Endotoxinas

Definição

A endotoxina uma toxina contida dentro do protoplasma de um organismo, especialmente uma bactéria, e liberada apenas na morte

A endotoxina (lipooligossacarídeo) é a molécula tóxica mais potente, 105 e os níveis de lipooligossacarídeo na circulação se correlacionam diretamente com a gravidade das manifestações clínicas e a taxa de mortalidade.

Endotoxinas – Toxina Bacteriana

Endotoxina, substância tóxica ligada à parede celular bacteriana e liberada quando a bactéria se rompe ou se desintegra.

Endotoxinas consistem em lipopolissacarídeos e complexos de lipoproteínas.

O componente proteico determina sua natureza estranha (antigênica); o componente polissacarídeo determina o tipo de anticorpo que pode reagir com a molécula de endotoxina para produzir uma reação imunológica.

As endotoxinas raramente são fatais, embora muitas vezes causem febre.

Endotoxinas – Moléculas

As endotoxinas são moléculas hidrofóbicas pequenas, estáveis e derivadas de bactérias, que podem facilmente contaminar os materiais de laboratório e cuja presença pode afetar significativamente tanto as experiências in vitro como in vivo.

A sua presença é detectada pelo teste de lisado de amebócito Limulus (LAL), que pode detectar até 0,01 unidades de endotoxinas (EU) / mL.

É necessária uma limpeza completa em material de laboratório, matérias-primas e técnica de laboratório para reduzir substancialmente as folhas de endotoxina.

O que são Endotoxinas?

As Endotoxinas são compostos encontrados nas paredes celulares de bactérias Gram negativas.

Estes compostos ajudam a formar uma membrana semipermeável que é projetada para proteger as bactérias contra ameaças. Uma vez que as bactérias morrem, as endotoxinas são liberadas, e muitas dessas toxinas causam problemas de saúde em pessoas, animais e outros organismos, daí a “toxina” em seu nome.

Essas toxinas são separadas das exotoxinas que são rotineiramente secretadas por algumas bactérias ao longo de suas vidas. Bactérias que produzem exotoxinas podem tornar os hospedeiros doentes enquanto ainda estão vivas com suas toxinas, enquanto as toxinas nas bactérias endotóxicas só se tornam um problema depois que o organismo morre.

Classicamente, as endotoxinas causam processos inflamatórios, que podem levar a febre, vômitos, diarréia, alterações na contagem de leucócitos e hipertensão arterial.

Quando bactérias com endotoxinas começam a se multiplicar em um hospedeiro, o hospedeiro geralmente responde enviando representantes do sistema imunológico para matar ou neutralizar as bactérias.

Ironicamente, matar as bactérias é o que realmente as torna perigosas, embora, mesmo sem uma resposta imune, as endotoxinas sejam liberadas quando as bactérias vivem suas vidas. Muitas vezes, o corpo tem dificuldade em lidar com as toxinas, porque elas não são familiares.

Muitas endotoxinas vêm na forma de lipopolissacarídeos, embora outros compostos químicos também possam aparecer. Essas toxinas podem se tornar um problema sério na esteira de uma infecção bacteriana, ou quando bactérias contaminam medicamentos, alimentos e amostras de laboratório, porque as toxinas tendem a resistir ao calor e a muitos outros métodos de esterilização. Como resultado, quando alguém consome um produto contaminado com bactérias que contêm endotoxinas, elas podem ficar doentes.

Endotoxinas no corpo podem ser identificadas através de exames de sangue

A presença de endotoxinas no corpo geralmente pode ser identificada através de exames de sangue que verificam se há vestígios de infecção, e também é possível procurar por toxinas específicas.

Normalmente, as toxinas devem seguir seu curso através do corpo, com o paciente recebendo terapia de apoio para estimular o sistema imunológico e manter o corpo o mais saudável possível.

Em situações em que as endotoxinas contaminaram alimentos, medicamentos e outros produtos, pode ser necessário descartar o produto, embora algumas toxinas sejam suscetíveis ao aquecimento, radiação e outras medidas que podem ser usadas para quebrar as toxinas de modo que elas não sejam perigoso.

Em situações em que as pessoas querem trabalhar com bactérias que contêm endotoxinas no laboratório, uma técnica de remoção de endotoxinas pode ser usada para se ligar às toxinas e removê-las da cultura. Isso pode ser especialmente importante na fabricação de produtos biofarmacêuticos, medicamentos produzidos a partir de organismos vivos, como bactérias.

Qual é o objetivo da remoção de endotoxina?

A endotoxina é um contaminante comum de produtos médicos derivados de bactérias.

A presença de endotoxina pode provir de componentes intrínsecos do processo de fabricação ou de contaminação acidental do produto.

A endotoxina pode causar choque endotóxico ou séptico, lesão tecidual e até morte.

A remoção de endotoxina antes de aprovar a droga para liberação é, portanto, necessária para evitar causar doenças no receptor de um medicamento.

A contaminação por endotoxina ocorre quando um certo grupo de bactérias, chamadas bactérias Gram-negativas, está presente ou esteve presente no processo de fabricação.

Com as bactérias geralmente divididas em dois grupos, Gram-negativos e Gram-positivos, as bactérias Gram-negativas são extremamente comuns.

A designação Gram negativa deriva do aparecimento das bactérias após um processo específico de coloração, chamado de coloração de Gram, ter sido realizado.

A endotoxina está presente em todas as bactérias Gram-negativas, independentemente de causarem doença.

A parte externa de uma bactéria Gram negativa contém lipopolissacarídeos (LPS) que são usados para estabilidade estrutural.

A Endotoxina refere-se a esta parte LPS da bactéria. Por exemplo, uma célula de Escherichia coli contém cerca de 2 milhões de moléculas de LPS.

O LPS não está presente apenas nas células de bactérias vivas ou mortas, mas também é continuamente liberado no meio ambiente. A liberação acontece durante o crescimento e divisão da bactéria e quando a célula morre.

A endotoxina está presente em todas as bactérias Gram negativas, como Escherichia coli
As endotoxinas são compostos químicos, produzidos principalmente por bactérias Gram-negativas

A molécula LPS tem um efeito indireto deletério no corpo.

A endotoxina interage com o sistema imunológico através da ligação com células no sangue chamadas macrófagos e monócitos. Essa ligação causa uma resposta inflamatória ao liberar fatores como interleucina-6, interleucina-1 e fator de necrose tumoral. Esta resposta inflamatória leva a febre e, às vezes, choque endotóxico e morte.

Estes efeitos perigosos ocorrem com uma única dose alta de endotoxina ou com níveis repetidos de exposição. Uma dose de 1 nanograma de LPS por mililitro de produto pode invocar uma reação endotóxica em mamíferos quando o produto é injetado por via intravenosa.

Pessoas com doenças como AIDS, leucemia ou diabetes correm um risco especial de choque endotóxico.

Bactérias gram-negativas geneticamente modificadas são usadas regularmente na produção de proteínas e peptídeos biologicamente ativos.

A presença das moléculas de LPS tanto nas células produtoras como na cultura circundante significa que o produto requer purificação e remoção de endotoxina.

O lipopolissacarídeo é uma molécula muito estável em comparação com proteínas, resistindo a temperaturas e pH extremos, portanto, a remoção de endotoxinas requer técnicas de remoção complexas. Os fabricantes, portanto, utilizam métodos como cromatografia de troca iônica, ultrafiltração e cromatografia baseada em membrana para remoção ou redução de endotoxina a um nível aceitável.

Estrutura e Propriedades Físicas

A endotoxina é um lipopolissacarídeo complexo (LPS) presente na membrana celular externa de bactérias gram-negativas. As endotoxinas consistem de uma cadeia polissacarídica central, cadeias laterais de polissacarídeo O-específicas (O-antígeno) e um componente lipídico, Lipídeo A, que é responsável pelos efeitos tóxicos.

As endotoxinas têm aproximadamente 10 kDa de tamanho, mas formam prontamente agregados grandes até 1.000 kDa. As bactérias eliminam endotoxina em grandes quantidades após a morte celular e quando estão crescendo e se dividindo ativamente. Uma única Escherichia coli contém cerca de 2 milhões de moléculas de LPS por célula. Endotoxinas têm uma alta estabilidade ao calor, tornando impossível destruí-las sob condições normais de esterilização.

São moléculas anfipáticas que carregam uma carga líquida negativa em solução. Devido à sua hidrofobicidade, é provável que eles tenham fortes afinidades com outros materiais hidrofóbicos, como os produtos de plástico usados no laboratório. Por esse motivo, a contaminação de contêineres de béqueres de laboratório, barras de agitação e outros materiais de laboratório é comum.

Fonte: www.sigmaaldrich.com/www.wisegeek.org/www.sciencedirect.com/www.britannica.com/textbookofbacteriology.net/atlasbio.com