Un grupo de microorganismos conocidos como cinetoplastidos incluye los parásitos que causan enfermedades devastadoras como la enfermedad del sueño africana, la enfermedad de Chagas y la leishmaniasis. Comparten la capacidad de adherirse al interior de sus hospedadores de insectos, utilizando una estructura de proteína especializada. Pero quési los científicos pudieran evitar que el parásito se adhiera? ¿Pasarían los parásitos a través de los vectores, sin poder ser transmitidos a un humano?
Esa es la idea detrás de un nuevo estudio dirigido por Michael Povelones de la Facultad de Medicina Veterinaria de Penn y Megan L. Povelones de Penn State Brandywine. Utilizando una especie de cinetoplasto no causante de enfermedad llamada Crithidia fasciculata, este dúo marido y mujer y su investigaciónEl equipo identificó una serie de genes involucrados en la adherencia en su huésped mosquito.
"El parásito tiene que sostenerse para que no pase", dice Michael Povelones, profesor asistente de patobiología en Penn Vet. "Debe retenerse en el intestino para multiplicarse y eventualmente transmitirse".Estos mecanismos de adherencia parecen estar [compartidos] entre las especies de cinetoplasto, por lo que la esperanza es que nuestras ideas sobre Crithidia nos digan algo sobre la adherencia en las especies médicamente relevantes ".
El estudio aparece en la revista PLOS enfermedades tropicales desatendidas .
Los científicos habían recurrido a Crithidia fasciculata como un modelo bioquímico para comprender las características de la enfermedad parasitaria, ya que se cultiva fácilmente en el laboratorio. Megan Povelones, cuya especialidad es la tripanosomiasis africana, estaba familiarizada con ella por sus estudios de doctorado en la Universidad Johns Hopkins, y el tema surgió en conversaciones con su cónyuge.
"A veces hablamos de comprar en casa", dice Michael Povelones, cuya propia investigación se ha centrado en formas de aprovechar el poder de las defensas inmunes del mosquito para evitar que transmitan enfermedades. "Me intrigó el hecho de que Crithidia infecta a los mosquitos".pero no es un patógeno humano o animal, se sabía poco sobre su ciclo de vida, y que se habían realizado algunos estudios con microscopio electrónico que muestran que el parásito se adhiere al intestino del mosquito con un tipo muy específico de estructura que la gente teníadescrito como un hemidesmosoma. Sentí que había algo de biología celular fascinante para explorar ".
Juntos se dispusieron a investigar qué sucede para permitir que el parásito "se aferre" al interior del mosquito, un rasgo que se considera crítico para la transmisión de enfermedades.
En el laboratorio, los investigadores pudieron replicar lo que otros científicos habían encontrado previamente: que los parásitos Crithidia existen en forma de natación, con un apéndice en forma de cola llamado flagelo y una forma adherida, que incluso se adhiere a la superficiede los platos de plástico en los que se cultivaron en el laboratorio. La forma de natación se favoreció cuando los platos de cultivo se colocaron en un agitador, mientras que la forma adherente, que se dividió para formar estructuras de roseta, se desarrolló más cuando se guardaron los platos.estacionaria. Curiosamente, observaron que los parásitos adherentes en las rosetas ocasionalmente daban lugar a versiones de natación.
Para centrarse en los parásitos adherentes, los investigadores esperarían para ver aparecer las rosetas y luego eliminarían el parásito de la natación. Luego podrían concentrarse en sondear la genética de los dos tipos.
"Una pregunta que teníamos era realmente simple", dice Michael Povelones, "que era, '¿Cuáles fueron las diferencias transcripcionales entre las células de natación y las que se les permitió crecer como rosetas'"?
Notablemente, para dos formas de la misma especie que crecen en el mismo medio, los investigadores encontraron una cantidad significativa de variación en la expresión génica entre los dos.
"El proceso de adhesión transformó su transcriptoma de una manera realmente dramática", dice Michael Povelones.
Cuando los investigadores infectaron cepas de mosquito de laboratorio con Crithidia, encontraron que los parásitos adheridos a los mosquitos, principalmente en su región intestinal posterior, se parecían a la forma adherente que estaban cultivando en el laboratorio, dándoles la confianza de que estudiar sus cepas de laboratorio podría revelar importantesinformación sobre lo que estaba sucediendo en los insectos hospedadores de los parásitos.
Entre los genes con expresión mejorada había un grupo conocido como GP63 que se ha implicado en la adhesión a las células inmunes en el parásito Leishmania.
El equipo espera seguir investigando la adhesión utilizando Crithidia como herramienta, analizando específicamente los genes involucrados en el proceso que se sabe que se comparten entre las especies de cinetoplastidos y que tal vez algún día podrían servir como objetivo para bloquear la transmisión del vectortransmitidas por enfermedades.
El estudio fue apoyado por la National Science Foundation Grant 1651517 y los Institutos Nacionales de Salud subvenciones OD021633-01, AI29646, HG00307907 y AI103858.
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Materiales proporcionado por Universidad de Pennsylvania . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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