Novas Descobertas sobre o Movimento do Parasita da Malária
Pesquisas mostram que estruturas complexas de actina são essenciais para o movimento do Plasmodium falciparum.
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Índice
A malária é uma doença séria causada por um parasita que é transmitido pra humanos através da picada de mosquitos infectados. O tipo de malária que causa a doença mais grave é causado pelo parasita Plasmodium Falciparum. Quando um mosquito pica uma pessoa, pequenas formas do parasita, chamadas esporozoítos, entram na pele e depois vão pra corrente sanguínea.
Como os Esporozoítos se Movem
Uma vez dentro da pele, os esporozoítos se movem rapidinho. Eles usam um jeito especial de se mover chamado motilidade deslizante, que é diferente de como muitas outras células se movem. Esse movimento depende de um sistema único feito de proteínas, parecidas com músculos, que ajudam o parasita a ir pra frente. Tem dois tipos de actina, uma proteína que forma essas partes móveis, que são necessárias pra os esporozoítos funcionarem direitinho. Uma dessas Actinas é importante durante toda a vida do parasita e ajuda diretamente com o deslizamento.
Em estudos de laboratório, os pesquisadores descobriram que a actina do Plasmodium falciparum se comporta de maneira diferente da actina de outros organismos. Ela tende a se quebrar facilmente, o que significa que os filamentos geralmente são bem curtos. No entanto, observar esses filamentos de actina dentro do parasita tem sido desafiador, dificultando o aprendizado de como eles funcionam.
Estudos recentes usaram técnicas especiais pra visualizar essas estruturas de actina e descobriram que elas existem em vários lugares dentro das células em movimento, especialmente na frente, atrás e no Núcleo. No entanto, entender a arrumação precisa e o comportamento desses filamentos de actina nos esporozoítos continua sendo um desafio.
Métodos Usados na Pesquisa
Pra estudar os filamentos de actina e outras partes dos esporozoítos do Plasmodium falciparum, os pesquisadores usaram técnicas de imagem avançadas. Um dos métodos é a usinagem com feixe de íons focado, que permite que os cientistas tirem fotos detalhadas das estruturas internas do parasita. Eles também usaram uma técnica chamada criotomografia eletrônica pra criar modelos 3D dessas estruturas.
Com esses métodos, eles descobriram que os filamentos de actina estão presentes em várias partes do parasita, incluindo no espaço entre as membranas, no citoplasma e, surpreendentemente, no núcleo também. Eles observaram que, enquanto a maioria dos filamentos de actina era curta, alguns chegavam a medir até 850 nanômetros, bem mais longos do que os resultados anteriores de laboratório sugeriam.
Papel da Actina no Movimento
Os pesquisadores olharam especificamente pra actina no espaço entre as membranas, que é crucial pro movimento do parasita. Eles encontraram vários filamentos de actina perto de certos anéis na parte da frente dos esporozoítos. Parasitários relacionados sugeriram que a actina se forma nessas áreas, mas esse processo pode funcionar de maneira diferente pro Plasmodium falciparum.
Conforme os filamentos de actina se movem em direção à parte de trás da célula, eles ficam mais longos e depois se quebram. Essa quebra da actina na parte de trás pode ser essencial pro movimento do parasita. Os pesquisadores sugeriram que, à medida que a actina se desagrega, ela cria um gradiente, ajudando os filamentos a se moverem mais efetivamente pela célula antes de serem cortados em pedaços menores.
Os pesquisadores também notaram que alguns filamentos de actina conseguiram se estender através de pequenas aberturas na parte de trás do parasita, mostrando que a actina pode se mover livremente entre diferentes áreas da célula. Isso pode ajudar a manter um equilíbrio de actina e apoiar o movimento do parasita.
Filamentos e Elementos Estruturais
Os pesquisadores observaram que as estruturas na parte de trás do parasita eram um pouco diferentes em comparação com outros parasitas semelhantes. Eles encontraram filamentos finos que estavam posicionados de uma forma que ajudava a distribuir as forças geradas durante o movimento. Esses filamentos, chamados de filamentos intermediários peliculares, trabalham juntos pra fornecer suporte enquanto o parasita desliza.
Diferente de outros parasitas relacionados, eles não viram estruturas específicas pra guiar os filamentos de actina. Em vez disso, toda a superfície da estrutura foi reforçada com uma rede desses filamentos finos, sugerindo que eles têm um papel em estabilizar a área enquanto o parasita se move.
Presença de F-actina em Outros Compartimentos
Além de ajudar no movimento, a actina está envolvida em muitas funções dentro da célula. Os pesquisadores examinaram a actina encontrada em áreas fora do espaço de movimento. No citoplasma, a actina foi encontrada principalmente como filamentos individuais, com alguns agrupados. Essa actina parecia estar distribuída ao longo do comprimento da célula sem uma organização clara.
Uma descoberta surpreendente foi a grande quantidade de actina encontrada no núcleo. Essa parte da célula continha a maior parte da actina observada nos esporozoítos, formando pacotes que estavam perto da membrana nuclear. Essa descoberta é significativa porque mostra que a actina está presente no núcleo desses parasitas, uma característica que tem sido documentada em outras células, mas nunca observada diretamente nesse contexto.
Possíveis Papéis da Actina Nuclear
A presença de actina no núcleo levanta questões sobre seu papel. Algumas teorias sugerem que essa actina poderia proteger o núcleo durante o movimento e a invasão do parasita. Alternativamente, ela pode estar envolvida em perceber mudanças mecânicas dentro do núcleo. Mais pesquisas são necessárias pra esclarecer essas funções potenciais.
Conclusão
Em resumo, o estudo dos esporozoítos do Plasmodium falciparum trouxe à tona o papel complexo da actina dentro do parasita. As estruturas de actina são vitais pro movimento e também podem desempenhar papéis importantes no núcleo. Técnicas avançadas de imagem permitiram que os pesquisadores visualizassem esses componentes de forma mais clara do que antes. A exploração contínua nessa área vai ajudar a gente a entender melhor como os parasitas da malária funcionam e pode informar estratégias futuras de tratamento e prevenção contra a malária.
Título: Molecular architecture of glideosome and nuclear F-actin in Plasmodium falciparum
Resumo: Actin-based motility is required for the transmission of malaria sporozoites. While this has been shown biochemically, filamentous actin has remained elusive and has to date never been directly visualised inside the parasite. Using focused ion beam milling and electron cryo-tomography, we studied dynamic actin filaments in unperturbed Plasmodium falciparum cells for the first time. This allowed us to dissect the assembly, path and fate of actin filaments during parasite gliding and determine a complete 3D model of F-actin within sporozoites. We show that within the cell, actin assembles into micrometre long filaments, much longer than observed in in vitro studies. After their assembly at the parasites apical end, actin filaments continue to grow as they are transported down the cell as part of the glideosome machinery, and are disassembled at the basal end in a rate-limiting step. Large pores in the IMC, constrained to the basal end, may facilitate actin exchange between the pellicular space and the cytosol for its recycling and maintenance of directional actin flow for efficient gliding. The data also reveal striking and extensive actin bundles in the nucleus. Implications of these structures for motility and transmission are discussed.
Autores: Josie Liane Ferreira, V. Prazak, D. Vasishtan, K. Grunewald, R. G. Douglas
Última atualização: 2024-07-23 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.22.590301
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.22.590301.full.pdf
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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