Enfermedad de Chagas: Las necesidades nutricionales de T. cruzi
Examinando cómo T. cruzi obtiene nutrientes de las células del huésped.
― 6 minilectura
Tabla de contenidos
- Ciclo de vida de Trypanosoma cruzi
- Adquisición de nutrientes
- Endocitosis y absorción de proteínas
- Colesterol y metabolismo de lípidos
- El papel de las estructuras de las células hospedadoras
- Experimentando con la transferencia de colesterol
- Observaciones bajo el microscopio
- Hallazgos clave sobre el crecimiento de los amastigotes
- El papel de las vías químicas
- La conexión entre el colesterol y la progresión de la enfermedad
- Investigando los mecanismos
- Conclusión
- Fuente original
La enfermedad de Chagas es un problema de salud importante en muchas partes de América Latina. Es causada por un parásito chiquitito llamado Trypanosoma Cruzi. Este parásito tiene un ciclo de vida complejo que involucra diferentes hospedadores, incluyendo animales y humanos. En los humanos, puede causar problemas de salud graves, especialmente si no se trata.
Ciclo de vida de Trypanosoma cruzi
El ciclo de vida de T. cruzi incluye diferentes formas que pueden adaptarse a su entorno y a los hospedadores. En el cuerpo humano, una forma llamada Amastigotes se multiplica y puede esconderse del sistema inmunológico. Estos amastigotes viven dentro de las células del hospedador y se alimentan de los nutrientes de ellas.
Adquisición de nutrientes
Los amastigotes dependen mucho de los nutrientes de su hospedador. Tienen maneras de absorber estos nutrientes, especialmente usando proteínas específicas en su membrana que actúan como puertas. Estas proteínas les ayudan a agarrar pequeñas cantidades de vitaminas y minerales necesitados para su crecimiento. Algunos estudios sugieren que estas proteínas son cruciales para que los amastigotes adquieran los nutrientes necesarios para sobrevivir y reproducirse.
Además, los amastigotes tienen una estructura importante llamada complejo citostoma-cito-faringe, que les permite absorber moléculas más grandes. Esta parte especializada de su estructura les ayuda a endocitar, o engullir, sustancias importantes.
Endocitosis y absorción de proteínas
Experimentos han mostrado que cuando los amastigotes estallan fuera de las células del hospedador, pueden absorber proteínas como la albúmina y la transferrina, que se encuentran en la sangre. Sin embargo, no absorben todos los tipos de proteínas de la misma manera. Esto sugiere que el proceso de absorción de nutrientes es complejo y regulado por otros factores.
Colesterol y metabolismo de lípidos
El colesterol es un nutriente clave para los amastigotes, representando una gran parte de su contenido total de esteroles. Pueden crear su propio colesterol pero también pueden recogerlo del hospedador. La forma en que recolectan y usan el colesterol no se entiende completamente, pero juega un papel vital en su crecimiento y supervivencia.
Investigaciones recientes han mostrado que los niveles de colesterol en las células del hospedador pueden aumentar cuando son infectadas por T. cruzi. Este aumento probablemente ayuda al parásito a prosperar, aunque no está claro cómo funciona este vínculo a nivel molecular.
El papel de las estructuras de las células hospedadoras
Las células hospedadoras tienen estructuras específicas como el retículo endoplásmico (RE) y el aparato de Golgi que ayudan a gestionar el colesterol. Estas estructuras son cruciales para la distribución del colesterol y pueden influir en cómo los amastigotes pueden recolectar este nutriente esencial.
Cuando las células hospedadoras están infectadas, la organización de estas estructuras puede cambiar. Esto impacta qué tan bien puede acceder el parásito a los nutrientes que necesita.
Experimentando con la transferencia de colesterol
Los investigadores han utilizado marcadores fluorescentes especiales para rastrear cómo se mueve el colesterol de las células hospedadoras a los amastigotes. Encontraron que cuando las células hospedadoras absorben colesterol, este puede ser transferido a través de diferentes vías celulares a los amastigotes.
Dos métodos demostraron cómo se entregaba el colesterol. El primer método involucró el uso de lipoproteínas de baja densidad (LDL), que son conocidas como transportadoras de colesterol. Cuando estas partículas de LDL fueron marcadas y expuestas a células infectadas, se observó que el colesterol de estas partículas se movía hacia los amastigotes después de varias horas.
El segundo método añadió directamente un análogo fluorescente de colesterol al medio de cultivo. Este método permitió una absorción más rápida y eficiente de colesterol por parte de los amastigotes.
Observaciones bajo el microscopio
Con técnicas avanzadas de imagen, los investigadores pudieron observar las áreas específicas donde se concentraba el colesterol dentro de los amastigotes. Estas áreas a menudo se alineaban con las partes del parásito donde se absorben los nutrientes.
La microscopía electrónica proporcionó información sobre el contacto cercano entre los amastigotes y los orgánulos del hospedador, destacando las formas en que podrían intercambiar materiales directamente.
Hallazgos clave sobre el crecimiento de los amastigotes
La disponibilidad de colesterol impacta directamente qué tan bien pueden crecer y reproducirse los amastigotes. Cuando las células hospedadoras eran privadas de colesterol, el número de amastigotes observados disminuyó significativamente. Sin embargo, cuando se reintrodujo el colesterol en el medio de cultivo, el número de amastigotes volvió a los niveles vistos en condiciones saludables.
Esto muestra que el colesterol no es solo un nutriente opcional; es necesario para la supervivencia y replicación de los amastigotes.
El papel de las vías químicas
El cuerpo tiene vías químicas que regulan los niveles de colesterol. Algunas proteínas en las células hospedadoras pueden ayudar a gestionar los niveles de colesterol dentro de las células. Si T. cruzi aumenta estas proteínas, esto podría llevar a niveles más altos de colesterol disponibles para el parásito.
La conexión entre el colesterol y la progresión de la enfermedad
Entender cómo T. cruzi interactúa con las células hospedadoras para obtener colesterol tiene implicaciones para el manejo de la enfermedad. Si los investigadores pueden encontrar formas de bloquear el acceso del parásito al colesterol, podría ralentizar su crecimiento y ayudar a controlar la enfermedad.
Investigando los mecanismos
Los mecanismos exactos de cómo T. cruzi interactúa con las células hospedadoras para la absorción de colesterol aún están siendo estudiados. Los investigadores están particularmente interesados en cómo los puntos de contacto específicos entre los orgánulos de las células hospedadoras y los amastigotes pueden facilitar esta transferencia.
En el futuro, la investigación podría llevar a mejores tratamientos para la enfermedad de Chagas al apuntar a estos mecanismos.
Conclusión
En resumen, la enfermedad de Chagas representa un riesgo significativo para la salud, particularmente en América Latina, causada principalmente por el parásito T. cruzi. La capacidad del parásito para vivir y crecer dentro de las células humanas está estrechamente relacionada con cómo adquiere colesterol y otros nutrientes de su hospedador.
Entender la dinámica de la transferencia de colesterol entre las células hospedadoras y el parásito puede abrir nuevas avenidas para el tratamiento y la prevención de esta enfermedad. La investigación continua es esencial para desentrañar las complejidades de esta interacción y desarrollar estrategias efectivas para combatir la enfermedad de Chagas.
Título: Cytosol-living Trypanosoma cruzi amastigotes scavenge cholesterol from host ER and Golgi complex
Resumen: Chagas Disease, caused by the protozoan parasite Trypanosoma cruzi, stands as a prevalent neglected disease in Latin America. The amastigote stage, the replicant intracellular form of the parasite, is a crucial player in infection persistence within vertebrate hosts. The amastigotes exhibit remarkable adaptability regarding the cell type that they infect, being able to modulate their metabolism and growth based on the host cell resources availability. Lipid metabolism emerges as a key determinant of amastigote growth, with a dependency on the host cells lipid resources. While the parasite can synthesize some sterols and fatty acids, it also scavenges these essential components, particularly cholesterol, from the host. Alterations in the hosts cholesterol metabolism, potentially regulated by SREBPs, contribute to increased intracellular cholesterol levels, fostering parasite development. However, the mechanisms underlying cholesterol uptake by amastigotes remained elusive. Here, we investigate the cholesterol trafficking mechanism from host cells to amastigotes by employing a fluorescent cholesterol analog. Using advanced imaging techniques, such as confocal fluorescence microscopy and high-resolution volume electron microscopy we demonstrated that amastigotes internalize extracellular-derived cholesterol, defined the uptake kinetics for cholesterol by amastigotes, and demonstrated that cholesterol is important for amastigote development. Analysis of the interaction of host cell ER with the amastigotes revealed by the presence of membrane contact sites between this organelle and the amastigote plasma membrane. We also showed that amastigotes can take up host ER and Golgi proteins, probably by endocytosis, paving a new mechanism for host cell scavenging of molecules by the parasite. Author SummaryChagas Disease, a widespread yet often overlooked challenge in Latin America, is driven by the parasite Trypanosoma cruzi. Understanding the amastigote stage, the parasites replicative form, is crucial for grasping infection persistence. This study reveals a critical survival strategy - amastigotes adeptly scavenging cholesterol from host cells. We demonstrated that the amastigotes can take up cholesterol from the host and that cholesterol is important for parasite development. Analysis of host cell organelles involved with cholesterol traffic, ER and Golgi, suggested their involvement, establishing crucial conduits for cholesterol acquisition. Deciphering these mechanisms illuminates the intricate interplay between parasite and host, presenting a potential treatment target. The parasites reliance on host cholesterol underscores adaptable growth strategies. This breakthrough deepens Chagas Disease understanding, paving the way for targeted therapeutic interventions.
Autores: Narcisa Leal Cunha-e-Silva, C. d. L. Alcantara, M. G. Pereira, W. De Souza
Última actualización: 2024-07-12 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.07.10.602841
Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.07.10.602841.full.pdf
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