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Las astutas tácticas de evasión de T. brucei en sus anfitriones

La investigación revela cómo T. brucei cambia proteínas para evadir el sistema inmunológico.

― 7 minilectura


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Los patógenos, como el parásito Trypanosoma brucei, tienen un reto cuando infectan a un hospedador. El sistema inmune del hospedador aprende a reconocer y combatir a esos invasores. T. Brucei causa la enfermedad del sueño africana en humanos y animales, y ha desarrollado maneras astutas de evadir la respuesta inmune. Este parásito se transmite a través de la picadura de la mosca tse-tse y vive en la Sangre y otros fluidos corporales de sus hospedadores. Para evitar ser eliminado por las defensas del hospedador, T. brucei cambia las proteínas en su superficie que el sistema inmune reconoce. Este cambio ocurre con frecuencia, y el parásito tiene un montón de genes que le permiten hacerlo.

Aunque los científicos han estudiado T. brucei principalmente en la sangre, cada vez está más claro que muchos de estos parásitos también viven en los espacios entre las células en los Tejidos. Estos parásitos que habitan en los tejidos parecen ser importantes para la enfermedad porque pueden sobrevivir en lugares donde la respuesta inmune es diferente. Aunque algunas investigaciones anteriores sugirieron que estos parásitos que habitan en los tejidos podrían cambiar sus Proteínas de Superficie, estudios posteriores generaron dudas al respecto. Ahora tenemos mejor tecnología para estudiar los genes involucrados en estas proteínas de superficie, y es hora de mirar de nuevo qué pasa con T. brucei en los tejidos.

El Estudio

En nuestra investigación, queríamos aprender cómo los parásitos que viven en los tejidos contribuyen a cambiar sus proteínas de superficie. Inyectamos ratones con parásitos de T. brucei y luego tomamos muestras tanto de la sangre como de varios tejidos durante varios días. Utilizamos una técnica especial para observar de cerca las proteínas de superficie producidas por los parásitos. Inicialmente, vimos que un tipo de proteína de superficie dominaba tanto en la sangre como en el tejido. Pero con el tiempo, notamos una mayor variedad de proteínas de superficie en los tejidos en comparación con la sangre.

En los tejidos, había de dos a cuatro veces más tipos de proteínas de superficie que en la sangre, pero esto no provenía del número de parásitos presentes. En cambio, parece que los tejidos son reservorios ricos en diversidad de proteínas de superficie. Alrededor del 87% de las proteínas de superficie encontradas durante la infección solo estaban presentes en los tejidos.

Proteínas Únicas en los Tejidos

También queríamos ver si los parásitos en los tejidos expresaban proteínas de superficie únicas en comparación con las de la sangre. Encontramos que muchas proteínas de superficie eran únicas para los tejidos en ciertos días y luego aparecieron en la sangre. Esto significa que los parásitos que habitan en los tejidos podrían ser una fuente de nuevas proteínas de superficie para los parásitos en la sangre, permitiéndoles escapar del sistema inmune.

Además, observamos el tiempo que tardaban los parásitos en ser eliminados del cuerpo. Los parásitos que expresaban una proteína de superficie específica se eliminaban más rápido de la sangre que de los tejidos. Este retraso en la eliminación de parásitos de los tejidos podría darles más tiempo para cambiar sus proteínas de superficie.

Eliminación Lenta en los Tejidos

Al estudiar qué tan rápido el sistema inmune elimina los parásitos de T. brucei, encontramos diferencias significativas entre la sangre y los tejidos. En la sangre, la respuesta inmune fue más rápida, mientras que en los tejidos fue más lenta. Esta diferencia en las tasas de eliminación sugiere que el entorno de los tejidos permite a los parásitos persistir por más tiempo.

También probamos qué pasaría si interferíamos con la respuesta inmune. Al usar ratones especiales que solo podían producir un tipo de anticuerpo que no funciona tan bien contra T. brucei, vimos que la eliminación de parásitos se retrasaba en los tejidos. De hecho, en estos ratones, encontramos una mayor variedad de proteínas de superficie, mostrando que una eliminación más lenta conduce a más diversidad.

Infecciones de Mosca Tse-Tse

Para ver si nuestros hallazgos se mantenían en un escenario de infección más natural, infectamos ratones con T. brucei a través de picaduras de la mosca tse-tse, que es como estos parásitos infectan a los hospedadores en la naturaleza. Al igual que en nuestros experimentos anteriores, encontramos que los tejidos contenían una mayor diversidad de proteínas de superficie en comparación con la sangre. Esto indica que incluso cuando las infecciones ocurren a través de una picadura de la mosca tse-tse, los tejidos sirven como la principal área de almacenamiento para la variedad de proteínas de superficie.

Implicaciones para la Dinámica de Infección

Basado en nuestros hallazgos, parece que los parásitos T. brucei se benefician al esconderse en los espacios de los tejidos. Esto les permite generar nuevas variantes de proteínas de superficie que les ayudan a evitar ser vistos por el sistema inmune. Cuando los parásitos eventualmente regresan al torrente sanguíneo, estas nuevas variantes pueden ayudarles a sobrevivir contra las defensas del hospedador.

Las infecciones pueden durar mucho tiempo, y durante este período, tener una amplia variedad de proteínas de superficie podría ser crucial para los parásitos. En la naturaleza, donde los animales pueden tener respuestas inmunes existentes, poder cambiar rápidamente las proteínas podría ser necesario para mantener la infección.

Movimiento del Parásito

Aunque sabemos que T. brucei puede moverse entre la sangre y los tejidos, parece que la sangre no es el lugar principal donde los parásitos prosperan. En cambio, los tejidos pueden servir como un reservorio desde donde los parásitos pueden entrar repetidamente en el torrente sanguíneo. Esta idea sugiere que apuntar a cómo los parásitos salen o se establecen en los tejidos podría ser una posible forma de tratar las infecciones.

Algunos estudios han mostrado que interferir con cómo T. brucei invade los tejidos puede conducir a mejores resultados en ratones infectados. Esto sugiere que limitar qué tan bien el parásito puede adaptarse al entorno único de diferentes tejidos podría ayudar a controlar la infección.

Conclusión

En resumen, nuestra investigación sugiere que T. brucei tiene una relación compleja con su hospedador. El parásito puede cambiar sus proteínas de superficie para evitar el sistema inmune, y ha encontrado una manera de persistir en los tejidos, lo que le permite mantener una diversa reserva de estas proteínas. Esta diversidad ayuda al parásito a seguir sobreviviendo y evadir las defensas del hospedador. Entender cómo T. brucei opera dentro de diferentes entornos en el hospedador puede ayudarnos a desarrollar nuevas estrategias para tratar infecciones. Reconociendo el papel de los espacios en los tejidos en la promoción de la diversidad del patógeno, podemos entender mejor cómo combatir no solo a T. brucei, sino a otras infecciones que pueden comportarse de manera similar.

Fuente original

Título: Extravascular spaces are the primary reservoir of antigenic diversity in Trypanosoma brucei infection

Resumen: Summary paragraphThe protozoan parasite Trypanosoma brucei evades clearance by the host immune system through antigenic variation of its dense variant surface glycoprotein (VSG) coat, periodically "switching" expression of the VSG using a large genomic repertoire of VSG-encoding genes1-6. Recent studies of antigenic variation in vivo have focused near exclusively on parasites in the bloodstream4,7,8, but research has shown that many, if not most, parasites reside in the interstitial spaces of tissues9-13. We sought to explore the dynamics of antigenic variation in extravascular parasite populations using VSG-seq7, a high-throughput sequencing approach for profiling VSGs expressed in populations of T. brucei. Here we show that tissues, not the blood, are the primary reservoir of antigenic diversity during both needle- and tsetse bite-initiated T. brucei infections, with more than 75% of VSGs found exclusively within extravascular spaces. We found that this increased diversity is correlated with slower parasite clearance in tissue spaces. Together, these data support a model in which the slower immune response in extravascular spaces provides more time to generate the antigenic diversity needed to maintain a chronic infection. Our findings reveal the important role that extravascular spaces can play in pathogen diversification.

Autores: Monica R Mugnier, A. Beaver, Z. Keneskhanova, R. O. Cosentino, B. L. Weiss, E. O. Awuoche, G. M. Smallenberger, G. Y. Buenconsejo, N. P. Crilly, J. E. Smith, J. M. Hakim, B. Zhang, B. Bobb, F. Rijo-Ferreira, L. M. Figueiredo, S. Aksoy, T. N. Siegel

Última actualización: 2024-07-25 00:00:00

Idioma: English

Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.06.27.497797

Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.06.27.497797.full.pdf

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

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