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# Biología # Inmunología

E. histolytica: La estrategia intrigante del parásito

Una mirada a cómo E. histolytica se comunica con el sistema inmunológico.

Barbara Honecker, Valentin A. Bärreiter, Katharina Höhn, Balázs Horváth, Karel Harant, Nahla Galal Metwally, Claudia Marggraff, Juliett Anders, Stephanie Leyk, Maria del Pilar Martínez-Tauler, Annika Bea, Charlotte Hansen, Helena Fehling, Melanie Lütkemeyer, Stephan Lorenzen, Sören Franzenburg, Hanna Lotter, Iris Bruchhaus

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E. Histolytica es un parásito chiquitito responsable de una enfermedad conocida como ameobiasis, que afecta principalmente a la gente en regiones tropicales. Si comes o bebes algo contaminado con este parásito, podrías terminar con un malestar estomacal o, en casos graves, con problemas más serios como disentería o abscesos hepáticos. ¡Vaya lío! La buena noticia es que la mayoría de las personas que se infectan no presentan síntomas, pero para quienes sí, puede ser un verdadero problema.

¿Qué Son los Vesículos Extracelulares?

Entonces, ¿cómo se comunica este problemita con el sistema inmunológico? Lo hace con la ayuda de algo llamado vesículos extracelulares (EVs). Estas burbujitas, hechas de la pared de las células, pueden llevar información útil como proteínas y ARN de una célula a otra. Piensa en los EVs como sobres chiquitos entregando mensajes entre el parásito y los defensores inmunológicos del cuerpo.

E. histolytica libera estos EVs, que juegan un papel en si el parásito se queda o lo echan. Curiosamente, los investigadores han estado estudiando estos EVs para ver si podrían ayudar a crear vacunas.

La Enfermedad: Ameobiasis

Ahora, vamos a profundizar un poco más en la ameobiasis. E. histolytica es el villano aquí, y es la causa de esta enfermedad. Según algunos datos, causa alrededor de 26,000 muertes cada año en todo el mundo. Sin embargo, la mayoría de las infecciones son asintomáticas, lo que significa que ni siquiera te darías cuenta de que la tienes. En casos raros, sin embargo, se vuelve invasiva, llevando a condiciones severas como disentería o abscesos hepáticos. ¡Ahí es cuando las cosas se ponen serias!

¿Quiénes Son Más Afectados por Este Parásito?

Te preguntarás por qué algunas personas se enferman mucho mientras que otras no, incluso después de haberse expuesto. Estudios muestran que los hombres adultos son más propensos a desarrollar complicaciones que las mujeres, incluso cuando las tasas de infección son similares. Esto parece tener mucho que ver con ciertas células inmunitarias llamadas Monocitos.

En un estudio con ratones, cuando los investigadores eliminaron estas células inmunitarias, el tamaño de los abscesos disminuyó. Parece que los ratones machos tenían más de estos monocitos inflamatorios apareciendo en el hígado que las hembras, lo que sugiere una respuesta inmune diferente conectada con la hormona masculina testosterona.

Explorando los EVs de E. Histolytica

No muchos estudios han mirado los EVs de E. histolytica aún. Sin embargo, algunas investigaciones iniciales sugieren que estos EVs pueden cambiar cómo reaccionan las células inmunitarias, como los macrófagos y neutrófilos. Por ejemplo, cuando estos EVs interactúan con macrófagos, parecen suprimir cierta respuesta inmune, lo que lleva a una menor activación de las células inmunitarias.

Esto es interesante porque un patógeno diferente que ataca a los reptiles, Entamoeba invadens, muestra que los EVs podrían ayudar a las amebas a comunicarse sobre sus ciclos de vida. Así que parece que hay mucho sucediendo en el fondo cuando estos parásitos usan EVs.

Objetivos de la Investigación

El objetivo principal de los estudios recientes ha sido entender cómo los EVs de E. histolytica interactúan con los monocitos, que son jugadores cruciales en la respuesta inmune durante las infecciones hepáticas. Los investigadores compararon dos clones diferentes del parásito conocidos por sus distintas habilidades para causar enfermedad: el menos dañino EhA1 y el más peligroso EhB2.

Al analizar estos EVs y su carga, los investigadores intentaron descubrir posibles diferencias entre los dos clones que pudieran explicar por qué algunas infecciones son peores que otras.

Liberación de Partículas y Tamaño

Para tener una mejor idea de los EVs producidos por estos clones, los científicos aislaron las partículas, caracterizándolas por tamaño y forma. Encontraron que la mayoría de los vesículos liberados tenían un tamaño entre 80 y 400 nanómetros. Ambos clones liberaron EVs de tamaño similar, lo que sugiere que podrían compartir ciertas características en cuanto a cómo producen y liberan estas partículas.

Visualizando los EVs

Para confirmar sus hallazgos, los investigadores también usaron técnicas de imagen sofisticadas como la microscopía electrónica de transmisión. Pudieron ver los EVs y confirmar que tenían marcadores en sus superficies indicando que venían del parásito E. histolytica.

Proteínas en los EVs

Yendo aún más allá, los investigadores querían entender qué tipos de proteínas se encuentran en los EVs de EhA1 y EhB2. Descubrieron casi 900 proteínas diferentes en total, muchas de las cuales podrían jugar un papel en la capacidad del parásito para infectar o causar problemas en el huésped.

Comparando estas proteínas, revelaron que aunque muchas eran comunes a ambos clones, también había algunas únicas. Por ejemplo, algunas proteínas conocidas por sus roles en señalización y transporte eran más abundantes en clones específicos, insinuando posibles diferencias en cómo cada clone interactúa con el sistema inmunológico.

Micro ARN en los EVs

¡Pero espera, hay más! Además de las proteínas, los EVs también contenían micro ARN (miARNs). Estas pequeñas piezas de ARN pueden influir en cómo se expresan los genes en otras células. Los investigadores descubrieron que el parásito expulsa un conjunto completamente nuevo de miARNs que eran previamente desconocidos, lo que significa que E. histolytica probablemente está influyendo en su entorno de maneras que no habíamos dado cuenta.

Respuesta de los Monocitos a los EVs

Los investigadores querían ver cómo estos EVs afectan a los monocitos, las células inmunitarias que son las primeras en responder a la infección. Después de exponer estas células a los EVs, encontraron que muchos genes asociados con la inflamación y las respuestas inmunitarias estaban activados. ¡Era como encender un interruptor para activar el sistema inmunológico!

Curiosamente, ambos clones de EVs estimularon respuestas bastante similares en los monocitos, lo que llevó a una mayor producción de varias citoquinas inflamatorias. Esto fue a pesar de que uno de los clones es conocido por ser mucho más patógeno que el otro. Así que parece que ambos clones saben cómo provocar una reacción de esas células inmunitarias.

El Factor de Género

Cuando se trata de cómo los monocitos masculinos y femeneninos responden a estos EVs, los estudios mostraron que los monocitos masculinos tienden a liberar más citoquinas, reforzando la idea de que los ratones machos podrían ser más susceptibles al comportamiento agresivo de E. histolytica.

Liberación de Mieloperoxidasa

Uno de los hallazgos clave estaba relacionado con una enzima llamada mieloperoxidasa (MPO), que juega un papel crucial en cómo el sistema inmunológico combate infecciones. Los investigadores descubrieron que solo el clone menos patogénico, EhA1, logró que los monocitos y neutrófilos liberaran más MPO. Esto plantea preguntas sobre qué está pasando con el clone más patogénico y por qué no desencadena la misma respuesta.

Conclusión

Al concluir estos hallazgos, observamos que E. histolytica es un parásito travieso que no solo afecta a su huésped directamente, sino que también envía mensajeros en forma de EVs. Estos sobres chiquitos llevan proteínas y ARN, comunicándose con el sistema inmunológico de maneras que pueden llevar a la inflamación y, en última instancia, a la enfermedad.

Desentrañar cómo funcionan estos procesos podría ayudar a los científicos a encontrar mejores estrategias de tratamiento o incluso vacunas para la ameobiasis. Al final, entender a este parásito es un poco como armar un rompecabezas: puedes ver la imagen completa solo después de examinar cada pieza chiquita, sin importar cuán microscópica sea.

Fuente original

Título: Entamoeba histolytica extracellular vesicles drive pro-inflammatory monocyte signaling

Resumen: The parasitic protozoan Entamoeba histolytica secretes extracellular vesicles (EVs), but so far little is known about their function in the interaction with the host immune system. Infection with E. histolytica trophozoites can lead to formation of amebic liver abscesses (ALAs), in which pro-inflammatory immune responses of Ly6Chi monocytes contribute to liver damage. Men exhibit a more severe pathology as the result of higher monocyte recruitment and a stronger immune response. To investigate the role of EVs and pathogenicity in the host immune response, we studied the effect of EVs secreted by low pathogenic EhA1 and highly pathogenic EhB2 amebae on monocytes. Size and quantity of isolated EVs from both clones were similar. However, they differed in their proteome and miRNA cargo, providing insight into factors potentially involved in amebic pathogenicity. In addition, EVs were enriched in proteins with signaling peptides compared with the total protein content of trophozoites. Exposure to EVs from both clones induced monocyte activation and a pro-inflammatory immune response as evidenced by increased surface presentation of the activation marker CD38 and upregulated gene expression of key signaling pathways (including NF-{kappa}B, IL-17 and TNF signaling). The release of pro-inflammatory cytokines was increased in EV-stimulated monocytes and more so in male-than in female-derived cells. While EhA1 EV stimulation caused elevated myeloperoxidase (MPO) release by both monocytes and neutrophils, EhB2 EV stimulation did not, indicating the protective role of MPO during amebiasis. Collectively, our results suggest that parasite-released EVs contribute to the male-biased immunopathology mediated by pro-inflammatory monocytes during ALA formation. Author summaryParasites communicate with their host via small membranous extracellular vesicles (EVs) that can shuttle cargo and thus information between cells. The protozoan parasite Entamoeba histolytica releases EVs but not much is known about their role in the interaction with the host immune system. Infection with E. histolytica can lead to amebic liver abscess (ALA) formation. Innate immune cells, particularly monocytes, contribute to liver damage by releasing microbicidal factors. Men have a more severe ALA pathology as the result of a stronger monocyte immune response. In this study, we analyzed the effect of EVs from differently virulent E. histolytica clones on monocytes to better understand their interaction. EVs of both clones were similar in size and quantity but differed in their cargo, which provides information on factors potentially involved in pathogenicity. Monocytes responded to EVs of both clones in a pro-inflammatory manner that reflected the immune processes occurring during ALA in vivo, including the bias towards the male sex. Only EVs of amebae with low pathogenicity, and not those released by the highly pathogenic clone, elicited secretion of the granular enzyme myeloperoxidase, which plays a protective role during ALA. Overall, our data suggest that EVs may contribute to liver injury.

Autores: Barbara Honecker, Valentin A. Bärreiter, Katharina Höhn, Balázs Horváth, Karel Harant, Nahla Galal Metwally, Claudia Marggraff, Juliett Anders, Stephanie Leyk, Maria del Pilar Martínez-Tauler, Annika Bea, Charlotte Hansen, Helena Fehling, Melanie Lütkemeyer, Stephan Lorenzen, Sören Franzenburg, Hanna Lotter, Iris Bruchhaus

Última actualización: 2024-12-24 00:00:00

Idioma: English

Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.24.630232

Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.24.630232.full.pdf

Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

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