Amiba inofensivă dezvăluie secretele invaziei cerebrale a rudei sale mortale
O specie inofensivă de amibă oferă indicii prețioase despre modul în care ruda sa periculoasă, Naegleria fowleri, reușește să ajungă la creier și să producă o infecție cu o rată de mortalitate de 95%. Cercetătorii au construit un traseu microscop microscopic cu obstacole pentru a studia comportamentul de navigare al amoabelor în spații strâmte.
Preferința surprinzătoare pentru spații înguste
Spre deosebire de alte amoabe de laborator, cum ar fi Dictyostelium, care tind să se retragă când întâlnesc un spațiu îngust, amoabele din genul Naegleria fac exact opusul. Acestea sondează deschiderile înguste ale microcanalelor și pătrund direct în ele, fără a avea nevoie de un stimulent chimic sau de un flux de lichid.
În cadrul experimentelor, între 65% și 100% dintre celulele Naegleria au intrat voluntar în microcanalele late de 8 micrometri la simpla atingere. Odată ajunse în interior, amoabele s-au deplasat aproape în linie dreaptă pe distanțe de peste un milimetru, rar întorcându-se.
Viteza aproape dublată în spații confinate
Pe suprafețe plane, amoabele Naegleria se deplasează folosind o combinație de extensii largi, asemănătoare unor foi, și bule de membrană pline cu lichid numite blebs. Însă în spații strâmte, amoaba aproape își dublează viteza și trece exclusiv la deplasarea bazată pe blebs.
Într-un mediu care imită nămolul de iaz, realizat din microparticule de polimer transparent care formează o rețea moale, amoabele au săpat liber în toate direcțiile, folosind atât blebs, cât și protruziuni lamelare.
Un traseu cu obstacole microscopice
Pentru studiu, cercetătorii au creat patru medii distincte. Primul a constat din lame de sticlă deschise, unde celulele puteau să se deplaseze liber. Pentru a testa capacitatea de a se mișca prin spații strâmte, amoabele au fost confinate între două lame de sticlă separate de doar 5 micrometri prin piloni minusculi de silicon. De asemenea, au fost introduse în microcanale cu lățimi între 2 și 8 micrometri și înălțime de 5 micrometri, care comprimau celulele din toate direcțiile. În final, amoabele au fost plasate într-un nămol artificial tridimensional.
Filmările time-lapse realizate pe parcursul a 20 până la 60 de minute și microscopia cu contrast de fază au permis urmărirea în timp real a mișcărilor amoabelor.
Comportamentele care ar putea explica invazia cerebrală
Naegleria fowleri trăiește în mod natural în lacuri, iazuri și izvoare de apă dulce caldă, hrănindu-se cu bacterii, fără a dăuna organismelor vii din aceste medii. Însă când ajunge în corpul uman, provoacă o infecție cerebrală rară, dar devastatoare.
Când apa contaminată intră în nas, amoaba trebuie să se strecoare de-a lungul fasciculelor de nervi olfactivi și să treacă prin deschideri minuscule din lama cribriformă, osul care separă cavitatea nazală de creier.
Pe baza rezultatelor, cercetătorii propun că viața în iaz ar fi putut pregăti Naegleria pentru infecție prin trei comportamente principale: mișcarea ghidată de memorie care o ajută să exploreze sinusurile, atracția pentru spații strâmte, care o atrage în pasajele înguste de-a lungul nervilor olfactivi, și deplasarea persistentă bazată pe blebs, care o propulsează rapid pe acești nervi spre creier.
Studiul a folosit o specie inofensivă
Toate experimentele au fost realizate folosind specia inofensivă Naegleria gruberi, nu specia patogenă Naegleria fowleri. Dacă aceste comportamente vor fi confirmate și la N. fowleri, ele ar putea dezvălui puncte vulnerabile care ar putea fi vizate în viitoarele eforturi de a opri amoaba înainte de a ajunge la creier.
Rezultatele au fost publicate în Proceedings of the National Academy of Sciences.
