Estructura de la pared celular y la membrana fúngica

La envoltura celular fúngica consta de dos capas principales: una pared celular externa construida principalmente de quitina y beta-glucanos entrecruzados con manoproteínas, y debajo de esta, una membrana plasmática en la que el ergosterol es el esterol dominante. La pared confiere a la célula forma, resistencia mecánica y protección contra el estrés osmótico, mientras que la membrana con ergosterol regula la fluidez y el transporte. Dado que ambas capas contienen moléculas ausentes o diferentes en las células humanas, constituyen los principales objetivos de los fármacos antifúngicos.

Definition

La pared celular y la membrana fúngica constituyen la envoltura celular de los hongos: una pared externa de polisacáridos de quitina y beta-glucano unidos a manoproteínas, que rodea una membrana plasmática cuyo esterol característico es el ergosterol, en lugar del colesterol de las células animales.

Scope

Este tema abarca la composición molecular y la organización en capas de la pared fúngica (quitina, beta-1,3- y beta-1,6-glucano, manoproteínas), el papel del ergosterol en la membrana plasmática, la señalización de integridad de la pared celular que mantiene la envoltura bajo estrés, y la forma en que estas estructuras sirven como objetivos antifúngicos selectivos. Se trata de biología de referencia y no de una guía clínica.

Core questions

• ¿Qué polímeros componen la pared celular fúngica y cómo están organizados?
• ¿Cómo distingue el ergosterol la membrana fúngica de las membranas del huésped?
• ¿Cómo mantiene la célula la integridad de la pared bajo estrés?
• ¿Qué componentes de la envoltura se explotan como objetivos antifúngicos selectivos?

Key concepts

• Quitina
• Beta-1,3-glucano y beta-1,6-glucano
• Manoproteínas
• Arquitectura de pared en capas
• Ergosterol
• Fluidez de la membrana plasmática
• Vía de señalización de integridad de la pared celular (CWI)
• Objetivos antifúngicos selectivos (ergosterol, beta-glucano sintasa)

Mechanisms

La pared fúngica se construye en capas: un esqueleto interno de quitina (un polímero de N-acetilglucosamina) y beta-1,3-glucano, que soporta carga mecánica, se entrecruza a través de beta-1,6-glucano con una capa externa de manoproteínas que media las interacciones superficiales. Estos polímeros son sintetizados por enzimas unidas a la membrana, como las quitina sintasas y la beta-1,3-glucano sintasa. La membrana plasmática debajo de la pared utiliza ergosterol como su esterol principal, lo que determina la fluidez de la membrana y la actividad de las proteínas de membrana. Cuando la pared se ve alterada, la vía de señalización de integridad de la pared celular detecta el estrés superficial e impulsa la remodelación y biosíntesis compensatorias para preservar la envoltura.

Clinical relevance

Varias clases de fármacos antifúngicos actúan sobre esta envoltura: los azoles y las alilaminas inhiben la biosíntesis de ergosterol, los polienos se unen directamente al ergosterol, y las equinocandinas inhiben la beta-1,3-glucano sintasa. Los componentes de la pared celular también son reconocidos por el sistema inmunitario del huésped. Esta entrada explica por qué estas estructuras son objetivos farmacológicos y ligandos inmunitarios; no proporciona recomendaciones de dosificación o tratamiento.

Evidence & guidelines

Las descripciones aquí presentadas se basan en revisiones narrativas actuales sobre la biología de la pared celular y la membrana fúngica, así como en libros de texto estándar de micología; resumen el consenso mecanicista en lugar de los resultados de ensayos clínicos.

History

Los primeros trabajos bioquímicos establecieron la quitina y los glucanos como los polímeros estructurales de la pared fúngica y el ergosterol como el esterol característico de la membrana. Posteriormente, estudios moleculares y genéticos en hongos modelo mapearon las enzimas sintéticas y la vía de señalización de integridad de la pared celular, mientras que el desarrollo clínico de polienos, azoles, alilaminas y equinocandinas vinculó cada capa de la envoltura a una estrategia terapéutica específica.

Key figures

• Neil A. R. Gow
• Jean-Paul Latge
• David E. Levin

Seminal works

• gow-2017
• levin-2011

Frequently asked questions

¿De qué está hecha la pared celular fúngica?

Principalmente de quitina y beta-glucanos (beta-1,3- y beta-1,6-glucano) entrecruzados con manoproteínas, organizados en capas que confieren a la célula forma y protección osmótica.

¿Por qué es importante el ergosterol?

El ergosterol es el esterol principal de las membranas fúngicas, asumiendo el papel que desempeña el colesterol en las células animales. Debido a que difiere del colesterol, es un objetivo selectivo para varias clases de fármacos antifúngicos.