Reveladas las intrincadas tácticas de invasión celular de la clamidia
La investigación descubre cómo la clamidia manipula los procesos de las células huésped usando Tarp.
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Tabla de contenidos
- Cómo Chlamydia invade las células del huésped
- El papel de la estructura de Tarp
- Usando moscas de fruta para estudiar la función de Tarp
- Descubriendo nuevas funciones de N-Tarp
- Examinando los efectos de N-Tarp en el crecimiento de las alas
- Evaluando el mecanismo detrás del efecto de N-Tarp
- Investigando la conexión con otras proteínas
- Conclusión: Nuevas ideas sobre la estrategia de Chlamydia
- Fuente original
Chlamydia trachomatis es un tipo de bacteria que solo puede vivir dentro de las células y se sabe que causa varios problemas de salud. Es la principal causa de infecciones que pueden llevar a la ceguera en todo el mundo y es la infección de transmisión sexual (ITS) más común en los Estados Unidos. Cada año, el número de nuevas infecciones por Chlamydia sigue creciendo, convirtiéndolo en un problema importante de salud pública. A pesar de lo común que es, los científicos aún están tratando de descubrir todas las formas en que Chlamydia infecta a su huésped.
Cómo Chlamydia invade las células del huésped
El primer paso en una infección por Chlamydia es cuando se adhiere a la superficie de una célula del huésped. Después de eso, la bacteria inyecta ciertas proteínas, conocidas como efectores, usando un sistema específico llamado sistema de secreción tipo III (T3SS). Estos efectores tempranos ayudan a Chlamydia a entrar en la célula del huésped de manera más efectiva. Uno de los principales efectores se llama Tarp (proteína fosforilada reclutadora de Actina translocada), que es crucial para una invasión exitosa.
Tarp ayuda a la bacteria a manipular la actina dentro de las células del huésped. La actina es una proteína que ayuda a mantener la estructura y el movimiento de la célula. Cuando Tarp está presente, promueve la formación de filamentos de actina, permitiendo que Chlamydia se adentre más fácilmente. Otros efectores, como TmeA y TmeB, trabajan junto a Tarp para apoyar aún más este proceso de invasión.
El papel de la estructura de Tarp
Tarp consta de unas 1000 aminoácidos y tiene diferentes partes, específicamente un N-terminal y un C-terminal. El C-terminal es responsable de su capacidad para influir en la actina, mientras que el N-terminal tiene repeticiones de proteínas que pueden ser modificadas cuando Tarp está dentro de la célula del huésped. Aunque todavía se desconoce mucho sobre cómo contribuye el N-terminal a la capacidad de Chlamydia para infectar, está claro que puede desencadenar diferentes respuestas celulares.
Usando moscas de fruta para estudiar la función de Tarp
Para entender mejor cómo funciona Tarp, los investigadores han usado moscas de fruta (Drosophila melanogaster) como modelo. Al insertar el gen de Tarp en las moscas, los científicos pueden aislar sus efectos fuera del contexto de una infección real. Este enfoque permite observaciones más precisas de las funciones de Tarp. Los investigadores han encontrado que la actividad de Tarp también se puede ver en el modelo de la mosca, confirmando su papel en la manipulación de la actina.
Descubriendo nuevas funciones de N-Tarp
En estudios recientes, los científicos descubrieron que la parte N-terminal de Tarp podría afectar una vía de señalización específica conocida como la Vía Hippo. Esta vía es esencial para controlar el crecimiento y el tamaño de las células. Al expresar N-Tarp en moscas de fruta, notaron cambios en el tamaño de la ala en desarrollo, lo que indica que N-Tarp podría interrumpir la señalización normal que mantiene el crecimiento celular bajo control.
La vía Hippo controla la división celular y asegura que los órganos crezcan al tamaño adecuado. Si esta vía no funciona correctamente, puede llevar a un crecimiento excesivo o a un crecimiento demasiado pequeño. Cuando N-Tarp se expresó en los discos alares de las moscas de fruta, causó que las alas crecieran más grandes, demostrando una clara conexión entre N-Tarp y la vía Hippo.
Examinando los efectos de N-Tarp en el crecimiento de las alas
Cuando los investigadores analizaron las alas de moscas adultas que habían sido modificadas para expresar N-Tarp, descubrieron que la mayoría de las moscas tenían alas arrugadas que no se expandieron correctamente. Esto fue sorprendente porque un mayor crecimiento de tejido generalmente conduce a alas planas y bien formadas. Sugiere que el sobrecrecimiento causado por N-Tarp podría interferir con el desarrollo normal de las alas.
Para probar esto, los científicos utilizaron otro método para limitar dónde se expresaba N-Tarp en las alas. Este ajuste permitió el crecimiento de alas más grandes sin interferir con su expansión. Los resultados fueron más claros: cuando N-Tarp se limitó a un área específica en la ala, las alas pudieron crecer correctamente en comparación con otras moscas.
Evaluando el mecanismo detrás del efecto de N-Tarp
Los investigadores querían entender cómo N-Tarp cambió la vía Hippo. Midieron la expresión de genes que normalmente están regulados por esta vía. Cuando N-Tarp estaba presente, la expresión de ciertos genes relacionados con el crecimiento aumentó drásticamente. Esta observación confirmó que N-Tarp está influyendo directamente en la vía Hippo y alterando el equilibrio normal entre el crecimiento celular y la regulación del tamaño.
Dado que la vía Hippo tiene un papel esencial en proteger las células del crecimiento excesivo y del potencial cáncer, entender cómo N-Tarp cambia su actividad podría proporcionar información sobre cómo Chlamydia logra sobrevivir y prosperar dentro de su huésped.
Investigando la conexión con otras proteínas
Para ver si los efectos de N-Tarp podrían revertirse, los científicos probaron si interrumpir la vía Hippo usando otros métodos aliviaría el problema de alas arrugadas causado por N-Tarp. Las alteraciones en la vía de señalización mostraron mejoras en las formas de las alas, lo que indica que N-Tarp opera principalmente a través de la vía Hippo para influir en el crecimiento y el tamaño.
Estos resultados sugieren que la capacidad de N-Tarp para afectar la vía Hippo podría ser un método crítico a través del cual Chlamydia manipula su entorno huésped para sobrevivir.
Conclusión: Nuevas ideas sobre la estrategia de Chlamydia
El trabajo realizado con Drosophila proporciona información valiosa sobre cómo Chlamydia interactúa con las células huésped más allá de simplemente causar infecciones. Muestra que la región N-terminal de Tarp tiene un papel significativo en alterar las vías de señalización del huésped, particularmente la vía Hippo. Esta manipulación puede ayudar a Chlamydia a asegurar la supervivencia celular, lo cual es crítico para su propia replicación y persistencia dentro del huésped.
Entender estos mecanismos aclara cómo algunos patógenos pueden resistir las defensas del huésped, lo que podría llevar a nuevas estrategias para el tratamiento o la prevención de infecciones causadas por Chlamydia. Esta investigación marca un paso importante en el reconocimiento de las interacciones complejas entre un patógeno y su huésped y destaca la importancia de estudiar estas conexiones para desarrollar mejores soluciones de salud.
Título: The N-terminus of the Chlamydia trachomatis effector Tarp engages the host Hippo pathway
Resumen: Chlamydia trachomatis is an obligate, intracellular Gram-negative bacteria and the leading bacterial STI in the United States. Chlamydias developmental cycle involves host cell entry, replication within a parasitophorous vacuole called an inclusion, and induction of host cell lysis to release new infectious particles. During development, Chlamydia manipulates the host cell biology using various secreted bacterial effectors. The early effector Tarp is important for Chlamydia entry via its well-characterized C-terminal region which can polymerize and bundle F-actin. In contrast, not much is known about the function of Tarps N-terminus (N-Tarp), though this N-terminal region is present in many Chlamydia species. To address this, we use Drosophila melanogaster as an in vivo cell biology platform to study N-Tarp-host interactions. Drosophila development is well-characterized such that developmental phenotypes can be traced back to the perturbed molecular pathway. Transgenic expression of N-Tarp in Drosophila tissues results in phenotypes consistent with altered host Hippo signaling. The Salvador-Warts-Hippo pathway is a conserved signaling cascade that regulates host cell proliferation and survival during normal animal development. We studied N-Tarp function in larval imaginal wing discs, which are sensitive to perturbations in Hippo signaling. N-Tarp causes wing disc overgrowth and a concomitant increase in adult wing size, phenocopying overexpression of the Hippo co-activator Yorkie. N-Tarp also causes upregulation of Hippo target genes. Last, N-Tarp-induced phenotypes can be rescued by reducing the levels of Yorkie, or the Hippo target genes CycE and Diap1. Thus, we provide the first evidence that the N-terminal region of the Chlamydia effector Tarp is sufficient to alter host Hippo signaling and acts upstream of the co-activator Yorkie. Chlamydia alters host cell apoptosis during infection, though the exact mechanism remains unknown. Our findings implicate the N-terminal region of Tarp as a way to manipulate the host Hippo signaling pathway, which directly influences cell survival. Author SummaryChlamydia-infected cells are known to be resistant to apoptotic cues, facilitating the successful completion of its infectious cycle. The exact molecular mechanism of apoptosis inhibition is unknown and the search for secreted effectors that mediate this is ongoing. We developed Drosophila melanogaster as a platform to study Chlamydia effector function in vivo without the confounding influence of actual infection. Genetic tools make it easy to generate transgenic flies and express bacterial effectors of interest in any tissue, allowing for discovery of new function based on observed developmental phenotypes. Using this platform, we showed that the N-terminal region of the early effector Tarp intersects with the host Hippo pathway, causing upregulation of Hippo target genes. Interestingly, the Hippo pathway directly controls the expression of potent inhibitors of apoptosis (IAPs). Our findings support a possible link between a secreted effector, Tarp and its N-terminal region, and the Hippo pathway to block apoptosis during infection.
Autores: George F Aranjuez, O. Patel, D. Patel, T. J. Jewett
Última actualización: 2024-09-12 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.09.12.612603
Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.09.12.612603.full.pdf
Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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