Enfermedad del sueño El parásito secreta una extraña cadena de cuentas [Video] - Las Ciencias - 2020

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Anonim

Una siniestra cadena de cuentas hechas por los organismos que causan la enfermedad del sueño ayuda al parásito a eludir nuestras defensas y enfermarnos.

Lo que está a punto de ver es algo que nunca antes había visto hacer a un organismo unicelular: desplegar lo que parece ser una cuerda anudada.

Este pequeño individuo es un tripanosoma, un parásito unicelular rizado. Él y sus semejantes causan varias enfermedades desagradables, como la enfermedad del sueño en el hemisferio oriental y la enfermedad de Chagas en el oeste. Se dice que los animales infectados por la especie que causa la enfermedad del sueño en los humanos tienen nagana; El ganado y los perros están entre las muchas víctimas.

Pero, ¿qué está haciendo en ese video? Los científicos de la Universidad de Georgia, el Laboratorio Nacional del Pacífico Noroeste y la Universidad de Texas en El Paso trataron de averiguarlo e informaron sus resultados en Célula el mes pasado. Lo que descubrieron fue inquietante, tanto en lo que implicaba cómo los tripanosomas nos enferman, como también sobre su capacidad para eludir nuestras defensas.

Para entender por qué, necesita saber un poco sobre la biología del tripanosoma. Los seres humanos son en realidad inmunes a muchas enfermedades por el tripanosoma en virtud de un conjunto de moléculas llamadas factores líticos del tripanosoma (TLF). Estas moléculas circulan en nuestra sangre y hacen saltar los tripanosomas haciendo más o menos agujeros en sus lados (por lo tanto, "líticos").

Sin embargo, el tripanosoma que causa la enfermedad del sueño - Trypanosoma brucei rhodesiense - produce un factor de virulencia que le permite sortear estas defensas al unirse y neutralizar a TLF. Este factor se denomina proteína asociada a la resistencia del suero (SRA). Desafortunadamente, los biólogos, como los ingenieros, son amantes de la sopa de letras. Así que voy a resumir para ayudar a aclarar: SRA hecha por tripanosomas les permite derrotar a los TLF defensivos hechos por humanos, ¿entendido?

Otro tripanosoma - T. b. brucei , que causa nagana en el ganado - normalmente no puede infectar a los humanos pero puede Adquirir misteriosamente la habilidad si se encuentra con compañeros de cuarto. T. b. rhodesiense en una mosca tsetse. Es T. b. rhodesiense comunicarse con o compartir su SRA con T. b. brucei , y si es así, ¿cómo?

Lo que descubrieron los científicos que realizaron este estudio es que T. b. rhodesiense está fabricando filamentos flexibles y delgados, apodados por los autores de este documento, "nanotubos de membrana". Estos filamentos brotan del flagelo del tripanosoma. Eventualmente, se pellizcan en pequeñas bolsas individuales llamadas vesículas extracelulares, por lo tanto, las cuentas en una cadena parecen estar en curso. Estas pequeñas esferas llevan consigo factores de virulencia y otras proteínas que ayudan a los tripanosomas a perseverar dentro de los humanos.

La micrografía electrónica de barrido del tripanosoma con los cilindros extracelulares a su alrededor es una obra de arte. Veamos un primer plano de ello.

Su objetivo previsto es el bolsillo flagelar de otro tripanosoma, un lugar donde se invierte la membrana plasmática del tripanosoma y desde donde se proyecta su flagelo. El área dentro de este bolsillo y alrededor del flagelo es, en esencia, la bahía de acoplamiento de un tripanosoma, donde las sustancias entran o salen del organismo.

Las vesículas extracelulares se fusionan con la membrana allí, descargando su contenido en el tripanosoma y fusionando sus proteínas de membrana y lípidos con los tripanosomas. Los científicos pudieron decirlo porque las vesículas extracelulares marcadas con fluorescencia incubadas con tripanosomas causaron que los tripanosomas se iluminaran como la tira de Las Vegas, comenzando en el bolsillo flagelar pero extendiéndose rápidamente por toda la membrana.

Así, entonces, es cómo SRA obtiene de T. b. rhodesiense a T. b. brucei . La presencia de SRA en vesículas extracelulares también se confirmó en este estudio.

En ocasiones, los humanos se han infectado con especies de tripanosomas que se consideran no infecciosas. Es posible que estas infecciones fortuitas se produzcan porque una especie generalmente no infecciosa se encuentra dentro del mismo ser humano que TUBERCULOSIS. rhodesiense , y es el afortunado receptor de SRA de una vesícula extracelular.

Los científicos también notaron que la formación de vesículas extracelulares era promovida por condiciones estresantes, similares a las que se encuentran en el torrente sanguíneo de un huésped sano. Los tripanosomas no piensan, pero quizás lo que está sucediendo es algo así como "Ayudar a mis amigos a luchar contra el anfitrión nos ayuda a todos". Es decir, compartir los factores de virulencia con el resto del equipo aumenta las probabilidades de que el anfitrión se debilite lo suficiente como para sobrevivir para encontrar el camino hacia otra mosca tsetse.

Uno de los síntomas más debilitantes de la enfermedad del sueño en los seres humanos y una de las principales causas de muerte por nagana en el ganado es la anemia, una deficiencia de glóbulos rojos. Aunque la mayoría de las personas saben que la deficiencia de hierro puede causar anemia, la condición en realidad tiene muchas causas. Uno de los misterios de la enfermedad del sueño es cómo los parásitos desencadenan esta condición.

Los científicos ya habían reunido muchas pistas. Desde hace tiempo se sabe que los tripanosomas activan el sistema inmunitario innato durante la infección. En contraste con la respuesta inmune adaptativa más conocida, que las vacunas aprovechan para desencadenar la inmunidad a largo plazo, nuestra respuesta inmune innata es automática, rápida y no específica.

Los tripanosomas desencadenan la expresión de moléculas inflamatorias genéricas llamadas citoquinas que activan otro componente innato del sistema inmunitario llamado células mieloides. Estas células son capaces de atacar y destruir las células de su elección, y en el caso de la tripanosomiasis, las células mieloides eligen los glóbulos rojos. Obviamente, los glóbulos blancos que aniquilan los glóbulos rojos del cuerpo no son una respuesta inmune saludable, y algo que los tripanosomas están haciendo debe estar activándolo. Pero nadie sabía qué.

Resulta que, como lo revela este nuevo estudio, a las vesículas extracelulares de tripanosomas les encanta fusionarse no solo con las cavidades flagelares de otros tripanosomas, sino también con otro tipo de membrana: la de un glóbulo rojo. Los científicos pudieron decir que debido a que las proteínas marcadas con fluorescencia que se unieron a las vesículas extracelulares iluminaron el exterior de los "fantasmas" de glóbulos rojos (membranas de glóbulos rojos vaciadas de su contenido) incubadas con ellos tal como tenían los tripnosomas ".

Cuando las vesículas se fusionan con los glóbulos rojos, alteran la proteína de la membrana de las células sanguíneas y el contenido de lípidos tal como lo hacen los tripanosomas. Algo sobre esta alteración, aún no está claro qué, parece provocar que los glóbulos blancos mieloides destruyan los glóbulos rojos que han estado sujetos a ella. Y esto, los autores postulan, es lo que impulsa la anemia que es característica de la enfermedad. El efecto es casi seguro inadvertido por parte del tripanosoma, y ​​extremadamente mala suerte en el nuestro.

Referencia

Szempruch, Anthony J., Steven E. Sykes, Rudo Kieft, Lauren Dennison, Allison C. Becker, Anzio Gartrell, William J. Martin y otros. "Las vesículas extracelulares de Trypanosoma brucei median la transferencia del factor de virulencia y causan anemia del huésped". Célula 164, no. 1 (2016): 246-257.

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