Analisi della proteina rodopsina G

Rapporti scientifici volume 12, numero articolo: 8243 (2022) Citare questo articolo

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La schistosomiasi è una malattia clinicamente significativa causata da parassiti elmintici del genere Schistosoma. Il ciclo vitale dello schistosoma richiede interazioni mediate chimicamente con un ospite intermedio (lumaca acquatica) e definitivo (umano). Bloccare lo sviluppo del parassita nello stadio della lumaca richiede una migliore comprensione delle interazioni tra la lumaca ospite e la forma a vita libera dello Schistosoma trasportato dall’acqua (miracidium). Le innovazioni nella genomica delle lumache e nella comunicazione chimica acquatica forniscono un’opportunità ideale per esplorare la coevoluzione lumaca-parassita a livello molecolare. I recettori accoppiati alle proteine ​​della rodopsina G (GPCR) sono di particolare interesse nello studio di come i parassiti trematodi si orientano verso le loro lumache ospiti. Il potenziale ruolo dei GPCR nei parassiti li rende bersagli candidati per nuovi antielmintici che interrompono le fasi intermedie del ciclo di vita dell’ospite, prevenendo così successive infezioni umane. Un approccio genomico-bioinformatico è stato utilizzato per identificare gli ortologi GPCR tra la lumaca Biomphalaria glabrata e i miracidi del suo parassita obbligato Schistosoma mansoni. Mostriamo che 8 GPCR di rodopsina di S. mansoni espressi all'interno dello stadio miracidiale condividono una somiglianza complessiva di aminoacidi con 8 diversi GPCR di rodopsina di B. glabrata, in particolare all'interno dei domini transmembrana, suggerendo caratteristiche strutturali conservate. Questi GPCR includono un recettore peptidico orfano e diversi con forti omologie di sequenza con i recettori opsina rabdomerici, un recettore della serotonina, un recettore della sulfachinina (SK), un recettore dell'allatostatina-A (buccalina) e un recettore FMRFamide. I peptidi buccalina e FMRFa sono stati identificati nell'acqua condizionata da B. glabrata e mostriamo che buccalina sintetica e FMRFa possono stimolare tassi significativi di cambio di direzione e risposte di ritorno in S. mansoni miracidia. GPCR ortologici sono stati identificati in S. mansoni miracidia e B. glabrata. Questi GPCR possono rilevare ligandi simili, compresi gli odori derivati ​​dalle lumache che potrebbero facilitare la scoperta dell'ospite miracoloso. Questi risultati gettano le basi per la ricerca futura che chiarisce i meccanismi attraverso i quali i GPCR mediano la scoperta dell'ospite che può portare al potenziale sviluppo di nuovi interventi anti-schistosomi.

I trematodi sanguigni degli elminti metazoi del genere Schistosoma sono i principali agenti eziologici della schistosomiasi umana, una malattia endemica in 74 paesi che colpisce oltre 200 milioni di persone in tutto il mondo1. A livello globale, ogni anno fino a 200.000 persone muoiono direttamente o indirettamente a causa della schistosomiasi2 e si stima che 600 milioni di persone vivano in aree endemiche3. Gli schistosomi hanno un ciclo vitale dioico complesso, che coinvolge larve riprodotte asessualmente in un mollusco ospite intermedio e vermi adulti sessualmente riproduttivi nell'ospite definitivo mammifero. Nell'acqua, le uova di Schistosoma mansoni si schiudono dando vita a miracidi mobili e a vita libera che devono cercare e infettare una lumaca ospite compatibile, Biomphalaria glabrata4. Dopo l'infezione, un singolo miracidium può riprodursi asessualmente tramite sporocisti madre e figlia, in diverse migliaia di cercarie che, una volta rilasciate, ciascuna può svilupparsi in un verme adulto nell'ospite umano. I complessi cambiamenti fisiologici e morfologici associati al ciclo di vita dello Schistosoma indicano che il controllo antropogenico della trasmissione potrebbe essere diretto a diverse fasi del ciclo di vita. Attualmente, i vermi adulti vengono solitamente presi di mira attraverso il trattamento di esseri umani infetti con il farmaco praziquantel5. Tuttavia, la malattia rimane una minaccia costante nei paesi in via di sviluppo e l’Organizzazione Mondiale della Sanità ha riconosciuto che è necessaria una ricerca continua sullo stadio dell’infezione delle lumache6. Ad esempio, metodi alternativi per interferire con il ciclo di vita dello schistosoma potrebbero comportare l'applicazione di farmaci antielmintici che prendono di mira il comportamento di ricerca di miracidi o cercarie da parte dell'ospite7,8.