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SEM di Trichomonas vaginalis. http://parasitol.kr/upload/pdf/kjp-51-243.pdf

Questo bizzarro organismo a forma di pera è Trichomonas vaginalis, il parassita unicellulare responsabile della più comune malattia a trasmissione sessuale non viralmente nel mondo, la tricomoniasi.

Gli esseri umani sono l’unico ospite per T. vaginalis e la trasmissione diretta avviene da persona a persona durante il rapporto sessuale. Il parassita si riproduce per fissione binaria e non vi è alcuna prova di formazione di cisti. È anaerobico, privo di un mitocondrio, ed è un parassita obbligato che abita i tratti urogenitali di maschi e femmine dove si muove usando quattro filamenti simili a fili chiamati flagelli.

 Ciclo di vita di T. vaginalis.
Ciclo di vita di T. vaginalis. Immagine Wikimedia commons

Nel 2008, l’Organizzazione Mondiale della Sanità ha stimato che 276 milioni di persone sono state infettate in tutto il mondo. Per mettere questo in un contesto, solo negli Stati Uniti 3.1% delle donne di età compresa tra 14-45 sono infette. Sebbene la maggior parte di queste infezioni sia sintomatica, l’infezione può portare a vaginite, cervicite o prostatite ed è associata ad un aumentato rischio di infezione da HIV e tumori cervicali o prostatici. Può anche influenzare negativamente l’esito della gravidanza.

Come causa la patologia?

T. vaginalis si attacca a diversi tipi di cellule ospiti, come quelle che rivestono la vagina e il prostrato (cellule epiteliali). Le cellule poi lyse rilasciando nutrienti per il parassita. Come si attacca alle cellule e provoca la loro lisi è poco conosciuto, anche se il contatto con le cellule ospiti è noto per essere richiesto per la loro lisi.

Se l’aderenza cellulare è un primo passo nell’eventuale lisi cellulare, è probabile che le molecole sulla superficie del parassita siano coinvolte in questo processo. Sappiamo che il parassita è rivestito in molecole di lipofosfoglicano (GPL) che si legano a una proteina di mammiferi sulla superficie cellulare chiamata galectina-1. Ma se la produzione di galectina viene abbattuta nelle cellule di mammifero, il legame con i parassiti viene ridotto solo di una piccola quantità. Quindi questa non è tutta la storia.

È stato anche dimostrato che T. vaginalis aderisce specificamente alla cellula epiteliale vaginale per mezzo di proteine chiamate adesine e gli enzimi della cisteina proteasi hanno anche dimostrato di essere coinvolti nella citoaderenza e in altri aspetti della patogenesi.

Nel 2010 Patricia Johnson ha affrontato il problema esaminando le proteine parassite. Il suo team ha identificato proteine sulla superficie di sei ceppi di T. vaginalis con diversa capacità di aderire alle cellule ospiti. Hanno trovato 11 proteine che erano più abbondanti nei ceppi più adesivi e quando due di questi erano sovra-espressi in ceppi meno aderenti, l’aderenza aumentava.

Il ruolo delle proteine romboidali

Recentemente, il gruppo Johnson ha rivolto la sua attenzione a due proteine romboidali T. vaginalis. Queste proteine romboidali sono proteasi della serina situate sulle membrane cellulari, con i loro siti attivi all’interno del doppio strato lipidico. Fendono altre proteine transmembrana e i prodotti della scissione vengono solitamente rilasciati all’esterno della cellula. Regolano una moltitudine di funzioni biologiche e, in altri parassiti protozoi, hanno dimostrato di fendere le molecole di adesione.

L’analisi bioinformatica ha rivelato 4 proteine romboidali che potrebbero essere proteasi attive in T. vaginalis. Uno di questi, TvROM1 è stato dimostrato di essere situato sulla superficie cellulare. TvROM2 e 3 erano localizzati sull’apparato di Golgi e TvROM4 non poteva essere localizzato ed è stato cancellato dallo studio.

Per determinare se le proteine romboidali fossero effettivamente coinvolte nell’adesione e nella lisi delle cellule ospiti, sono stati utilizzati monostrati di cellule ectocervicali. T. i parassiti vaginalis sono stati collocati nel sistema di coltura in presenza di un inibitore della proteasi romboidale. Sia l’attaccamento alle cellule che la loro lisi sono stati inibiti in modo dose-dipendente, suggerendo che le proteasi romboidali hanno effettivamente un ruolo sia nell’attaccamento del parassita alle cellule ospiti che nella loro distruzione.

Trichomonas vaginalis: wikicomons image
Trichomonas vaginalis: immagine wikimedia commons

Tuttavia, quando queste tre proteasi romboidali erano sovraespresse nei parassiti trasfettati, solo TvROM1, la proteasi romboidale situata sulla superficie cellulare, causava un aumento dell’attaccamento e della lisi cellulare.

Ricerca di substrati per TvROM1

Ipotizzando che il substrato scisso da TvROM1 sarebbe rilasciato dalla superficie di T. vaginalis, il gruppo Johnson ha raccolto molecole rilasciate dai parassiti trasfettati nel mezzo di coltura in presenza o assenza di un inibitore della serina proteasi e le ha sottoposte alla spettrometria di massa. Gli approcci quantitativi di proteomica e bioinformatica hanno identificato due proteine simili come substrati di TvROM1 con piccoli amminoacidi che circondano i potenziali siti di scissione probabilmente nel dominio transmembrana. Queste proteine non possono essere scisse da TvROM3.

TvROM1 poteva fendere solo il dominio transmembrana di un substrato, scissione che si verificano in corrispondenza o in prossimità della faccia esterna del dominio transmembrana.

Trasferendo T. vaginalis in modo che il sito di scissione di questo substrato fosse disabilitato e non potesse essere scisso da TvROM1 il gruppo ha mostrato accumulo di substrato sulla superficie del parassita. L’attaccamento dei parassiti mutanti alle cellule ospiti è stato significativamente aumentato, suggerendo un ruolo diretto per questo substrato nell’attaccamento. Tuttavia, la lisi non è aumentata, indicando che ulteriori fattori sono coinvolti nella lisi delle cellule ospiti.

Questa elegante serie di indagini supporta l’opinione che una proteina romboidale situata nella membrana plasmatica di T. vaginalis e il suo substrato hanno un ruolo da svolgere nella patologia della tricomaniasi. Gli autori suggeriscono che la scissione di TvROM1 del suo substrato può segnalare un aumento delle proteine aderenti sulla superficie del parassita o della cellula ospite durante la fase iniziale di legame.

Informazioni utili

L’adesione cellulare e la lisi delle cellule ospiti sono chiaramente un processo complesso che richiede molteplici fattori di origine parassitaria. L’aggiunta di proteine romboidali a questa lista ha ampliato il numero di molecole candidate che potrebbero essere prese di mira da vaccini multiformi diretti contro T. vaginalis. Finora la produzione di un vaccino contro qualsiasi parassita protozoo è sfuggita alla nostra comunità, ma forse questo ci ha portato un piccolo passo avanti verso questo obiettivo.

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