CARP3 è un regolatore della motilità sociale della punta flagellare (SoMo) ed è essenziale per la colonizzazione delle ghiandole salivari della mosca tse-tse. un test SoMo del prociclico T. brucei AnTat 1.1 wild type (WT), carp3 knock-out (KO, cloni indipendenti KO1, KO2) o salvataggio CARP3 in situ (resc, cloni indipendenti resc1, resc2). Il Western blot è stato sondato con anti-CARP3 e anti-PFR-A/C (controllo del carico). b Saggio SoMo su RNAi inducibile dalla tetraciclina (Tet) di CARP3 (-Tet / +Tet 24 h) e la linea cellulare parentale AnTat 1.1 1313. Il Western blot mostra la repressione di CARP3 rilevata dagli anticorpi come in (a). c Illustrazione dell'apparato digerente e delle ghiandole salivari di una mosca tse-tse (adattato da91). d Tassi di infezione dell'intestino medio della mosca tse-tse (MG) o delle ghiandole salivari (SG) con linee cellulari di T. brucei AnTat 1.1 come in (a). Le mosche sono state sezionate 34-36 giorni pi, n (mosche) =48 (WT), 50 (KO1), 50 (KO2), 40 (resc1). 10 mM L-glutatione è stato incluso nel pasto di sangue (Institute of Tropical Medicine Antwerp colonia di mosche tse-tse). Analisi di immunofluorescenza indiretta di CARP3 (verde) in T. brucei AnTat 1.1 forma prociclica WT (e) o carp3 KO (f). I pannelli superiori mostrano CARP3 (verde) e il DNA nucleare e mitocondriale colorato con DAPI (blu), i pannelli inferiori mostrano una sovrapposizione con l'assonema (rosso; colorato con l'anticorpo mAB25). In (e) sono mostrate cellule in diverse fasi del ciclo cellulare (1K1N, 2K1N, 2K2N; K cinetoplasto, N nucleo). g Analisi di immunofluorescenza indiretta di CARP3 (verde) come in (e, f) durante la differenziazione della coltura dal flusso sanguigno alle forme procicliche. Barra della scala in (e–g) 5 µm. I dati di origine a (a, b) e (d) sono forniti come file di dati di origine. Credito:Comunicazioni sulla natura (2022). DOI:10.1038/s41467-022-33108-z
I ricercatori della LMU hanno decifrato un meccanismo di segnalazione cruciale che consente ai tripanosomi di raggiungere le ghiandole salivari delle mosche.
Le mosche tse-tse sono comuni in gran parte dell'Africa. Si nutrono del sangue degli esseri umani e di altri animali. Nel processo possono trasmettere i tripanosomi, un parassita protozoico. Il tripanosoma brucei provoca la malattia del sonno negli esseri umani. Gli agenti patogeni si infiltrano nell'ospite attraverso la saliva delle mosche tse-tse infette:dal sangue raggiungono il cervello, provocando sintomi fatali se non trattati.
Ma in che modo i tripanosomi entrano nelle ghiandole salivari delle mosche tse-tse dopo il loro pasto di sangue? La dott.ssa Sabine Bachmaier e il professor Michael Boshart della divisione di genetica della facoltà di biologia della LMU, insieme ai colleghi scientifici, hanno trovato una risposta sorprendente a questa domanda.
Essi mostrano che un apparato di segnalazione sulla punta flagellare dei protozoi controlla la migrazione dei tripanosomi nella mosca tse-tse tramite il messaggero noto come adenosina monofosfato ciclico (cAMP). La rimozione di un componente del complesso enzimatico che produce la molecola di segnalazione cAMP è stata sufficiente per prevenire l'infezione delle mosche. I risultati dello studio sono stati ora pubblicati in Nature Communications .
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A titolo di sfondo:bovini e antilopi sono serbatoi naturali di Trypanosoma brucei. Durante un pasto di sangue, gli agenti patogeni entrano nel tratto gastrointestinale delle mosche tse-tse. Per sopravvivere e propagarsi ulteriormente, i tripanosomi devono adattarsi al loro ambiente mutevole. Migrano avanti e indietro tra il flusso sanguigno e i tessuti di un ospite mammifero e tra il tubo digerente e le ghiandole salivari di una mosca tse-tse, per cui passano attraverso una serie di fasi di sviluppo.
"Il nostro progetto si basa su diverse collaborazioni internazionali con gruppi di ricerca a Parigi, Anversa e Rio de Janeiro", afferma Bachmaier. "Eravamo da tempo interessati alla domanda su come i parassiti riescano a orientarsi nella mosca tse-tse e come ciò potrebbe essere prevenuto per controllare la trasmissione della malattia".
Circa dieci anni fa, il gruppo di ricerca ha identificato un nuovo componente specifico del tripanosoma della via di segnalazione del cAMP:la proteina di risposta AMP ciclica 3 (CARP3). "La nostra scoperta che CARP3 si trova principalmente sulla punta dei flagelli dei tripanosomi ci ha messo sull'odore di un apparato di segnalazione specializzato per l'orientamento dei parassiti nella mosca tse-tse", afferma Bachmaier.
Quando i ricercatori hanno rimosso il gene CARP3 mediante l'ingegneria genetica, è cambiata anche la composizione degli enzimi (adenilato ciclasi) che producono cAMP sulla punta flagellare. "Di conseguenza, i tripanosomi non sono stati più in grado di colonizzare in modo efficiente le mosche tse-tse", spiega lo scienziato. "Nelle ghiandole salivari non abbiamo più trovato una singola cellula dei parassiti."
Dalla ricerca di base all'applicazione:l'obiettivo di una strategia a lungo termine potrebbe essere quello di compromettere le interazioni tra CARP3 e le adenilato ciclasi. Questo potrebbe essere fatto, ad esempio, per mezzo di un peptide sintetico che verrebbe prodotto nelle mosche utilizzando la tecnica nota come paratransgenesi. Senza colonizzare le ghiandole salivari delle mosche tse-tse, i tripanosomi non sarebbero più trasmessi. + Esplora ulteriormente
