dit bizarre uitziende peervormige organisme is Trichomonas vaginalis, de eencellige parasiet verantwoordelijk voor de meest voorkomende niet-viraal seksueel overdraagbare ziekte in de wereld, trichomoniasis.
mensen zijn de enige gastheer voor T. vaginalis en directe overdracht vindt plaats van persoon tot persoon tijdens geslachtsgemeenschap. De parasiet reproduceert door binaire splitsing en er is geen bewijs van cyste vorming. Het is anaërobe, ontbreekt een mitochondrion, en is een obligate parasiet bewonen de urogenitale traktaten van mannetjes en vrouwtjes waar het beweegt rond met behulp van vier draad-achtige filamenten genaamd flagella.
in 2008 schatte de Wereldgezondheidsorganisatie dat er wereldwijd 276 miljoen mensen besmet waren. In de Verenigde Staten alleen al is 3,1 % van de vrouwen tussen de 14 en 45 jaar besmet. Hoewel de meeste van deze infecties symptomeloos zijn, kan infectie leiden tot vaginitis, cervicitis of prostatitis en wordt geassocieerd met een verhoogd risico op HIV-infectie en cervicale of prostaatkanker. Het kan ook een negatieve invloed hebben op de uitkomst van de zwangerschap.
hoe veroorzaakt het pathologie?
T. vaginalis hecht zich aan verschillende typen gastheercellen, zoals die in de vagina en prostaat (epitheliale cellen). De cellen lyse vervolgens vrijgeven van voedingsstoffen voor de parasiet. Hoe het aan cellen hecht en hun lysis veroorzaakt wordt slecht begrepen, hoewel het contact met de gastheercellen bekend is om voor hun lysis te worden vereist.
als celhechting een eerste stap is in de uiteindelijke cell lysis, is het waarschijnlijk dat moleculen op het oppervlak van de parasiet bij dit proces betrokken zijn. We weten dat de parasiet bedekt is met lipofosfoglycaan (LPG) moleculen die zich binden aan een zoogdiereiwit op het celoppervlak genaamd galectine-1. Maar als de galectineproductie in zoogdiercellen wordt neergehaald, wordt de parasietbinding slechts een kleine hoeveelheid verminderd. Dus dit is niet het hele verhaal.
er is ook aangetoond dat T. vaginalis zich specifiek hecht aan vaginale epitheliale cellen door middel van eiwitten genaamd adhesines en cysteïneprotease-enzymen zijn ook betrokken bij cytoadherentie en andere aspecten van pathogenese.In 2010 benaderde Patricia Johnson het probleem door te kijken naar parasitaire eiwitten. Haar team identificeerde eiwitten op het oppervlak van zes stammen van T. vaginalis met een wisselend vermogen om zich te hechten aan gastheercellen. Zij vonden 11 proteã nen die overvloediger in de meer klevende stammen waren en wanneer twee van deze over-uitgedrukt in minder hechtende stammen, nam de hechting toe.
de rol van rhomboide-achtige eiwitten
onlangs richtte de Johnson-groep hun aandacht op twee T. vaginalis rhomboide-achtige eiwitten. Deze rhomboidproteã nen zijn serineproteasen die op celmembranen, met hun actieve plaatsen binnen het lipide bilayer worden gevestigd. Zij splitsen andere transmembrane proteã nen en de producten van de splitsing worden gewoonlijk vrijgegeven aan de buitenkant van de cel. Zij regelen een veelheid van biologische functies en, in andere protozoan parasieten, zijn getoond om adhesiemolecules te splitsen.
Bioinformatische analyse toonde 4 rhomboïdeproteïnen aan die waarschijnlijk actieve proteasen zijn in T. vaginalis. Een van deze, werd TvROM1 getoond om bij de celoppervlakte te worden gevestigd. TvROM2 en 3 werden aan het Golgi-apparaat gelokaliseerd en TvROM4 kon niet worden gelokaliseerd en werd uit het onderzoek geschrapt.
om te bepalen of rhomboïdeproteïnen daadwerkelijk betrokken waren bij de adhesie en lysis van de gastheercel, werden monolagen van ectocervicale cellen gebruikt. T. vaginalis parasieten werden in het kweeksysteem geplaatst in aanwezigheid van een rhomboïde proteaseremmer. Zowel de gehechtheid aan de cellen als hun lysis werd op een dosisafhankelijke manier geremd, wat suggereert dat rhomboïde proteasen inderdaad een rol spelen in zowel de gehechtheid van de parasiet aan gastheercellen als hun vernietiging.
echter, toen deze drie ruitvormige proteasen overexpresseerden in transfected parasieten, veroorzaakte alleen TvROM1, de ruitvormige protease aan het celoppervlak, een toename in celhechting en lysis.
zoeken naar substraten voor TvROM1
hypothese dat het door TvROM1 gespleten substraat zou vrijkomen van het oppervlak van T. vaginalis, verzamelde de Johnson-groep moleculen die van de getransfecteerde parasieten in het cultuurmedium in de aanwezigheid of afwezigheid van een serine protease inhibitor worden vrijgegeven en onderwierp hen aan massaspectrometrie. De kwantitatieve proteomics en bioinformatics benaderingen identificeerden twee gelijkaardige proteã nen als substraten TvROM1 met kleine aminozuren die de potentiële splitsingsplaatsen omringen waarschijnlijk om in het transmembraandomein te zijn. Deze eiwitten konden niet worden gesplitst door TvROM3.
TvROM1 kon slechts het transmembraandomein van één substraat splijten, waarbij de splitsing plaatsvond op of nabij het buitenvlak van het transmembraandomein.
door transfectie van T. vaginalis zodat de splitsingsplaats van dit substraat werd uitgeschakeld en niet door TvROM1 kon worden gesplitst, toonde de groep substraatophoping op het parasietoppervlak. De gehechtheid van mutantparasieten aan gastheercellen werd beduidend verhoogd, die een directe rol voor dit substraat in gehechtheid suggereren. Lysis nam echter niet toe, wat erop wijst dat er extra factoren betrokken zijn bij de lysis van de gastheercel.
deze elegante reeks onderzoeken ondersteunt de opvatting dat een ruit-eiwit in het plasmamembraan van T. vaginalis en zijn substraat een rol spelen in de pathologie van trichomaniasis. De auteurs stellen voor dat de splitsing van TvROM1 van zijn substraat een verhoging van adherente proteã nen op de parasiet of de oppervlakte van de gastheercel tijdens de aanvankelijke fase van band kan signaleren.
nuttige informatie
celadhesie en lysis van gastheercellen is duidelijk een complex proces dat meerdere factoren van parasitaire oorsprong vereist. De toevoeging van rhomboid-als proteã nen aan deze lijst heeft het aantal kandidaat molecules vergroot die door veelzijdige die vaccins tegen T. vaginalis zouden kunnen worden gericht. Tot nu toe is de productie van een vaccin tegen elke protozoaire parasiet onze gemeenschap ontgaan, maar misschien heeft dit ons een kleine stap verder gebracht in de richting van dit doel.