O tubo polar microsporidiano: origem, estrutura, composição, função e aplicação

Parasitas e Vetores volume 16, Número do artigo: 305 (2023) Citar este artigo

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Microsporídios são uma classe de eucariotos unicelulares parasitas intracelulares obrigatórios que infectam uma variedade de hospedeiros, incluindo até mesmo humanos. Embora diferentes espécies de microsporídios difiram na gama de hospedeiros e na especificidade, todos eles compartilham uma organela de infecção semelhante, o tubo polar, que também é definido como o filamento polar nos esporos maduros. Em resposta à estimulação ambiental apropriada, o esporo germina com o filamento polar evertido, formando um tubo polar oco, e então a carga infecciosa é transportada para as células hospedeiras através do tubo polar. Conseqüentemente, o tubo polar desempenha um papel fundamental na infecção por microsporídios. Aqui, revisamos a origem, estrutura, composição, função e aplicação do tubo polar microsporidiano, com foco na origem do filamento polar, nas diferenças estruturais entre o filamento polar e o tubo polar e nas características das proteínas do tubo polar. A comparação da estrutura tridimensional das proteínas homólogas de PTP6 fornece novos insights para a triagem de novas proteínas de tubo polar adicionais com baixa similaridade de sequência em microsporídios. Além disso, a interação do tubo polar com a parede do esporo e o hospedeiro é resumida para melhor compreender o mecanismo de infecção dos microsporídios. Devido à especificidade das proteínas do tubo polar, elas também são utilizadas como alvo no diagnóstico e prevenção da microsporidiose. Com os presentes achados, propomos um estudo futuro sobre o tubo polar dos microsporídios.

Microsporídios são uma classe de eucariotos unicelulares parasitas intracelulares obrigatórios. Em meados do século XIX, Nosema bombycis foi identificado pela primeira vez como o patógeno causador da grave doença de Pébrine em bichos-da-seda [1]. Inicialmente, os microsporídios foram classificados como protistas [2]. Com a análise filogenética do gene conservado (α-tubulina, β-tubulina, RNA polimerase II, proteína de choque térmico 70), os dados confirmaram que os microsporídios são um clado ou grupo irmão dos fungos [3,4,5,6,7 ,8,9,10,11,12,13].

Os microsporídios possuem uma ampla variedade de hospedeiros, incluindo invertebrados, vertebrados e até humanos (14). Foi relatado que aproximadamente metade de todos os filos animais estão infectados com microsporídios [15]. A ampla gama de hospedeiros permite que os microsporídios obtenham mais recursos e oportunidades de sobrevivência [16,17,18]. Mais de 200 gêneros e 1.700 espécies de microsporídios foram identificados, 17 dos quais são conhecidos por infectar humanos, incluindo Anncaliia connori, Anncaliia algerae, Anncaliia vesicularum, Enterocytozoon bieneusi, Encephalitozoon cuniculi, Encephalitozoon hellem, Encephalitozoon intestinalis, Pleistophora sp., Pleistophora ronneafiei , Trachipleistophora antropophthera, Trachipleistophora hominis, Tubulinosema acridophagus, Vittaforma corneae, Nosema ocularum, Endoreticulatus sp., Microsporidium africanum e Microsporidium ceylonensis [19,20,21,22,23,24,25]. Embora geralmente se pensasse que microsporídios que infectam humanos infectam pacientes imunocomprometidos, eles também foram relatados em indivíduos imunocompetentes [23, 26,27,28].

Os microsporídios diferem na variedade e na especificidade do hospedeiro; no entanto, todos eles têm uma organela de infecção única, o tubo polar, que também é definido como o filamento polar nos esporos maduros. Em resposta à estimulação ambiental apropriada, o esporo germina com o filamento polar evertido, como o dedo invertido de uma luva, formando um tubo polar oco [29, 30]. O processo de ejeção do filamento polar é tão rápido que as espécies de Encephalitozoon levam menos de 500 ms para o disparo do filamento polar e a passagem da carga infecciosa através do tubo polar, enquanto a velocidade de A. algerae emergindo no tubo polar é de até 300 µm. /s, sendo necessários apenas 1,6 s para todo o processo [31]. Finalmente, o esporoplasma infeccioso é transportado para a célula hospedeira para completar a invasão microsporidiana [32]. No entanto, o processo pelo qual o tubo polar medeia a entrada do esporoplasma nas células hospedeiras ainda não está claro. Atualmente, dois fenômenos foram observados: um em que o tubo polar penetra na membrana da célula hospedeira para entregar diretamente o esporoplasma infeccioso ao hospedeiro [33, 34], e outro em que o tubo polar se liga à membrana da célula hospedeira, formando invasivo sinapses para criar um microambiente protegido para o esporoplasma, após o qual o esporoplasma é transportado para as células hospedeiras por endocitose (35). Portanto, o tubo polar desempenha um papel importante na infecção por microsporídios.