חקירת הפאגוציטוזה של לישמניה באמצעות מיקרוסקופיה קונפוקלית

לישמניאזיס היא מחלה טרופית מוזנחת הנגרמת על ידי טפילים פרוטוזואניים מהסוג לישמניה, וכתוצאה מכך ספקטרום רחב של ביטויים קליניים בפונדקאי החולייתנים, כולל לישמניאזיס עורית, לישמניאזיס רירית ולישמניאזיס הקרביים¹. ארגון הבריאות העולמי (WHO) מעריך כי יותר ממיליארד בני אדם נמצאים בסיכון, עם יותר ממיליון מקרים חדשים המדווחים בשנה².

לישמניה spp. הם פרוטוזואנים תוך-תאיים מחייבים ששורדים בתוך התאים המארחים, כולל מונוציטים, מקרופאגים ותאים דנדריטיים³. אינטראקציה לישמניה-מקרופאגים היא תהליך מורכב הכולל קולטנים מרובים של תאים מארחים וליגנדות טפילים באמצעות אינטראקציה ישירה או על ידי אופסוניזציה המערבת קולטני משלים ^4,5. קולטני פני שטח קלאסיים, כגון CR1, CR3, מנוז-פוקוז, פיברונקטין, קולטנים דמויי אגרה ונבלות, מתווכים חיבור טפילים למקרופאגים ^6,7,8. קולטנים אלה מזהים מולקולות על פני השטח של לישמניה, כולל גליקופרוטאין 63 kDa (gp63) וליפופוגליקן גליקוליפיד (LPG)⁹. אלה הן המולקולות הנפוצות ביותר על פני השטח של promastigotes וממלאות תפקיד חיוני בחתרנות של התגובה החיסונית המארחת, לטובת הקמת זיהום טפילי בתאי יונקים¹⁰. לאחר שליגנדות פני השטח של הטפילים נקשרות לקולטני מקרופאגים, F-אקטין מצטבר על פני השטח של תאי היונקים, ומקיף את הטפילים כשהם פאגוציטוזה. לאחר מכן, זה מוביל להיווצרות של תא המושרה על ידי טפיל המכונה vacuole טפילי (PV), אשר מציג תכונות phagolysosomal¹¹. ברגע שהם נמצאים בתוך הפאגוליסוזומים האלה, הטפילים עוברים מספר שינויים החיוניים להישרדות ולכפל³.

הביוגנזה של PVs היא תהליך מווסת מאוד של סחר בממברנה החיוני להישרדות התוך-תאית של פתוגן^{זה 12}. היווצרותו של תא זה נובעת מאירועי איחוי רציפים בין פאגוזומים ותאים של המסלול האנדוציטי המארח. מחקרים קלאסיים בביולוגיה של התא גילו כי הבשלה של PVs כרוכה ברכישת חלבונים מונומריים מסוג G חלבון Rab 5 ו-Rab 7, הקשורים בעיקר להבשלה מוקדמת ומאוחרת של האנדוזום,^{בהתאמה 13}. בנוסף, תאים אלה רוכשים חלבוני ממברנה הקשורים לליזוזום 1 ו-2 (LAMP 1, LAMP 2), המרכיבים החלבוניים העיקריים של הממברנה הליזוזומלית וחלבון 1A/1B-light chain 3 (LC3) הקשור למיקרוטובול, סמן אוטופגוזום¹⁴. למרות הדמיון לכאורה, הקינטיקה של היווצרות PV^15,16 והמורפולוגיה של תאים אלה משתנים בהתאם למיני לישמניה. לדוגמה, זיהום הנגרם על ידי L. mexicana או L. amazonensis גורם להיווצרות של תאים גדולים המכילים מספר רב של טפילים¹⁷. לעומת זאת, מינים אחרים, כגון L. braziliensis ו– L. infantum, יוצרים vacuoles קטנים יותר המכילים בדרך כלל רק טפיל אחד או שניים בכל vacuole¹⁸.

למרות הידע הזה סביב האינטראקציה בין התא המארח ללישמניה, האירועים הראשוניים המופעלים על ידי מגע בין קולטני פונדקאי לליגנדות טפילים לא הובהרו במלואם. אירועים אלה ידועים כגורמים הקובעים את תוצאות ההדבקה בטפילים והם תלויים במיני טפילים, בסוג הקולטנים של תאי המארח שגויסו לזיהוי טפילים ובהפעלת מסלולי איתות מקרופאגים^19,20. לכן, חיוני לזהות את המולקולות המעורבות בביוגנזה של PVs הנגרמים על ידי לישמניה ולקבוע את התפקידים שממלאות מולקולות אלה בהתבססות הזיהום ובתוצאותיו. במאמר זה נתאר שיטה לניטור אירועים מוקדמים המתרחשים במהלך הפאגוציטוזה של לישמניה, כולל קשירה, הפנמה, היווצרות פאגוסומים והבשלה. עבודה זו יכולה לסייע בהבהרת השתתפותם של PLC, Akt, Rab5, Rab7 ו- LC3 בהיווצרות PVs המושרים על ידי מיני לישמניה שונים. חשוב לציין שניתן להשתמש בפרוטוקול זה כדי לחקור את השתתפותם של חלבונים אחרים המעורבים בהבשלת PV. מחקרים עתידיים ירחיבו את הידע סביב מנגנונים המעורבים באינטראקציה בין לישמניה לתא המארח ויתרמו לתכנון אסטרטגיות כימותרפיות חדשניות.