Hvordan Toxoplasma -parasitter glider så hurtigt

Hvis du er en katteejer, du måske har hørt om Toxoplasma gondii , et protozoan, der undertiden inficerer mennesker ved kontakt med forurenet afføring i affaldskasser. Selvom det er ufarligt for de fleste mennesker, T. gondii kan forårsage alvorlig sygdom eller død hos immunkompromitterede personer eller fostre fra inficerede gravide kvinder. Nu, forskere rapporterer i ACS Nano har undersøgt, hvordan mikroorganismen glider så hurtigt gennem pattedyrsvæv under en infektion.

Ifølge de amerikanske centre for sygdomsbekæmpelse og forebyggelse, omkring 11% af den amerikanske befolkning, og op til 60% af mennesker i nogle dele af verden, er blevet smittet med T. gondii , som også kan overføres via forurenet mad og vand. Selvom parasitten inficerer de fleste pattedyr, det formerer sig kun seksuelt hos katte, som kan bortvise et stort antal T. gondii oocyster i deres afføring. Når de er indtaget af mennesker eller dyr, oocysternes kuverter nedbrydes af fordøjelsesenzymer, frigiver parasitter, der kan trænge ind i tyndtarmen. Der, parasitterne overgår til det, der kaldes tachyzoitstadiet, hvor de kan bevæge sig meget hurtigt, massivt formere sig inde i værtsceller og spredes i hele kroppen, danner langlivede cyster i væv såsom muskler, øje og hjerne. Isabelle Tardieux og kolleger ønskede at bestemme, hvordan disse små tachyzoitter glider så hurtigt gennem væv i en unik spiralformet bevægelse.

At finde ud af, forskerne kombinerede flere typer højopløselig og højhastigheds 2-D og 3-D levende billeddannelse med kraftmikroskopimetoder. De undersøgte parasittenes bevægelser gennem kollagenfibre, der efterlignede den ekstracellulære matrix - et tæt netværk af proteiner, der omgiver celler i væv. Tachyzoitter pressede sig gennem kollagennetværket ved først at holde pause og danne et knæk i den forreste del af deres kroppe. Derefter, cellelegemerne trak sig sammen, og parasitterne steg fremad med en fjederlignende bevægelse. Dykker dybere ved hjælp af fotomikropatterning og maskinlæringsmetoder, forskerne fandt ud af, at disse bevægelser var forårsaget af dannelse og brud på specifikke vedhæftninger mellem protozoerne og kollagenfibrene, resulterer i opbygning af kontraktile kræfter i parasittenes cytoskeletoner. Når den forreste spids af en parasit slap fat i fibrene, det sprang frem med en super-hurtig, spiralformet glid.