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# La biologia # Immunologia

E. histolytica: La Strategia Intrigante del Parassita

Uno sguardo a come E. histolytica comunica con il sistema immunitario.

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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I trucchi immunitari di I trucchi immunitari di E. histolytica con il sistema immunitario. Svelare la comunicazione del parassita
Indice

E. Histolytica è un parassita piccolissimo che causa una malattia chiamata amebiasi, che colpisce soprattutto le persone nelle zone tropicali. Se per caso mangi o bevi qualcosa contaminato da questo parassita, potresti ritrovarti con lo stomaco sottosopra o, nei casi più gravi, con problemi più seri come dissenteria o ascessi epatici. Uffa, che roba! La cosa positiva è che la maggior parte delle persone infettate non mostra sintomi, ma per chi lo fa, potrebbe diventare un vero guaio.

Cosa Sono le Vescicole EstraCellulari?

Allora, come comunica questo piccolissimo fastidio con il sistema immunitario? Lo fa grazie a quelle che chiamano Vescicole extracellulari (EV). Queste piccole bolle, fatte dalla parete delle cellule, possono trasportare informazioni utili come proteine e RNA da una cellula all'altra. Pensa alle EV come a piccole buste che consegnano messaggi tra il parassita e i difensori immunitari del corpo.

E. histolytica rilascia queste EV, che giocano un ruolo in se il parassita rimane nel corpo o viene espulso. È interessante notare che i ricercatori stanno studiando queste EV per vedere se potrebbero anche aiutare a creare vaccini.

La Malattia: Amebiasi

Ora, approfondiamo un po' l'amebiasi. E. histolytica è il cattivo di questa storia, ed è la causa di questa malattia. Secondo alcuni numeri, causa circa 26.000 morti ogni anno in tutto il mondo. Tuttavia, la maggior parte delle infezioni è asintomatica, il che significa che non te ne accorgeresti nemmeno. In rari casi, però, diventa invasivo, portando a condizioni gravi come dissenteria o ascessi epatici. Ecco, qui le cose si fanno serie!

Chi Viene Colpito di Più da Questo Parassita?

Ti starai chiedendo perché alcune persone si ammalano gravemente mentre altre no, anche dopo esser state esposte. Gli studi mostrano che gli uomini adulti sono più propensi a sviluppare complicazioni rispetto alle donne, anche quando i tassi di infezione sono simili. Questo sembra dipendere molto da certe cellule immunitarie chiamate Monociti.

In uno studio su modelli di topo, quando i ricercatori hanno ridotto il numero di queste cellule immunitarie, le dimensioni degli ascessi si sono ridotte. Sembra che i topi maschi avessero più di questi monociti infiammatori nel fegato rispetto alle femmine, suggerendo una risposta immunitaria diversa legata all'ormone testosterone.

Esplorando le EV di E. Histolytica

Non ci sono ancora molti studi sulle EV di E. histolytica. Tuttavia, alcune ricerche preliminari suggeriscono che queste EV possono cambiare il modo in cui le cellule immunitarie, come i macrofagi e i neutrofili, reagiscono. Per esempio, quando queste EV interagiscono con i macrofagi, sembrano sopprimere una certa risposta immunitaria, portando a una minore attivazione delle cellule immunitarie.

È interessante perché un patogeno diverso che colpisce i rettili, l'Entamoeba invadens, mostra che le EV potrebbero aiutare le amebe a comunicare sui loro cicli vitali. Quindi, c'è molto movimento sullo sfondo quando questi parassiti usano le EV.

Obiettivi della Ricerca

L'obiettivo principale degli studi recenti è stato capire come le EV di E. histolytica interagiscono con i monociti, che sono attori cruciali nella risposta immunitaria durante le infezioni epatiche. I ricercatori hanno confrontato due diversi cloni del parassita noti per le loro abilità variabili di causare malattie: il meno dannoso EhA1 e il più pericoloso EhB2.

Analizzando queste EV e il loro carico, i ricercatori miravano a scoprire potenziali differenze tra i due cloni che potessero spiegare perché alcune infezioni sono peggiori di altre.

Rilascio e Dimensioni delle Particelle

Per avere un'idea migliore delle EV prodotte da questi cloni, gli scienziati hanno isolato le particelle, caratterizzandole per dimensione e forma. Hanno scoperto che la maggior parte delle vescicole rilasciate aveva una dimensione compresa tra 80 e 400 nanometri. Entrambi i cloni hanno rilasciato EV di dimensioni simili, il che suggerisce che potrebbero condividere alcune caratteristiche riguardo a come producono e rilasciano queste particelle.

Visualizzare le EV

Per confermare le loro scoperte, i ricercatori hanno utilizzato anche tecniche di imaging avanzate come la microscopia elettronica a trasmissione. Sono riusciti a vedere le EV e confermare che avevano marcatori sulle loro superfici che indicavano provenissero dal parassita E. histolytica.

Proteine nelle EV

Andando ancora più a fondo, i ricercatori volevano capire quali tipi di proteine si trovano nelle EV di EhA1 e EhB2. Hanno scoperto quasi 900 proteine diverse in totale, molte delle quali potrebbero giocare un ruolo nella capacità del parassita di infettare o causare problemi all'ospite.

Confrontando queste proteine si è rivelato che, mentre molte erano comuni a entrambi i cloni, ce n'erano anche alcune uniche. Ad esempio, alcune proteine note per il loro ruolo nel segnalare e trasportare erano più abbondanti in specifici cloni, suggerendo possibili differenze in come ciascun clone interagisce con il sistema immunitario.

Micro RNA nelle EV

Ma aspetta, c'è di più! Oltre alle proteine, le EV contenevano anche micro RNA (miRNA). Questi piccoli pezzi di RNA possono influenzare come i geni vengono espressi in altre cellule. I ricercatori hanno scoperto che il parassita spinge fuori un intero nuovo insieme di miRNA precedentemente sconosciuti, il che significa che E. histolytica sta probabilmente influenzando il suo ambiente in modi che non abbiamo realizzato.

Risposta dei Monociti alle EV

I ricercatori volevano vedere come queste EV influenzano i monociti, le cellule immunitarie che sono i primi a rispondere all'infezione. Dopo aver esposto queste cellule alle EV, hanno scoperto che molti geni associati all'infiammazione e alle risposte immunitarie erano attivati. È stato come accendere un interruttore per far partire il sistema immunitario!

È interessante notare che entrambi i cloni di EV hanno stimolato risposte abbastanza simili nei monociti, portando a un aumento della produzione di varie citochine infiammatorie. Questo nonostante il fatto che un clone sia noto per essere molto più patogeno dell'altro. Quindi, sembra che entrambi i cloni sappiano come provocare una reazione da parte di quelle cellule immunitarie!

Il Fattore Genere

Quando si tratta di come i monociti maschili e femminili rispondono a queste EV, gli studi hanno mostrato che i monociti maschili tendono a rilasciare più citochine, rafforzando l'idea che i topi maschi potrebbero essere più suscettibili al comportamento aggressivo di E. histolytica.

Rilascio di Mieloperossidasi

Una delle scoperte chiave riguardava un enzima chiamato mieloperossidasi (MPO), che gioca un ruolo cruciale nel modo in cui il sistema immunitario combatte le infezioni. I ricercatori hanno scoperto che solo il clone meno patogeno, EhA1, è riuscito a far rilasciare più MPO a monociti e neutrofili. Questo solleva domande su cosa stia accadendo con il clone più patogeno e perché non scatena la stessa risposta.

Conclusione

In conclusione di queste scoperte, osserviamo che E. histolytica è un parassita insidioso che non solo colpisce direttamente il suo ospite, ma invia anche messaggeri sotto forma di EV. Queste piccole buste trasportano proteine e RNA, comunicando con il sistema immunitario in modi che possono portare a infiammazione e, in definitiva, a malattia.

Scoprire come funzionano questi processi potrebbe aiutare gli scienziati a trovare migliori strategie di trattamento o persino vaccini per l'amebiasi. Alla fine, capire questo parassita è un po' come mettere insieme un puzzle – puoi vedere il quadro generale solo dopo aver esaminato ogni singolo pezzo, non importa quanto microscopico.

Fonte originale

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

Estratto: 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.

Autori: 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

Ultimo aggiornamento: 2024-12-24 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.24.630232

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

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

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia biorxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

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