Leishmania zijn gevlagde protozoaire parasieten die afhankelijk zijn van zowel zandvlieg- als zoogdiergastheren. Leishmania-soorten veroorzaken ernstige ziekten, vooral in tropische landen. Vanwege hun bijzondere levenscyclus en hun meer dan een miljard jaar evolutionaire afstand tot de mens, vertoont de celbiologie van Leishmania-parasieten opmerkelijke verschillen in vergelijking met menselijke cellen.

Leishmania-parasieten hebben een actine-cytoskelet, een complex, dynamisch netwerk van filamenten dat is samengesteld uit een eiwit dat actine wordt genoemd. Bij mensen medieert het actine-cytoskelet veel van de processen in de cellen, zoals migratie, morfogenese en de opname van voedingsstoffen. Bij Leishmania-parasieten lijkt het actine-cytoskelet alleen de opname van voedingsstoffen te stimuleren. Zowel de Leishmania-actine zelf als de eiwitten die het actine-cytoskelet van de parasiet reguleren, verschillen sterk van die van mensen.

Een nieuwe studie uitgevoerd aan de Universiteit van Helsinki, Finland en aan de Université Paris Cité, CNRS, Institut Jacques Monod, Frankrijk, onthulde hoe het actine-cytoskelet wordt gereguleerd in de Leishmania major-parasiet. Volgens de studie zijn actinefilamenten van deze evolutionair verre parasiet veel dynamischer in vergelijking met de actinefilamenten in menselijke cellen. Door de atomaire structuren van actinefilamenten van parasieten te bepalen, onthult het onderzoek ook de moleculaire basis van de opmerkelijk snelle omzetting van actinefilamenten van Leishmania.

Door zich te concentreren op de meest uiteenlopende actine die tot nu toe is bestudeerd, werpt dit werk licht op de evolutionaire oorsprong van het actine-cytoskelet.

"Onze studie suggereert dat de actinefilamenten van oude eukaryoten erg dynamisch waren. Door evolutie werd het actine-cytoskelet complexer en meer betrokken bij een groter aantal cellulaire functies. We stellen voor dat dit gepaard ging met de stabilisatie van actinefilamenten en de gelijktijdige verschijning van een breed scala aan eiwitten, die de dynamiek van actinefilamenten versnellen en beheersen", zegt de hoofdauteur van de studie Tommi Kotila van de Universiteit van Helsinki.

De structurele verschillen tussen de Leishmania-parasiet en menselijke actines kunnen ook worden benut om specifieke remmers tegen parasitaire actines te genereren.

"Momenteel beschikbare anti-leishmanial medicijnen hebben toxiciteitsproblemen en parasieten hebben manieren ontwikkeld om resistentie tegen medicijnen te bereiken. We hebben dus nieuwe en meer specifieke medicijnen nodig voor de behandeling van leishmaniasis, en verbindingen tegen actine zouden goede kandidaten kunnen zijn", zegt Academiehoogleraar Pekka Lappalainen van de Universiteit van Helsinki.

Het onderzoek is gepubliceerd in Nature Communications . + Verder verkennen

Mysterie van celmotiliteit gekraakt - het eiwit dat de motiliteitsmachinerie van de cel opnieuw oplaadt, onthuld