de inclusión eosinofílicos en la enfermedad de cuerpos de inclusión boides

Eosinófilo nuclear (acidófilo)-

• Cuerpos de Cowdry tipo A en el virus del herpes simple y el virus de la varicela zóster.
• Cuerpos de Torres en fiebre amarilla
• Cuerpos de Cowdry tipo B en la poliomielitis y el adenovirus.

Basófilo nuclear -

• Cuerpos de Cowdry tipo B en el adenovirus
• " Aspecto de ojo de búho " en el citomegalovirus

Tanto nuclear como citoplasmático-

• Cuerpos de Warthin-Finkeldey en el sarampión y el VIH/SIDA

Ejemplos de cuerpos de inclusión virales en plantas ^{[ 17 ]} incluyen agregaciones de partículas virales (como las del virus del mosaico del pepino ^{[ 18 ]} ) y agregaciones de proteínas virales (como las inclusiones cilíndricas de los potyvirus ^{[ 19 ]} ). Dependiendo de la planta y la familia del virus vegetal, estas inclusiones pueden encontrarse en células epidérmicas, células del mesófilo y células estomáticas cuando el tejido vegetal se tiñe adecuadamente. ^{[ 20 ]}

Los polihidroxialcanoatos (PHA) son producidos por bacterias como cuerpos de inclusión. El tamaño de los gránulos de PHA es limitado en E. coli , debido a su pequeño tamaño. ^{[ 21 ]} Los cuerpos de inclusión de las células bacterianas no son tan abundantes intracelularmente, en comparación con las células eucariotas.

Los cuerpos R poliméricos se encuentran en el citoplasma bacteriano de algunos taxones y se cree que participan en la liberación de toxinas. ^{[ 22 ]}

Las pseudoinclusiones son invaginaciones del citoplasma hacia el núcleo celular , que pueden dar la apariencia de inclusiones intranucleares. Pueden aparecer en el carcinoma papilar de tiroides . ^{[ 25 ]}

Las enfermedades por cuerpos de inclusión se diferencian de las amiloidosis en que los cuerpos de inclusión son necesariamente agregados intracelulares de proteínas, mientras que el amiloide puede ser intracelular o extracelular. El amiloide también requiere la polimerización de proteínas, a diferencia de los cuerpos de inclusión. ^{[ 26 ]}

Los cuerpos de inclusión suelen estar formados por agregados desnaturalizados de proteínas inactivas. Si bien la renaturalización de los cuerpos de inclusión a veces puede conducir a la solubilización y recuperación de proteínas activas, el proceso sigue siendo muy empírico, incierto y de baja eficiencia. A lo largo de los años se han desarrollado diversas técnicas para prevenir la formación de cuerpos de inclusión. Estas técnicas incluyen:

• El uso de promotores más débiles para ralentizar la tasa de expresión de proteínas.
• El uso de plásmidos de bajo número de copias ^{[ 27 ]}
• La coexpresión de chaperonas (como GroES-GroEL y DnaK-DnaJ-GrpE) ^{[ 28 ]}
• El uso de cepas específicas de E. coli como (AD494 y Origami) ^{[ 29 ]}
• Fusionar la proteína objetivo con un socio soluble ^{[ 30 ]}
• Disminuir la temperatura de expresión

• enfermedad por cuerpos poliglucosanos en adultos
• cuerpo asteroide
• gránulos de Birbeck
• Cuerpo ferruginoso
• JUNQ e IPOD
• Proteína de unión a maltosa
• Cuerpos nucleares
• Cuerpos P
• Cristales de Reinke
• Cuerpo de Schaumann
• gránulos de estrés