Fagolisosoma

Qué es el fagolisosoma

El término se compone de tres raíces griegas: φαγεῖν (phageîn), "comer"; λύσις (lýsis), "disolución", y σῶμα (sôma), "cuerpo". Literalmente, el cuerpo que disuelve lo comido. Esa etimología describe con bastante precisión lo que ocurre dentro de esta vesícula: las enzimas lisosomales digieren el material que el fagocito ha englobado previamente.

La formación del fagolisosoma no es instantánea. Antes de fusionarse con el lisosoma, el fagosoma atraviesa un proceso de maduración regulado por proteínas de la familia Rab (pequeñas GTPasas). La transición de Rab5, marcador del fagosoma temprano, a Rab7, que caracteriza al fagosoma tardío, señala que la vesícula está preparada para recibir el arsenal enzimático lisosomal.

Mecanismos de destrucción

Dentro del fagolisosoma convergen tres vías microbicidas que actúan de forma coordinada. La primera es la acidificación: bombas de protones (V-ATPasa) reducen el pH hasta valores de 4,5 a 5,0, un rango en el que la mayoría de las proteínas bacterianas se desnaturalizan.

Las hidrolasas ácidas constituyen el segundo mecanismo. Proteasas, lipasas, nucleasas y lisozima trabajan en ese medio ácido para desmontar la estructura del patógeno pieza a pieza. La lisozima, en particular, hidroliza el peptidoglicano de la pared bacteriana, un paso que por sí solo puede bastar para lisar numerosas especies grampositivas.

El tercer recurso es el estallido respiratorio. El complejo enzimático NADPH oxidasa, ensamblado en la membrana del fagolisosoma, genera grandes cantidades de anión superóxido, que rápidamente se convierte en peróxido de hidrógeno y, en los neutrófilos, en ácido hipocloroso mediante la mieloperoxidasa. La toxicidad de estos compuestos es comparable a la de la lejía doméstica.

Diferencias entre tipos celulares

No todos los fagolisosomas funcionan igual. Los neutrófilos poseen gránulos preformados que se vierten al fagosoma con rapidez, de modo que la destrucción es casi inmediata. Los macrófagos dependen más de la maduración progresiva y de la fusión secuencial con endosomas y lisosomas, un proceso algo más lento pero igualmente eficaz para un rango más amplio de patógenos.

Las células dendríticas presentan una situación particular: sus fagolisosomas mantienen un pH menos ácido y una actividad enzimática deliberadamente contenida. La razón es funcional. A estas células no les interesa destruir por completo el patógeno; necesitan conservar fragmentos peptídicos lo bastante intactos como para presentarlos a los linfocitos T e iniciar la respuesta inmunitaria adaptativa.

Evasión por parte de patógenos intracelulares

Varios microorganismos han desarrollado estrategias para eludir la destrucción en el fagolisosoma. Mycobacterium tuberculosis bloquea la maduración del fagosoma impidiendo la transición de Rab5 a Rab7, lo que evita la fusión con los lisosomas y le permite sobrevivir durante años dentro del macrófago. Otras bacterias, como Rickettsia, escapan al citoplasma antes de que la fusión tenga lugar. Coxiella burnetii ha seguido una vía inversa: se replica precisamente en el medio ácido del fagolisosoma, que para ella resulta favorable.

Preguntas frecuentes

¿Es lo mismo fagolisosoma que endolisosoma?

En parte de la literatura se usan como sinónimos, pero en sentido estricto el endolisosoma procede de la fusión de un endosoma con un lisosoma, mientras que el fagolisosoma se origina a partir de un fagosoma. La diferencia de partida importa: el endosoma capta moléculas solubles o receptores, y el fagosoma engloba partículas de gran tamaño, como bacterias enteras.

¿Qué ocurre con los restos una vez digeridos?

Depende del tipo celular. En los neutrófilos, los residuos se acumulan en el interior de la célula, que acaba muriendo y formando parte del pus. En los macrófagos y las células dendríticas, los fragmentos peptídicos resultantes se cargan en moléculas del complejo mayor de histocompatibilidad y se exponen en la superficie celular para activar la respuesta adaptativa. El resto del material se expulsa por exocitosis.

Referencias

1. Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU. Respuesta inmunitaria. MedlinePlus, enciclopedia médica en español. Disponible en: MedlinePlus
2. Bik HM et al. Formation and Maturation of the Phagosome: A Key Mechanism in Innate Immunity against Intracellular Bacterial Infection. Microorganisms. 2020;8(9):1298. Disponible en: PMC
3. Harris J. Fagocitosis. British Society for Immunology / Sociedad Española de Inmunología. Disponible en: BSI
4. Phagolysosome. En: Wikipedia, The Free Encyclopedia. Disponible en: Wikipedia