Как паразиты токсоплазмы так быстро скользят
Паразит Toxoplasma gondii, который может передаваться людям через контакт с заражёнными фекалиями кошек, безвреден для большинства, но опасен для людей с ослабленным иммунитетом и плодов инфицированных беременных. Исследователи в ACS Nano изучили, как этот микроорганизм так быстро скользит через ткани млекопитающих во время инфекции.
По данным CDC, около 11% населения США и до 60% в некоторых регионах мира инфицированы T. gondii. Паразит размножается половым путём только в кошках. Попав в организм, ооцисты высвобождают паразитов, которые проникают в клетки тонкого кишечника и переходят в стадию тахизоитов. На этой стадии они быстро двигаются, размножаются внутри клеток-хозяев и распространяются по телу, образуя долгоживущие кисты в мышцах, глазах и мозге.
Чтобы понять механизм быстрого спиралевидного движения тахизоитов через ткани, исследователи применили комбинацию методов:
- Высокоскоростная 2-D и 3-D визуализация в реальном времени.
- Силовая микроскопия.
- Фотомикрошаблонирование.
- Машинное обучение.
Эксперименты с коллагеновыми волокнами, имитирующими внеклеточный матрикс, показали, что движение происходит в несколько этапов:
- Паразит останавливается и формирует изгиб в передней части тела.
- Тело клетки сокращается.
- Паразит совершает рывок вперёд пружинящим движением.
Это движение вызвано формированием и разрывом специфических связей между паразитом и коллагеновыми волокнами, что приводит к накоплению сократительных сил в его цитоскелете. Когда передний конец паразита высвобождается, он стремительно устремляется вперёд по спирали.