Генетические дефекты Toxoplasma компенсируются при ко-инфекции нормальными паразитами
Исследование показало, как генетические дефекты в паразите Toxoplasma gondii компенсируются при совместном заражении хозяина нормальными паразитами благодаря поддерживающим секретируемым белкам.
Работа опубликована в eLife и предоставляет убедительные доказательства того, что паразиты Toxoplasma gondii, лишённые белка MYR1, всё ещё могут выживать и размножаться при ко-инфекции с нормальными паразитами из-за секретируемых факторов.
Результаты также выявляют потенциальное ограничение пуловых CRISPR-скринингов при изучении биологии паразитов в живых хозяевах. Исследование возглавляли Франческа Торелли и Диого М. да Фонсека, постдокторанты лабораторий Морица Трека в Институте Фрэнсиса Крика в Лондоне и Институте молекулярной медицины Гульбенкяна (GIMM) в Лиссабоне.
Toxoplasma gondii — микроскопический паразит, способный инфицировать почти всех теплокровных животных, включая человека. По оценкам, более трети населения мира может быть его бессимптомным носителем.
Белок MYR1 играет ключевую роль в секреции паразитом белков в клетки хозяина для манипуляции их функциями.
«В предыдущей работе мы показали, что мыши, инфицированные штаммами Toxoplasma с отсутствующим MYR1, выживают, что подчёркивает роль этого белка в выживании и пролиферации паразита, — объясняет Торелли. — Интересно, что мутанты по MYR1 не проявляли дефектов приспособленности при ко-инфекции с нормальными паразитами, что навело нас на гипотезу о высвобождении поддерживающих молекул — эффекте, известном как паракринная сигнализация».
В текущем исследовании учёные проверили эту гипотезу.
Выживание в иммунных клетках. Сначала они проверили, необходим ли MYR1 для выживания Toxoplasma в иммунных клетках, активированных интерфероном-гамма (IFN-γ). Паразиты с дефицитом MYR1 показали сходные с нормальными результаты, что говорит о не критичности белка в этих условиях.
Рост в живых мышах. Используя биолюминесцентную визуализацию, команда отследила рост мутантов в живых мышах. Мутанты росли медленнее, но всё же размножались на ранней стадии инфекции и формировали небольшое количество кист в мозге выживших мышей. Это указывает, что MYR1 помогает паразиту процветать, но не является абсолютно необходимым для выживания или образования кист.
Паракринный эффект. Исследователи заразили мышей смесью мутантных и нормальных (или других мутантных) паразитов. Мутанты с дефицитом MYR1 росли лучше в присутствии нормальных паразитов, что подтвердило поддержку их роста секретируемыми факторами.
«Когда мы измерили провоспалительные молекулы (цитокины) у инфицированных мышей, мы обнаружили более высокие уровни IFN-γ и других цитокинов при наличии нормальных паразитов. Однако поддерживающий эффект на мутантов сохранялся даже у мышей, лишённых T- и B-клеток, что позволяет предположить, что адаптивный иммунитет не является необходимым для паракринного "спасения"», — говорит да Фонсека.
«Мы показали, что дефекты приспособленности у паразитов Toxoplasma gondii, лишённых MYR1, могут быть компенсированы при ко-инфекции с нормальными паразитами, и пролили свет на способность Toxoplasma подавлять иммунный ответ хозяина за пределами инфицированной клетки», — говорит старший автор Трек.
«Наши результаты также подчёркивают важное ограничение пуловых CRISPR-скринингов на мышах, которое, вероятно, встречается и в CRISPR-скринингах в целом, где происходят паракринные эффекты. Будущие применения CRISPR-скринингов, например, в комбинации с функциональными анализами для изучения иммунологических контекстов, могут помочь понять, как инфицированные клетки влияют на соседнее окружение для поддержки инфекции и способствуют выживанию паразита в хозяине».