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Reveladas as Táticas Intrincadas de Invasão Celular da Clamídia

Pesquisa revela como a Chlamydia manipula os processos das células do hospedeiro usando Tarp.

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Chlamydia trachomatis é um tipo de bactéria que só vive dentro das células e causa uma série de problemas de saúde. É a principal causa de infecções que podem levar à cegueira no mundo todo e é a infecção sexualmente transmissível (IST) mais comum nos Estados Unidos. Todo ano, o número de novas infecções por Chlamydia continua a crescer, tornando isso um problema sério de saúde pública. Apesar de ser tão comum, os cientistas ainda estão tentando entender todas as formas que a Chlamydia usa para infectar seu hospedeiro.

Como a Chlamydia Invade as Células do Hospedeiro

O primeiro passo de uma infecção por Chlamydia é quando ela se gruda na superfície de uma célula do hospedeiro. Depois disso, a bactéria injeta certas proteínas, conhecidas como efetores, usando um sistema específico chamado sistema de secreção tipo III (T3SS). Esses efetores iniciais ajudam a Chlamydia a entrar na célula do hospedeiro de forma mais eficaz. Um dos principais efetores se chama Tarp (proteína fosforilada que recruta Actina), que é crucial para a invasão bem-sucedida.

O Tarp ajuda a bactéria a manipular a actina dentro das células do hospedeiro. A actina é uma proteína que ajuda a manter a estrutura e o movimento da célula. Quando o Tarp está presente, ele estimula a formação de filamentos de actina, permitindo que a Chlamydia penetre mais facilmente. Outros efetores, como TmeA e TmeB, trabalham junto com o Tarp para ajudar nesse processo de invasão.

O Papel da Estrutura do Tarp

O Tarp é composto por cerca de 1000 aminoácidos e tem partes diferentes, especificamente um N-terminal e um C-terminal. O C-terminal é responsável pela sua capacidade de influenciar a actina, enquanto o N-terminal tem repetições de proteínas que podem ser modificadas quando o Tarp está dentro da célula do hospedeiro. Embora muito ainda seja desconhecido sobre como o N-terminal contribui para a capacidade de infecção da Chlamydia, está claro que ele pode desencadear diferentes respostas celulares.

Usando Moscas da Fruta para Estudar a Função do Tarp

Para entender melhor como o Tarp funciona, os pesquisadores usaram moscas da fruta (Drosophila melanogaster) como modelo. Ao inserir o gene do Tarp nas moscas, os cientistas podem isolar seus efeitos fora do contexto de uma infecção real. Essa abordagem permite observações mais precisas das funções do Tarp. Os pesquisadores descobriram que a atividade do Tarp também pode ser vista no modelo de mosca, confirmando seu papel na manipulação da actina.

Descobrindo Novas Funções do N-Tarp

Em estudos recentes, os cientistas descobriram que a parte N-terminal do Tarp pode afetar uma via de sinalização específica conhecida como via Hippo. Essa via é essencial para controlar o crescimento e o tamanho das células. Ao expressar o N-Tarp em moscas da fruta, eles notaram mudanças no tamanho da asa em desenvolvimento, indicando que o N-Tarp poderia atrapalhar a sinalização normal que controla o crescimento celular.

A via Hippo controla a divisão celular e garante que os órgãos cresçam no tamanho certo. Se essa via não funcionar corretamente, pode levar a um crescimento excessivo ou a um crescimento muito pequeno. Quando o N-Tarp foi expresso nos discos de asas das moscas da fruta, isso fez com que as asas crescessem maiores, demonstrando uma conexão clara entre o N-Tarp e a via Hippo.

Examinando os Efeitos do N-Tarp no Crescimento das Asas

Quando os pesquisadores olharam para as asas de moscas adultas que foram modificadas para expressar N-Tarp, descobriram que a maioria das moscas tinha asas amassadas que não se expandiram corretamente. Isso foi surpreendente porque o crescimento maior do tecido geralmente leva a asas que são planas e bem formadas. Isso sugere que o supercrescimento causado pelo N-Tarp pode interferir no desenvolvimento normal das asas.

Para provar isso, os cientistas usaram outro método para limitar onde o N-Tarp era expresso nas asas. Essa alteração permitiu o crescimento de asas maiores sem interferir em sua expansão. Os resultados foram mais claros: quando o N-Tarp foi limitado a uma área específica na asa, as asas conseguiram crescer adequadamente em comparação com outras moscas.

Avaliando o Mecanismo por Trás do Efeito do N-Tarp

Os pesquisadores queriam entender como o N-Tarp mudava a via Hippo. Eles mediram a expressão de genes que normalmente são regulados por essa via. Quando o N-Tarp estava presente, a expressão de certos genes ligados ao crescimento aumentou dramaticamente. Essa observação confirmou que o N-Tarp está influenciando diretamente a via Hippo e alterando o equilíbrio normal entre o crescimento celular e a regulação do tamanho.

Como a via Hippo tem um papel essencial em proteger as células do crescimento excessivo e de um potencial câncer, entender como o N-Tarp muda sua atividade pode fornecer insights sobre como a Chlamydia consegue sobreviver e prosperar dentro de seu hospedeiro.

Investigando a Conexão com Outras Proteínas

Para ver se os efeitos do N-Tarp poderiam ser revertidos, os cientistas testaram se a interrupção da via Hippo usando outros métodos aliviaria o problema das asas amassadas causado pelo N-Tarp. Alterações na via de sinalização mostraram melhorias nas formas das asas, indicando que o N-Tarp opera principalmente através da via Hippo para influenciar o crescimento e o tamanho.

Esses resultados sugerem que a capacidade do N-Tarp de afetar a via Hippo pode ser um método crítico pelo qual a Chlamydia manipula seu ambiente hospedeiro para sobreviver.

Conclusão: Novas Perspectivas sobre a Estratégia da Chlamydia

O trabalho feito com Drosophila fornece informações valiosas sobre como a Chlamydia interage com as células do hospedeiro além de apenas causar infecção. Mostra que a região N-terminal do Tarp tem um papel significativo em alterar as vias de sinalização do hospedeiro, especialmente a via Hippo. Essa manipulação pode ajudar a Chlamydia a garantir a sobrevivência celular, o que é crucial para sua própria replicação e persistência dentro do hospedeiro.

Entender esses mecanismos ilumina como alguns patógenos podem resistir às defesas do hospedeiro, potencialmente levando a novas estratégias de tratamento ou prevenção de infecções causadas pela Chlamydia. Esta pesquisa marca um passo importante para reconhecer as interações complexas entre um patógeno e seu hospedeiro e destaca a importância de estudar essas conexões para desenvolver melhores soluções de saúde.

Fonte original

Título: The N-terminus of the Chlamydia trachomatis effector Tarp engages the host Hippo pathway

Resumo: 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 atualização: 2024-09-12 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.09.12.612603

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.09.12.612603.full.pdf

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

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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