Proces inwazji T. gondii do komórek gospodarza

Paso yt T. gondii, przy udziale aktywnego procesu zwanego penetracj (lub inwazj ), zdolny jest wnikn do wszystkich j drzastych komórek ywiciela (w czaj c fagocyty) w bardzo szybkim tempie (10-30 sekund). Zjawisko wnikania T. gondii przebiega zatem szybciej ni proces fagocytozy (120

sekund), co wskazuje w nie na aktywny udzia paso yta w tym procesie.

Inwazja wymaga odpowiedniego zorientowania pierwotniaka w stosunku do atakowanej komórki, bowiem jedynie bezpo redni kontakt apikalnego ko ca paso yta z komórk gospodarza jest w stanie zapocz tkowa ten proces [Dubremetz, 1998]. Penetracj T. gondii od fagocytozy, oprócz wspomnianego wcze niej krótszego czasu wnikania, ró ni tak e to, i zachodzi ona ca kowicie bez udzia u komórki gospodarza. W przypadku inwazji paso yta nie obserwuje si sfa dowania b ony zewn trznej atakowanej komórki, kondensacji aktyny czy te fosforylacji tyrozyny [Dobrowolski i Sibley, 1997].

Proces adhezji i penetracji T. gondii obejmuje pi nast puj cych etapów: 1) ruch lizgowy paso yta po torze helisy; 2) odpowiednie ustawienie si paso yta wzgl dem komórki atakowanej (tzw. apikalnym biegunem); 3) sfa dowanie b ony zewn trznej komórki gospodarza; 4) „wsuwanie si ” paso yta do wn trza komórki ywiciela – formowanie tzw. struktury „moving junction” pomi dzy atakuj cym pierwotniakiem, a wpukleniem komórki gospodarza; 5) egzocytoza bia ek z organelli sekrecyjnych: mikronem, roptrii i granul o du ej g sto ci [Dubey i wsp., 1998].

T. gondii posiada bardzo szeroki zakres ywicieli po rednich, zara a bowiem wiele ssaków, w ród nich cz owieka oraz niektóre gatunki ptaków (mi dzy innymi kurcz ta, go bie i kanarki). Du a ilo ywicieli sugeruje istnienie szerokiej gamy receptorów na powierzchni komórek gospodarza dla ligandów paso yta, które s zaanga owane w proces adhezji. Wykazano, i lamina macierzy zewn trzkomórkowej wspomaga wi zanie komórek T. gondii, stanowi c pewnego rodzaju pomost pomi dzy paso ytem, a ró nymi komórkami ywicieli po rednich [Carruthers i wsp., 2000]. Ligandem dla laminy na komórkach CHO i ludzkich fibroblastach jest integrynaα6β1, a na komórkach linii J774 bia ko wi ce lamin o masie cz steczkowej 32/67 kDa [Furtado i wsp., 1992]. Obecno receptorów dla laminy na komórkach paso yta wyja nia cz ciowo zdolno do zasiedlania prawie wszystkich j drzastych komórek ró nych ywicieli. Inne komponenty T. gondii zaanga owane w proces adhezji to lektyny, których ligandami s proteoglikany komórek ywiciela [Carruthers i wsp., 2000]. W procesie adhezji uczestnicz tak e antygeny powierzchniowe rodziny SAG, g ównie bia ko SAG1, które jest wymagane we wczesnej fazie

inwazji. Dowodem na to s badania przeprowadzone w 1992 roku przez Grimwooda i Smitha, którzy wykazali, e przeciwcia a skierowane na bia ko SAG1 powoduj zahamowanie tego procesu. W inwazji T. gondii do komórki gospodarza uczestnicz tak e rozpuszczalne bia ka mikronem (MIC). Sygna em do egzocytozy adhezyn (bia ek MIC) jest wzrost wewn trzkomórkowego st enia jonów Ca²⁺ [Lovett i wsp., 2002]. Zastosowanie zwi zku chelatuj cego te jony (BAPTA-AM) ca kowicie blokuje efekt sekrecji bia ek mikronem [Carruthers i wsp., 1999]. T. gondii ponadto posiada dwie zale ne od st enia jonów wapnia kinazy bia kowe (TgCDPK1 i TgCDPK2), które reguluj ruchliwo i adhezj do atakowanej komórki gospodarza [Kieschnick i wsp., 2001]. Kinazy te s odpowiedzialne za fosforylacj kilku bia ek paso yta, przez co mog regulowa po rednio lub bezpo rednio ilo wydzielanych antygenów MIC lub/i tworzenie kompleksu aktynowo-miozynowego zwi zanego z ruchem paso yta. Nale y zwróci uwag na fakt, i bia ka mikronem nie funkcjonuj pojedynczo, ale tworz tzw. kompleksy adhezyjne, co b dzie omówione w dalszej cz ci rozprawy doktorskiej.

Szczególna rola w procesie inwazji T. gondii do komórki ywiciela zosta a przypisana dwóm bia kom mikronem: MIC2 i M2AP (MIC2-associated protein), których domeny cytoplazmatyczne wi si z aldolaz (enzymem glikolitycznym rozk adaj cym fruktozo-1,6-bisfosforan), a ta z kolei stanowi pomost mi dzy nimi i filamentami aktynowymi. Przemieszczenie tego kompleksu w kierunku od bieguna apikalnego do tylnego, przy udziale miozyny, zapocz tkowuje „wsuwanie si ” paso yta do komórki gospodarza. Podczas penetracji, pomi dzy paso ytem a wpukleniem atakowanej komórki tworzy si krótkotrwa a i do dzisiaj niezbadana struktura „moving junction” [Dubremetz, 1998]. Nast pnie bia ka mikronem s odcinane przez proteazy serynowe romboido-podobne (np. MPP1 – ang. microneme protein protease 1), a b ona zewn trzna zlewa si ponad tylnym biegunem paso yta, zamykaj c go w wakuoli paso ytniczej, która tworzy specyficzne rodowisko do namna ania si pierwotniaków. Proces ten jest zwi zany z egzocytoz bia ek roptrii (ROP).

Wn trze wakuoli buduj natomiast bia ka granul o du ej g sto ci (GRA, NTP-azy, hydrolazy nukleozydotrifosforanowe), które stwarzaj dogodne warunki do intensywnych podzia ów komórek T. gondii. Paso yt replikuje si w sposób

synchroniczny co 6-8 godzin, zatem obj to wakuoli musi ulega systematycznemu zwi kszaniu, aby pomie ci du ilo potomnych komórek pierwotniaka. Do tego celu wykorzystane s bardzo ma e p cherzyki satelitarne (tzw. ewakuole) zawieraj ce bia ka roptrii, które zwi zane s z b on wakuoli.

Dzi ki zlewaniu specyficznych p cherzyków z b on ma miejsce zwi kszanie wymiarów wakuoli.

Wakuola paso ytnicza, tworz ca bezpieczne wewn trzkomórkowe rodowisko do rozwoju tachyzoitów, charakteryzuje si brakiem typowych markerów b on p cherzyków endocytarnych, takich jak receptory dla transferyny, receptory dla mannozo-6-fosforanu oraz bia ka regulatorowe (np.

rab5). Dzi ki temu wakuola, ju od samego pocz tku internalizacji paso yta, podczas procesu inwazji do wn trza komórki gospodarza, pozostaje oddzielona od komórkowych szlaków endo- i egzocytozy. Oboj tne pH jej wn trza i obecno inhibitorów proteaz (np. TgPI-1, inhibitor o szerokim spektrum dzia ania) powoduje, e wakuola nie jest rodowiskiem degradacji makrocz steczek. W dojrza ej wakuoli paso ytniczej bia ka granul o du ej

sto ci wytwarzane s w sposób ci y.

Kaskadowa sekrecja bia ek, podczas procesu inwazji T. gondii do wn trza komórki gospodarza, z organelli wydzielniczych (mikronem, roptrii a nast pne granul o du ej g sto ci), jest procesem skomplikowanym i nie do ko ca poznanym. W 2005 roku, Ahn i wsp. wykazali, e nowo odkryty antygen granul (GRA10) jest wydzielany jeszcze przed inwazj paso yta i wbudowywany w b on zewn trzn komórki gospodarza.

3.1.7. Bia ka antygenowe T. gondii