denna bisarra päronformade organism är Trichomonas vaginalis, den encelliga parasiten som är ansvarig för den vanligaste icke-viralt sexuellt överförbara sjukdomen i världen, trichomoniasis.
människor är den enda värden för T. vaginalis och direkt överföring sker från person till person under samlag. Parasiten reproduceras genom binär fission och det finns inga tecken på cystbildning. Den är anaerob, saknar mitokondrion och är en obligatorisk parasit som bor i de urogenitala områdena hos män och kvinnor där den rör sig med fyra trådliknande filament som kallas flagella.
år 2008 uppskattade Världshälsoorganisationen att 276 miljoner människor smittades över hela världen. För att sätta detta i sammanhang är bara i USA 3, 1% av kvinnorna mellan 14-45 år smittade. Även om de flesta av dessa infektioner är symptomlösa kan infektion leda till vaginit, cervicit eller prostatit och är förknippad med en ökad risk för HIV-infektion och livmoderhalscancer eller prostatacancer. Det kan också påverka resultatet av graviditeten negativt.
hur orsakar det patologi?
T. vaginalis fäster vid flera typer av värdceller, såsom de som fodrar vagina och prostrate (epitelceller). Cellerna lysar sedan ut näringsämnen för parasiten. Hur det fäster vid celler och orsakar deras Lys är dåligt förstått, även om kontakt med värdcellerna är känt för att krävas för deras Lys.
om cellhäftning är ett första steg i eventuell celllys är det troligt att molekyler på parasitens yta är involverade i denna process. Vi vet att parasiten är belagd i lipofosfoglykan (LPG) molekyler som binder till ett däggdjursprotein på cellytan som kallas galektin-1. Men om galektinproduktionen slås ner i däggdjursceller, reduceras parasitbindningen bara en liten mängd. Så det här är inte hela historien.
det har också visats att T. vaginalis vidhäftar specifikt till vaginal epitelcell med hjälp av proteiner som kallas adhesiner och cysteinproteasenzymer har också visat sig vara involverade i cytoadherens och andra aspekter av patogenes.
i 2010 Patricia Johnson närmade sig problemet genom att titta på parasitproteiner. Hennes team identifierade proteiner på ytan av sex stammar av T. vaginalis med varierande förmåga att fästa vid värdceller. De hittade 11 proteiner som var rikligare i de mer vidhäftande stammarna och när två av dessa var överuttryckta i mindre vidhäftande stammar ökade vidhäftningen.
rollen av romboidliknande proteiner
nyligen visade Johnson-Gruppen sin uppmärksamhet på två T. vaginalis rhomboidliknande proteiner. Dessa romboidproteiner är serinproteaser belägna på cellmembran, med sina aktiva ställen i lipid-dubbelskiktet. De klyver andra transmembranproteiner och klyvningsprodukterna frigörs vanligtvis till utsidan av cellen. De reglerar en mängd biologiska funktioner och har i andra protozoa parasiter visat sig klyva vidhäftningsmolekyler.
bioinformatisk analys avslöjade 4 romboidproteiner som sannolikt är aktiva proteaser i T. vaginalis. En av dessa, TvROM1 visade sig vara belägen vid cellytan. TvROM2 och 3 lokaliserades till Golgi-apparaten och TvROM4 kunde inte lokaliseras och raderades från studien.
för att bestämma om romboidproteiner faktiskt var involverade i värdcelladhesion och LYS användes monolager av ectocervikala celler. T. vaginalis parasiter placerades i odlingssystemet i närvaro av en rhomboid proteashämmare. Både bindning till cellerna och deras Lys hämmades på ett dosberoende sätt, vilket tyder på att romboidproteaser verkligen spelar en roll i både bindning av parasiten till värdceller och deras förstörelse.
men när dessa tre rhomboidproteaser överuttrycktes i transfekterade parasiter orsakade endast TvROM1, rhomboidproteaset beläget vid cellytan, en ökning av cellfästning och LYS.
söker efter substrat för TvROM1
hypoteser om att substratet klyvs av TvROM1 skulle frigöras från ytan av T. vaginalis, Johnson-Gruppen samlade molekyler som släpptes från de transfekterade parasiterna till odlingsmediet i närvaro eller frånvaro av en serinproteashämmare och utsatte dem för masspektrometri. Kvantitativa proteomik-och bioinformatikmetoder identifierade två liknande proteiner som TvROM1-substrat med små aminosyror som omger de potentiella klyvningsställena som sannolikt kommer att vara i transmembrandomänen. Dessa proteiner kunde inte klyvas av TvROM3.
TvROM1 kunde bara klyva transmembrandomänen för ett substrat, klyvning som inträffade vid eller nära den yttre ytan av transmembrandomänen.
genom att transfektera T. vaginalis så att klyvningsstället för detta substrat inaktiverades och inte kunde klyvas av TvROM1 visade gruppen substratackumulering på parasitytan. Bindning av mutanta parasiter till värdceller ökades signifikant, vilket tyder på en direkt roll för detta substrat i fastsättning. Lys ökade emellertid inte, vilket indikerar att ytterligare faktorer är involverade i värdcelllys.
denna eleganta serie undersökningar stöder uppfattningen att ett romboidprotein beläget i plasmamembranet av T. vaginalis och dess substrat har en roll att spela i patologin för trichomaniasis. Författarna föreslår att tvrom1-klyvning av dess substrat kan signalera en ökning av vidhäftande proteiner på parasiten eller värdcellytan under den initiala bindningsfasen.
användbar information
celladhesion och lys av värdceller är helt klart en komplex process som kräver flera faktorer av parasit ursprung. Tillsatsen av romboidliknande proteiner till denna lista har utvidgat antalet kandidatmolekyler som kan riktas mot mångfacetterade vacciner riktade mot T. vaginalis. Hittills har produktionen av ett vaccin mot någon protozoan parasit undvikit vårt samhälle men kanske har detta tagit oss ett litet steg längre mot detta mål.