Bằng chứng cho thấy hoạt động nội bào thấp không phải là nguyên nhân trực tiếp gây ra tính kháng serum người ở dạng côn trùng của trypanosoma châu Phi

Springer Science and Business Media LLC - Tập 3 - Trang 1-8 - 2010
Senthil KA Natesan1, Lori Peacock2, Ka Fai Leung1, Wendy Gibson2, Mark C Field1
1Department of Pathology, Tennis Court Road, University of Cambridge, Cambridge, UK
2School of Biological Sciences, University of Bristol, Bristol, UK

Tóm tắt

Trong Trypanosoma brucei, trypanosome châu Phi, quá trình nội bào được điều chỉnh theo phát triển và hoạt động nội bào đáng kể hơn ở tất cả các giai đoạn nhiễm trùng có vú biết đến. Ở cả giai đoạn có vú và côn trùng, hoạt động nội bào có khả năng cần thiết để thu nhận chất dinh dưỡng, nhưng ở các hình thái máu, sự gia tăng quá trình nội bào liên quan đến việc tái chế các glycoprotein bề mặt biến thể và loại bỏ các yếu tố miễn dịch của vật chủ khỏi bề mặt. Tuy nhiên, lý do cho hoạt động nội bào thấp ở giai đoạn côn trùng chưa được khám phá. Tại đây, chúng tôi đã đặt câu hỏi liệu sự giảm điều hòa nội bào trong hình thái procyclic có liên quan đến khả năng kháng lại các yếu tố miễn dịch trypanolytic bẩm sinh trong bữa ăn máu hoặc ruột của ruồi tsetse. Với việc sử dụng một ký sinh trùng procyclic đã được đặc trưng tốt với dòng nội bào tăng cường thông qua sự biểu hiện quá mức của TbRab5A, chúng tôi đã phát hiện ra rằng các ký sinh trùng ở giai đoạn côn trùng có thể phát triển cả trong sự hiện diện của yếu tố lytic trypanosome (TLF) cung cấp trong huyết thanh người, và cũng ở ruồi tsetse. Ngoài ra, bằng cách đặt các ký sinh trùng ở giai đoạn máu vào môi trường glucose hạn chế, chúng tôi nhận thấy rằng sự mở rộng của túi roi, một hình thái quan trọng liên quan đến sự nội bào bị sai lệch, diễn ra song song với sự mất mát mức ATP tế bào. Các quan sát này cho thấy rằng tỷ lệ nội bào cao tự nó không đủ để khiến các ký sinh trùng ở dạng côn trùng nhạy cảm với TLF hoặc các yếu tố tiêu diệt trypan được đưa ra từ ruồi tsetse. Tuy nhiên, dữ liệu cho thấy rằng hoạt động nội bào là một gánh nặng về năng lượng, vì hoạt động nội bào nhanh chóng bị ảnh hưởng khi thiếu hụt năng lượng ở các giai đoạn máu. Do đó, một khía cạnh quan trọng của việc điều chỉnh nội bào trong ruột nghèo dinh dưỡng của ruồi tsetse có khả năng liên quan đến việc tiết kiệm năng lượng.

Từ khóa

#Trypanosoma brucei #nội bào #yếu tố lytic trypanosome #huyết thanh người #ruồi tsetse

Tài liệu tham khảo

Barrett MP, Burchmore RJ, Stich A, Lazzari JO, Frasch AC, Cazzulo JJ, Krishna S: The trypanosomiases. Lancet. 2003, 362: 1469-1480. 10.1016/S0140-6736(03)14694-6.

Morgan GW, Allen CL, Jeffries TR, Hollinshead M, Field MC: Developmental and morphological regulation of clathrin-mediated endocytosis in Trypanosoma brucei. J Cell Sci. 2001, 114: 2605-2615.

Barry JD: Capping of variable antigen on Trypanosoma brucei, and its immunological and biological significance. J Cell Sci. 1979, 37: 287-302.

Engstler M, Pfohl T, Herminghaus S, Boshart M, Wiegertjes G, Heddergott N, Overath P: Hydrodynamic flow-mediated protein sorting on the cell surface of trypanosomes. Cell. 2007, 131: 505-515. 10.1016/j.cell.2007.08.046.

Pal A, Hall BS, Field MC: Evidence for a non-LDL-mediated entry route for the trypanocidal drug suramin in Trypanosoma brucei. Mol Biochem Parasitol. 2002, 122 (2): 217-21. 10.1016/S0166-6851(02)00096-8.

Natesan SK, Peacock L, Matthews K, Gibson W, Field MC: Activation of endocytosis as an adaptation to the mammalian host by trypanosomes. Eukaryot Cell. 2007, 6: 2029-2037. 10.1128/EC.00213-07.

Pays E, Vanhollebeke B, Vanhamme L, Paturiaux-Hanocq F, Nolan DP, Perez-Morga D: The trypanolytic factor of human serum. Nat Rev Microbiol. 2006, 4: 477-486. 10.1038/nrmicro1428.

Rifkin MR: Identification of the trypanocidal factor in normal human serum: High density lipoprotein. Proc Natl Acad Sci USA. 1978, 75: 3450-3454. 10.1073/pnas.75.7.3450.

Vanhollebeke B, De Muylder G, Nielsen MJ, Pays A, Tebabi P, Dieu M, Raes M, Moestrup SK, Pays E: A haptoglobin-haemoglobin receptor conveys innate immunity to Trypanosoma brucei in humans. Science. 2008, 320: 677-681. 10.1126/science.1156296.

Vanhamme L, Paturiaux-Hanocq F, Poelvoorde P, Nolan DP, Lins L, Abbeele Van Den J, Pays A, Tebabi P, Van Xong H, Jacquet A, Moguilevsky N, Dieu M, Kane JP, De Baetselier P, Brasseur R, Pays E: Apolipoprotein L-I is the trypanosome lytic factor of human serum. Nature. 2003, 422: 83-87. 10.1038/nature01461.

Pal A, Hall BS, Nesbeth DN, Field HI, Field MC: Differential endocytic functions of Trypanosoma brucei Rab5 isoforms reveal a glycosylphosphatidylinositol-specific endosomal pathway. J Biol Chem. 2002, 277: 9529-9539. 10.1074/jbc.M110055200.

Koumandou VL, Natesan SK, Sergeenko T, Field MC: The trypanosome transcriptome is remodelled during differentiation but displays limited responsiveness within life stages. BMC Genomics. 2008, 9: 298-10.1186/1471-2164-9-298.

Brun R, Schonenberger M: Cultivation and in vitro cloning or procyclic culture forms of Trypanosoma brucei in a semi-defined medium. Short communication. Acta Trop. 1979, 36: 289-292.

Hirumi H, Hirumi K: Axenic culture of African trypanosome bloodstream forms. Parasitol Today. 1994, 10: 80-84. 10.1016/0169-4758(94)90402-2.

Peacock L, Ferris V, Bailey M, Gibson W: Dynamics of infection and competition between two strains of Trypanosoma brucei brucei in the tsetse fly observed using fluorescent markers. Kinetoplastid Biol Dis. 2007, 6: 4-10.1186/1475-9292-6-4.

Field MC, Allen CL, Dhir V, Goulding D, Hall BS, Morgan GW, Veazey P, Engstler M: New approaches to the microscopic imaging of Trypanosoma brucei. Microsc Microanal. 2004, 10: 621-636. 10.1017/S1431927604040942.

Coustou V, Besteiro S, Biran M, Diolez P, Bouchaud V, Voisin P, Michels PA, Canioni P, Baltz T, Bringaud F: ATP generation in the Trypanosoma brucei procyclic form: cytosolic substrate level is essential, but not oxidative phosphorylation. J Biol Chem. 2003, 278: 49625-49635. 10.1074/jbc.M307872200.

Jeffries T, Morgan GW, Field MC: A developmentally regulated rab11 homologue in Trypanosoma brucei is involved in recycling processes. J Cell Sci. 2001, 114: 2617-26.

Allen CL, Goulding D, Field MC: Clathrin-mediated endocytosis is essential in Trypanosoma brucei. EMBO J. 2003, 22: 4991-5002. 10.1093/emboj/cdg481.

Gruenberg J, Sharma PR, Deshusses J: D-Glucose transport in Trypanosoma brucei. D-Glucose transport is the rate-limiting step of its metabolism. Eur J Biochem. 1978, 89: 461-469. 10.1111/j.1432-1033.1978.tb12549.x.

Hellemond JJ, Bakker BM, Tielens AG: Energy metabolism and its compartmentation in Trypanosoma brucei. Adv Microb Physiol. 2005, 50: 199-226. 10.1016/S0065-2911(05)50005-5.

Opperdoes FR: Compartmentation of carbohydrate metabolism in trypanosomes. Annu Rev Microbiol. 1987, 41: 127-151. 10.1146/annurev.mi.41.100187.001015.

van Weelden SW, van Hellemond JJ, Opperdoes FR, Tielens AG: New functions for parts of the Krebs cycle in procyclic Trypanosoma brucei, a cycle not operating as a cycle. J Biol Chem. 2005, 280: 12451-12460. 10.1074/jbc.M412447200.

Bringaud F, Riviere L, Coustou V: Energy metabolism of trypanosomatids: adaptation to available carbon sources. Mol Biochem Parasitol. 2006, 149: 1-9. 10.1016/j.molbiopara.2006.03.017.

Besteiro S, Barrett MP, Riviere L, Bringaud F: Energy generation in insect stages of Trypanosoma brucei: metabolism in flux. Trends Parasitol. 2005, 21: 185-191. 10.1016/j.pt.2005.02.008.

van Hellemond JJ, Opperdoes FR, Tielens AG: The extraordinary mitochondrion and unusual citric acid cycle in Trypanosoma brucei. Biochem Soc Trans. 2005, 33: 967-971. 10.1042/BST20050967.

Vickerman K, Tetley L, Hendry KA, Turner CM: Biology of African trypanosomes in the tsetse fly. Biol Cell. 1988, 64: 109-119. 10.1016/0248-4900(88)90070-6.

Tetley L, Turner CM, Barry JD, Crowe JS, Vickerman K: Onset of expression of the variant surface glycoproteins of Trypanosoma brucei in the tsetse fly studied using immunoelectron microscopy. J Cell Sci. 1987, 87 (Pt 2): 363-372.

Thông tin
Thông tin xuất bản

Springer Science and Business Media LLC

Tập 3

1-8

Thông tin tác giả