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Bradyzoítas: Jogadores Invisíveis na Infecção por Toxoplasma gondii

Pesquisas mostram a surpreendente mobilidade e as capacidades de invasão dos bradyzoítas no Toxoplasma gondii.

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Toxoplasma gondii é um germes comum que infecta mais de 30% das pessoas no mundo todo. Esse germes geralmente entra no corpo quando alguém come carne mal cozida que contém o germes ou através do contato com fezes de gato. Enquanto muitas pessoas infectadas não apresentam sintomas, algumas podem desenvolver problemas sérios nos olhos ou pulmões, especialmente se a Infecção vier de uma cepa mais forte do germes.

Ciclo de Vida do Toxoplasma gondii

Quando o Toxoplasma gondii entra no corpo, ele começa como uma forma de crescimento lento chamada bradyzoites. Esses bradyzoites precisam se mover pelo intestino e invadir células intestinais para estabelecer uma infecção. Depois de entrar no corpo, eles mudam para uma forma que se replica mais rápido chamada tachyzoites. Esses tachyzoites se espalham pelo corpo e podem fazer o sistema imunológico lutar contra a infecção, muitas vezes eliminando a maior parte dela. No entanto, alguns tachyzoites voltam a se transformar em bradyzoites e formam cistos protetores, principalmente no cérebro e músculos. Esses cistos permitem que o germes se esconda e sobreviva por longos períodos, dificultando a eliminação pelo corpo.

Bradyzoites se multiplicam muito mais lentamente do que tachyzoites e antes eram considerados inativos, mas descobertas recentes sugerem que eles ainda podem crescer dentro dos cistos. Esses cistos são resistentes e difíceis de tratar. Se uma pessoa consome esses cistos, pode se infectar novamente. Além disso, se o sistema imunológico de uma pessoa ficar fraco, esses cistos podem se reativar, causando doenças graves.

Movimento e Comportamento dos Tachyzoites

Os pesquisadores aprenderam bastante sobre como os tachyzoites se movem. Esse movimento é essencial porque permite que o germes invada células hospedeiras e escape delas. Várias proteínas ajudam os tachyzoites a se mover, e sua motilidade desempenha um papel importante no ciclo de vida do germes. Porém, não se sabe muito sobre como os bradyzoites se movem, mesmo sendo o movimento crucial para a infecção depois de serem liberados dos cistos.

Estudos recentes sugerem que os bradyzoites também podem se mover bem em certas condições, mas uma comparação detalhada entre o movimento deles e o dos tachyzoites é necessária para entender melhor o processo de infecção.

Descobertas Principais sobre o Movimento dos Bradyzoites

Em experimentos recentes, os pesquisadores descobriram que os bradyzoites podiam se mover tão bem quanto os tachyzoites quando liberados de cistos usando certas técnicas. Esses bradyzoites não só mostraram bom movimento, mas também invadiram células intestinais de forma mais eficaz do que os tachyzoites. Além disso, eles foram melhores em atravessar certos tipos de camadas celulares que simulam o intestino.

O movimento dos bradyzoites parecia semelhante ao dos tachyzoites quando tratados com algumas substâncias que afetam sua motilidade. No entanto, eles reagiram de forma diferente a algumas outras. Diferente dos tachyzoites, os bradyzoites não saíram rapidamente das células quando estimulados por cálcio, o que é intrigante e sugere mecanismos diferentes em suas movimentações.

Cultivo e Isolamento do Toxoplasma gondii

Para estudar esses parasitas, os pesquisadores cultivam tachyzoites em culturas celulares especiais. Essas culturas proporcionam um ambiente onde os parasitas podem prosperar. Depois de um tempo, os pesquisadores fazem com que os tachyzoites mudem para bradyzoites ajustando as condições do ambiente.

Os bradyzoites podem então ser separados das células em que viviam usando métodos mecânicos e soluções especiais. Esse processo é crucial para garantir que os pesquisadores possam estudar seu movimento e crescimento sem interferência de outras células.

Métodos Experimentais

  1. Isolamento de Bradyzoites: Bradyzoites são obtidos de camundongos infectados ou culturas de tecidos. Os pesquisadores lavam os cérebros de camundongos infectados, homogeneízam o tecido e separam os parasitas. Eles também podem isolar bradyzoites de culturas celulares ao destruir as células e cistos.

  2. Ensaios de Motilidade: Os pesquisadores realizam experimentos para medir o quão bem tanto bradyzoites quanto tachyzoites se movem. Observando-os em um ambiente gelatinoso, eles podem rastrear os Movimentos ao longo do tempo e quantificar a distância que percorrem e quão rápido.

  3. Ensaios de Invasão: Para avaliar quão bem cada forma do germes pode invadir diferentes tipos de células, bradyzoites e tachyzoites são misturados e colocados em camadas celulares. Os pesquisadores então analisam quantos conseguem entrar nas células.

  4. Ensaios de Transmigração: Esses experimentos medem a capacidade dos parasitas de se moverem através de camadas de células. Isso é importante porque se mover através dessas camadas pode ser crucial para estabelecer uma infecção.

Movimento dos Bradyzoites Comparado com Tachyzoites

Nos experimentos, os pesquisadores descobriram que os bradyzoites eram tão móveis em um ambiente gelatinoso quanto os tachyzoites. Eles foram até melhores em invadir células intestinais em alguns casos. Ao comparar seus movimentos, ambas as formas do germes mostraram velocidades e distâncias percorridas semelhantes.

Resultados para Diferentes Tipos de Células

Quando testados em vários tipos de células, os tachyzoites tiveram dificuldade em invadir células intestinais, mas os bradyzoites conseguiram invadir essas células tão facilmente quanto invadiram outros tipos de células. Isso é significativo porque sugere que os bradyzoites podem ter se adaptado para invadir eficazmente células intestinais.

Transmigração Através de Camadas Celulares

Os pesquisadores também descobriram que os bradyzoites poderiam se mover através de certas camadas celulares polarizadas de forma mais eficiente do que os tachyzoites. Isso significa que os bradyzoites são melhores em atravessar barreiras intestinais para chegar a áreas onde podem estabelecer uma infecção.

Descobertas sobre a Integridade da Camada Celular

Era essencial determinar se o movimento dos parasitas afetava a integridade das camadas celulares. Os estudos mostraram que nem os bradyzoites nem os tachyzoites prejudicaram as camadas de células, indicando que eles podem se mover sem quebrar as barreiras, o que pode ajudá-los a se mover sem serem detectados.

Efeitos de Modulação Química no Movimento

Os pesquisadores testaram várias substâncias químicas para ver como elas afetavam o movimento de tanto tachyzoites quanto bradyzoites. Eles descobriram que algumas dessas substâncias inibiram o movimento de ambas as formas, mostrando que elas compartilham funções motoras semelhantes.

No entanto, uma substância química específica, tachiplegin, afetou os tachyzoites mais do que os bradyzoites. Isso sugere que os bradyzoites podem ter características únicas que os tornam menos responsivos a certos tratamentos.

Diferenças na Egressão

Uma diferença notável entre tachyzoites e bradyzoites é como eles saem das células hospedeiras. Tachyzoites respondem bem à estimulação por cálcio e saem rapidamente das células, mas os bradyzoites não reagem da mesma forma. Isso sugere que seus mecanismos para deixar as células podem ser diferentes e pode impactar como as infecções ocorrem.

Conclusão

Essa pesquisa destaca a importância de tanto bradyzoites quanto tachyzoites no ciclo de vida do Toxoplasma gondii. Os bradyzoites mostram habilidades impressionantes de movimento e invasão que podem ajudá-los a estabelecer infecções de forma eficaz. Entender o comportamento deles pode abrir caminho para desenvolver novos tratamentos que visem estágios específicos do ciclo de vida do parasita. Cada estágio do Toxoplasma gondii pode exigir abordagens diferentes para um tratamento eficaz, e reconhecer essas diferenças é vital para futuras pesquisas e desenvolvimento de medicamentos.

As descobertas também ressaltam a necessidade de explorar mais os comportamentos únicos desses parasitas em diversos ambientes, especialmente no contexto de infecções intestinais. Estudos futuros que utilizem modelos mais complexos poderiam ajudar a descobrir mais insights sobre como esses parasitas interagem com células e tecidos hospedeiros com sucesso.

Fonte original

Título: Motility-dependent processes in Toxoplasma gondii tachyzoites and bradyzoites: same same but different

Resumo: The tachyzoite stage of the apicomplexan parasite Toxoplasma gondii utilizes motility for multiple purposes during its lytic cycle, including host cell invasion, egress from infected cells, and migration to new uninfected host cells to repeat the process. Bradyzoite stage parasites, which establish a new infection in a naive host, must also use motility to escape from the cysts that are ingested by the new host and then migrate to the gut wall, where they either invade cells of the intestinal epithelium or squeeze between these cells to infect the underlying connective tissue. We know very little about the motility of bradyzoites, which we analyze in detail here and compare to the well-characterized motility and motility-dependent processes of tachyzoites. Unexpectedly, bradyzoites were found to be as motile as tachyzoites in a 3D model extracellular matrix, and they showed increased invasion into and transmigration across certain cell types, consistent with their need to establish the infection in the gut. The motility of the two stages was inhibited to the same extent by cytochalasin D and KNX-002, compounds known to target the parasites actomyosin-based motor. In contrast, other compounds that impact tachyzoite motility (tachyplegin and enhancer 5) have less of an effect on bradyzoites, and rapid bradyzoite egress from infected cells is not triggered by treatment with calcium ionophores, as it is with tachyzoites. The similarities and differences between these two life cycle stages highlight the need to characterize both tachyzoites and bradyzoites for a more complete understanding of the role of motility in the parasite life cycle and the effect that potential therapeutics targeting parasite motility will have on disease establishment and progression.

Autores: Robyn S. Kent, Gary E. Ward

Última atualização: 2024-09-28 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.09.28.615543

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.09.28.615543.full.pdf

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

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