Como os Trypanossomos Africanos Enganam o Sistema Imunológico
Explore as táticas de sobrevivência dos tripanossomos contra as respostas imunes.
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Índice
- Sistema Imunológico e Evasão dos Tripanossomos
- O Sistema Complemento Explicado
- O Papel dos Receptores do Complemento
- Como os Patógenos Escapam da Resposta Imune
- ISG65 e C3b: Investigando a Ligação
- A Estrutura do Complexo ISG65-C3b
- Investigando como o ISG65 Afeta a Convertase C3
- A Formação do Conjugado C3b-ISG65
- Bloqueando o Reconhecimento Imune
- A Importância da Evasão do Complemento
- Direções Futuras
- Conclusão
- Fonte original
Os tripanossomos africanos são um tipo de parasita que pode viver no sangue e nos tecidos de mamíferos por muitos anos. Apesar de estarem cercados pelo sistema imunológico do corpo, esses parasitas acharam maneiras de sobreviver. Eles têm uma camada externa especial cheia de uma proteína específica que ajuda a evitar ser destruídos pelo sistema imunológico. Durante uma infecção, esses parasitas podem mudar as proteínas na sua superfície. Isso significa que o sistema imunológico tem mais dificuldade em atacá-los, já que não consegue reconhecer as novas proteínas.
Sistema Imunológico e Evasão dos Tripanossomos
Pra se manterem seguros, os tripanossomos não só precisam desviar da defesa imunológica que já aprendeu sobre eles, mas também precisam escapar das respostas imunes naturais. Uma parte importante da resposta imunológica é o sistema complemento, que ajuda a eliminar patógenos. Pesquisadores descobriram receptores especiais na superfície dos tripanossomos que podem se ligar a proteínas desse sistema complemento.
Uma dessas proteínas se chama C3b. Um receptor chamado ISG65 foi encontrado, que se conecta com o C3b e ajuda os tripanossomos a evitarem ser atacados por anticorpos, que são proteínas produzidas pelo sistema imunológico pra combater infecções. Porém, ainda não sabemos exatamente como o ISG65 ajuda os tripanossomos a resistirem ao sistema complemento.
O Sistema Complemento Explicado
O sistema complemento é composto por uma série de proteínas que trabalham juntas pra identificar e destruir patógenos. Quando um patógeno é detectado, uma proteína chave, chamada C3, é convertida em uma forma mais ativa chamada C3b. Essa transformação pode acontecer por diferentes caminhos. No caminho clássico, o C3b é trazido por anticorpos. Em um caminho diferente, chamado caminho alternativo, o C3b pode se formar espontaneamente.
Uma vez que o C3b está ligado a um patógeno, pode criar um complexo com outras proteínas, amplificando ainda mais a Resposta Imune. O C3b também é importante pra atrair células imunes ao local da infecção.
O Papel dos Receptores do Complemento
Células diferentes do sistema imunológico têm receptores pra reconhecer o C3b e seus produtos de degradação. Por exemplo, um receptor chamado CR1, encontrado em macrófagos, ajuda essas células a engolfarem e destruírem patógenos. Também tem receptores em células B, como o CR2, que ajudam a ativá-las pra produzir anticorpos. Outro conjunto de receptores, CR3 e CR4, ajuda em várias respostas imunes e melhora a ação das células imunes.
Quando o C3b é depositado em um patógeno, ele pode se ligar a esses receptores e dar início a uma resposta imune. Essa resposta pode levar à destruição do patógeno, seja através de um ataque direto ou recrutando mais células imunes.
Como os Patógenos Escapam da Resposta Imune
Certos patógenos desenvolveram métodos pra evitar serem destruídos pelo sistema complemento. Por exemplo, algumas bactérias conseguem se ligar ao C3 e impedir sua conversão em C3b. Outras podem evitar que o C3b interaja com seus receptores nas células imunes.
Da mesma forma, os tripanossomos têm suas próprias estratégias pra escapar da resposta imune, especialmente através da ação do ISG65. Pesquisadores tentaram entender como o ISG65 funciona nesse contexto.
ISG65 e C3b: Investigando a Ligação
Estudos anteriores revelaram como o ISG65 se conecta a uma parte do C3b através de sua superfície. Os detalhes de como ele se liga foram descobertos, levando a uma imagem mais clara dessas interações. Usando técnicas de imagem especiais, os cientistas conseguiram visualizar o ISG65 ligado ao C3b.
Descobriu-se que há dois pontos principais de contato onde o ISG65 e o C3b interagem. O primeiro desses pontos já havia sido identificado antes, mas a nova imagem revelou mais sobre como funciona o segundo contato. Essa ligação adicional entre ISG65 e C3b provavelmente contribui pra que o ISG65 tenha uma atração mais forte pelo C3b em comparação com outras formas do C3.
A Estrutura do Complexo ISG65-C3b
Através de tecnologia de imagem avançada, os pesquisadores construíram um modelo detalhado de como o ISG65 se liga ao C3b. A estrutura revelou que o ISG65 interage com duas seções diferentes do C3b, melhorando sua conexão. A primeira seção corresponde ao domínio TED do C3b, enquanto o segundo ponto de contato foi encontrado no domínio CUB.
Essa conexão não só ajuda o tripanossomo a se prender ao C3b mais firmemente, mas também oferece insights sobre como o ISG65 pode afetar a função do sistema complemento.
Investigando como o ISG65 Afeta a Convertase C3
A convertase C3 é um complexo enzimático importante que se forma quando o C3b se liga a outras proteínas. É crucial pra cascata de eventos que leva a uma forte resposta imune. Os pesquisadores procuraram descobrir se o ISG65 impacta a formação dessa convertase.
Experimentos mostraram que o ISG65 não interfere na formação da convertase C3, sugerindo que a convertase ainda pode estar ativa mesmo com a presença do ISG65. Isso significa que o ISG65 ajuda na sobrevivência do tripanossomo sem desligar essa parte do sistema imunológico.
A Formação do Conjugado C3b-ISG65
Curiosamente, quando o ISG65 se liga ao C3b, uma ligação covalente especial pode se formar entre eles. Essa ligação parece conectar uma parte flexível do ISG65 ao C3b. Os pesquisadores descobriram que essa conexão só ocorre se o ISG65 estiver presente e não com outras proteínas como a albumina sérica bovina.
A região que conecta o ISG65 ao C3b não faz parte do local de ligação. Em vez disso, age mais como uma amarra flexível, permitindo que o ISG65 oscile e interaja com o C3b de uma forma útil. Isso pode impedir que o C3b se agrupe efetivamente na superfície dos tripanossomos, evitando a formação de mais complexos imunes.
Bloqueando o Reconhecimento Imune
Uma função importante do ISG65 parece ser sua capacidade de bloquear o reconhecimento pelo sistema imunológico. Como receptores de complemento como CR2 e CR3 são importantes pra ativar células imunes, bloquear esses receptores pode reduzir a resposta.
Ao se ligar ao C3b e C3d, o ISG65 impede que esses receptores se unam. Isso significa que as células B, que são vitais pra desencadear respostas de anticorpos, provavelmente se ativarão menos. Da mesma forma, ao bloquear o CR3, o ISG65 pode ajudar os tripanossomos a evitarem a destruição por células imunes que tentam engolir patógenos.
A Importância da Evasão do Complemento
Pra qualquer patógeno, continuar vivo em um hospedeiro depende muito de evitar o sistema imunológico. No caso dos tripanossomos, evitar o sistema complemento é particularmente importante. Estudos mostram que remover componentes do sistema complemento muda como bem os tripanossomos conseguem sobreviver e prosperar dentro de um hospedeiro.
Ao desviar cuidadosamente das mecânicas imunes, os tripanossomos conseguem manter as infecções por mais tempo e de forma mais eficaz. Portanto, os pesquisadores focam em entender essa evasão pra desenvolver tratamentos ou intervenções melhores.
Direções Futuras
Embora muito progresso tenha sido feito em entender como o ISG65 ajuda os tripanossomos a sobreviver, ainda há trabalho a ser feito. Estudos futuros precisarão explorar como esses mecanismos funcionam em um organismo vivo, especialmente à medida que interagem com o complexo cenário imunológico dos mamíferos.
É crucial determinar como o ISG65 opera nos tripanossomos e como isso contribui pra um quadro mais amplo de evasão imunológica. Entender essas interações melhor pode levar a novas terapias que podem ajudar no tratamento de infecções por tripanossomos ou até mesmo outras doenças semelhantes.
Conclusão
Em resumo, os tripanossomos africanos desenvolveram estratégias sofisticadas para sobreviver dentro de seus hospedeiros, principalmente evasando respostas imunes. A proteína ISG65 desempenha um papel vital nesse processo, ligando-se a componentes do complemento e prevenindo o reconhecimento imune. À medida que a ciência continua a desvendar os mecanismos em ação, estamos mais perto de encontrar soluções eficazes para infecções causadas por esses parasitas resistentes.
Título: Molecular mechanism of complement inhibition by the trypanosome receptor ISG65
Resumo: African trypanosomes replicate within infected mammals where they are exposed to the complement system. This system centres around complement C3, which is present in a soluble form in serum but becomes covalently deposited onto the surfaces of pathogens after proteolytic cleavage to C3b. Membrane-associated C3b triggers different complement-mediated effectors which promote pathogen clearance. To counter complement-mediated clearance, African trypanosomes have a cell surface receptor, ISG65, which binds to C3b and which decreases the rate of trypanosome clearance in an infection model. However, the mechanism by which ISG65 reduces C3b function has not been determined. We reveal through cryogenic electron microscopy that ISG65 has two distinct binding sites for C3b, only one of which is available in C3 and C3d. We show that ISG65 does not block the formation of C3b or the function of the C3 convertase which catalyses the surface deposition of C3b. However, we show that ISG65 forms a specific conjugate with C3b, perhaps acting as a decoy. ISG65 also occludes the binding sites for complement receptors 2 and 3, which may disrupt recruitment of immune cells, including B cells, phagocytes and granulocytes. This suggests that ISG65 protects trypanosomes by combining multiple approaches to dampen the complement cascade. Impact StatementA structure derived from cryogenic electron microscopy shows how ISG65, an African trypanosome receptor that aids virulence, binds C3b and suggests mechanisms through which ISG65 might aid complement resistance.
Autores: Matthew K Higgins, A. D. Cook, M. Carrington
Última atualização: 2024-02-02 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.04.27.538609
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.04.27.538609.full.pdf
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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