Doença do sono africana:como o patógeno coloniza a mosca tsé-tsé

CARP3 é um regulador da ponta flagelar da motilidade social (SoMo) e é essencial para a colonização das glândulas salivares da mosca tsé-tsé. a Ensaios SoMo de T. brucei procíclico AnTat 1.1 tipo selvagem (WT), nocaute carp3 (KO, clones independentes KO1, KO2) ou resgate CARP3 in situ (resc, clones independentes resc1, resc2). O Western blot foi sondado com anti-CARP3 e anti-PFR-A/C (controle de carga). b Ensaio SoMo sobre RNAi induzível por tetraciclina (Tet) de CARP3 (-Tet / +Tet 24 h) e a linhagem celular AnTat 1.1 1313 parental. O Western blot mostra a repressão de CARP3 detectada por anticorpos como em (a). c Ilustração do sistema digestivo e das glândulas salivares de uma mosca tsé-tsé (adaptado de 91). d Taxas de infecção do intestino médio da mosca tsé-tsé (MG) ou glândulas salivares (SG) com linhagens de células T. brucei AnTat 1.1 como em (a). As moscas foram dissecadas 34-36 dias p.i., n (moscas) =48 (WT), 50 (KO1), 50 (KO2), 40 (resc1). L-glutationa 10 mM foi incluída na refeição de sangue (Colônia de mosca tsé-tsé do Instituto de Medicina Tropical de Antuérpia). Análise de imunofluorescência indireta de CARP3 (verde) em T. brucei AnTat 1.1 forma procíclica WT (e) ou carp3 KO (f). Os painéis superiores mostram CARP3 (verde) e o DNA nuclear e mitocondrial corado com DAPI (azul), os painéis inferiores mostram uma sobreposição com o axonema (vermelho; corado com o anticorpo mAB25). Em (e) são mostradas células em diferentes estágios do ciclo celular (1K1N, 2K1N, 2K2N; K cinetoplasto, núcleo N). g Análise de imunofluorescência indireta de CARP3 (verde) como em (e, f) durante a diferenciação da cultura da corrente sanguínea para as formas procíclicas. Barra de escala em (e–g) 5 µm. Os dados de origem para (a, b) e (d) são fornecidos como arquivo de dados de origem. Crédito:Comunicação da Natureza (2022). DOI:10.1038/s41467-022-33108-z

Os pesquisadores da LMU decifraram um mecanismo de sinalização crucial que permite que os tripanossomas alcancem as glândulas salivares das moscas.
As moscas tsé-tsé são comuns em grande parte da África. Eles se alimentam do sangue de humanos e outros animais. No processo, eles podem transmitir tripanossomas, um parasita protozoário. Trypanosoma brucei causa a doença do sono em humanos. Os patógenos se infiltram no hospedeiro através da saliva das moscas tsé-tsé infectadas:do sangue, chegam ao cérebro, levando a sintomas fatais se não forem tratados.

Mas como os tripanossomas entram nas glândulas salivares das moscas tsé-tsé após sua refeição de sangue? A Dra. Sabine Bachmaier e o professor Michael Boshart da divisão de Genética da Faculdade de Biologia da LMU, juntamente com colegas científicos, encontraram uma resposta surpreendente para esta pergunta.

Eles mostram que um aparelho de sinalização na ponta flagelar do protozoário controla a migração de tripanossomas na mosca tsé-tsé através do mensageiro conhecido como monofosfato de adenosina cíclico (cAMP). A remoção de um componente do complexo enzimático que produz a molécula sinalizadora de cAMP foi suficiente para prevenir a infecção das moscas. Os resultados do estudo já foram publicados na Nature Communications .

Informações sobre a rede regulatória

A título de pano de fundo:Bovinos e antílopes são reservatórios naturais de Trypanosoma brucei. Durante uma refeição de sangue, os patógenos entram no trato gastrointestinal das moscas tsé-tsé. Para sobreviver e se propagar, os tripanossomas precisam se adaptar ao seu ambiente em mudança. Eles migram para frente e para trás entre a corrente sanguínea e os tecidos de um hospedeiro mamífero e entre o trato digestivo e as glândulas salivares de uma mosca tsé-tsé, passando por uma série de estágios de desenvolvimento.

"Nosso projeto é baseado em várias colaborações internacionais com grupos de pesquisa em Paris, Antuérpia e Rio de Janeiro", diz Bachmaier. "Há muito tempo estávamos interessados na questão de como os parasitas conseguem se orientar na mosca tsé-tsé - e como isso pode ser evitado para controlar a transmissão da doença."

Cerca de dez anos atrás, o grupo de pesquisa identificou um novo componente específico do tripanossoma da via de sinalização do cAMP - a proteína 3 de resposta do AMP cíclico (CARP3). "Nossa descoberta de que CARP3 é encontrada principalmente na ponta dos flagelos de tripanossomas nos colocou no cheiro de um aparelho de sinalização especializado para a orientação dos parasitas na mosca tsé-tsé", diz Bachmaier.

Quando os pesquisadores removeram o gene CARP3 por meio de engenharia genética, a composição das enzimas (adenilato ciclases) que produzem cAMP na ponta flagelar também mudou. "Os tripanossomas não foram mais capazes de colonizar eficientemente as moscas tsé-tsé", explica o cientista. "Nas glândulas salivares, não encontramos mais uma única célula dos parasitas."

Da pesquisa básica à aplicação:O objetivo de uma estratégia de longo prazo pode ser prejudicar as interações entre CARP3 e adenilato ciclase. Isso poderia ser feito, por exemplo, por meio de um peptídeo sintético que seria produzido nas moscas pela técnica conhecida como paratransgênese. Sem colonizar as glândulas salivares das moscas tsé-tsé, os tripanossomas não seriam mais transmitidos. + Explorar mais