Als je een katteneigenaar bent, je hebt er misschien wel eens van gehoord Toxoplasma gondii , een protozoa die soms mensen infecteert door contact met besmette uitwerpselen in kattenbakken. Hoewel onschadelijk voor de meeste mensen, T. gondii kan ernstige ziekte of overlijden veroorzaken bij immuungecompromitteerde personen of foetussen van geïnfecteerde zwangere vrouwen. Nutsvoorzieningen, onderzoekers rapporteren in ACS Nano hebben onderzocht hoe het micro-organisme tijdens een infectie zo snel door zoogdierweefsels glijdt.

Volgens de Amerikaanse Centers for Disease Control and Prevention, ongeveer 11% van de Amerikaanse bevolking, en tot 60% van de mensen in sommige delen van de wereld, zijn besmet met T. gondii , die ook kunnen worden overgedragen via besmet voedsel en water. Hoewel de parasiet de meeste zoogdieren infecteert, het reproduceert alleen seksueel bij katten, die grote aantallen kan verdrijven T. gondii oöcysten in hun ontlasting. Eenmaal ingenomen door mensen of dieren, de omhulsels van de oöcysten worden afgebroken door spijsverteringsenzymen, het vrijgeven van parasieten die cellen van de dunne darm kunnen binnendringen. Daar, de parasieten gaan over in wat het tachyzoïetstadium wordt genoemd, waarin ze heel snel kunnen bewegen, zich massaal vermenigvuldigen in gastheercellen en zich door het lichaam verspreiden, vorming van langlevende cysten in weefsels zoals spieren, oog en hersenen. Isabelle Tardieux en collega's wilden bepalen hoe deze kleine tachyzoïeten zo snel door weefsels glijden in een unieke spiraalvormige beweging.

Er achter komen, de onderzoekers combineerden verschillende soorten 2D- en 3D-live-beeldvorming met hoge resolutie en hoge snelheid met krachtmicroscopiemethoden. Ze onderzochten de bewegingen van de parasieten door collageenvezels die de extracellulaire matrix nabootsten - een dicht netwerk van eiwitten dat cellen in weefsels omringt. Tachyzoïeten persten zich door het collageennetwerk door eerst te pauzeren en een knik te vormen in het voorste deel van hun lichaam. Vervolgens, de cellichamen samengetrokken, en de parasieten schoten naar voren met een veerachtige beweging. Dieper graven met behulp van fotomicropatronen en machine learning-benaderingen, de onderzoekers ontdekten dat deze bewegingen werden veroorzaakt door de vorming en breuk van specifieke aanhechtingen tussen de protozoa en collageenvezels, wat resulteert in de opbouw van samentrekkende krachten in de cytoskeletten van de parasieten. Toen de voorste punt van een parasiet zijn greep op de vezels losliet, het sprong naar voren met een supersnelle, spiraalvormig glijden.