Le tube polaire microsporidien : origine, structure, composition, fonction et application

Parasites & Vecteurs volume 16, Numéro d'article : 305 (2023) Citer cet article

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Les microsporidies sont une classe d'eucaryotes unicellulaires parasites intracellulaires obligatoires qui infectent divers hôtes, y compris même les humains. Bien que les différentes espèces de microsporidies diffèrent par leur gamme d'hôtes et leur spécificité, elles partagent toutes un organite d'infection similaire, le tube polaire, qui est également défini comme le filament polaire des spores matures. En réponse à une stimulation environnementale appropriée, la spore germe avec le filament polaire inversé, formant un tube polaire creux, puis la cargaison infectieuse est transportée dans les cellules hôtes via le tube polaire. Le tube polaire joue donc un rôle clé dans l’infection microsporidienne. Ici, nous passons en revue l'origine, la structure, la composition, la fonction et l'application du tube polaire microsporidien, en nous concentrant sur l'origine du filament polaire, les différences structurelles entre le filament polaire et le tube polaire et les caractéristiques des protéines du tube polaire. La comparaison de la structure tridimensionnelle des protéines homologues de PTP6 fournit de nouvelles informations pour le criblage de nouvelles protéines de tubes polaires supplémentaires présentant une faible similarité de séquence dans les microsporidies. De plus, l’interaction du tube polaire avec la paroi de la spore et l’hôte est résumée pour mieux comprendre le mécanisme d’infection des microsporidies. En raison de la spécificité des protéines des tubes polaires, elles sont également utilisées comme cible dans le diagnostic et la prévention de la microsporidiose. Avec les résultats actuels, nous proposons une future étude sur le tube polaire des microsporidies.

Les microsporidies sont une classe d'eucaryotes unicellulaires parasites intracellulaires obligatoires. Au milieu du XIXe siècle, Nosema bombycis a été identifié pour la première fois comme l'agent pathogène responsable de la grave maladie Pébrine chez les vers à soie [1]. Initialement, les microsporidies étaient classées parmi les protistes [2]. Avec l'analyse phylogénétique du gène conservé (α-tubuline, β-tubuline, ARN polymérase II, protéine de choc thermique 70), les données ont confirmé que les microsporidies sont un clade ou un groupe frère des champignons [3,4,5,6,7 ,8,9,10,11,12,13].

Les microsporidies ont un large éventail d'hôtes, notamment des invertébrés, des vertébrés et même des humains (14). Environ la moitié de tous les phylums animaux seraient infectés par des microsporidies (15). La large gamme d'hôtes permet aux microsporidies d'obtenir plus de ressources et d'opportunités de survie (16, 17, 18). Plus de 200 genres et 1 700 espèces de microsporidies ont été identifiés, dont 17 sont connues pour infecter les humains, notamment Anncaliia connori, Anncaliia algerae, Anncaliia vesicularum, Enterocytozoon bieneusi, Encephalitozoon cuniculi, Encephalitozoon hellem, Encephalitozoon intestinalis, Pleistophora sp., Pleistophora ronneafiei. , Trachipleistophora anthropophthera, Trachipleistophora hominis, Tubulinosema acridophagus, Vittaforma cornée, Nosema ocularum, Endoreticulatus sp., Microsporidium africanum et Microsporidium ceylonensis [19,20,21,22,23,24,25]. Bien que l’on pensait généralement que les microsporidies infectant l’homme infectaient les patients immunodéprimés, elles ont désormais également été rapportées chez des individus immunocompétents (23, 26, 27, 28).

Les microsporidies diffèrent par la gamme d'hôtes et la spécificité de l'hôte ; cependant, ils possèdent tous un organite d'infection unique, le tube polaire, qui est également défini comme le filament polaire des spores matures. En réponse à une stimulation environnementale appropriée, la spore germe avec le filament polaire inversé, comme le doigt d'un gant inversé, formant un tube polaire creux (29, 30). Le processus d'éjection du filament polaire est si rapide que les espèces d'Encephalitozoon mettent moins de 500 ms pour déclencher le filament polaire et faire passer la cargaison infectieuse à travers le tube polaire, tandis que la vitesse d'émergence d'A. algerae dans le tube polaire peut atteindre 300 µm. /s, avec seulement 1,6 s nécessaire pour l’ensemble du processus [31]. Enfin, le sporoplasme infectieux est transporté dans la cellule hôte pour compléter l'invasion microsporidienne [32]. Cependant, le processus par lequel le tube polaire assure l’entrée du sporoplasme dans les cellules hôtes n’est toujours pas clair. Actuellement, deux phénomènes ont été observés : l'un dans lequel le tube polaire pénètre dans la membrane de la cellule hôte pour délivrer directement le sporoplasme infectieux dans l'hôte [33, 34], et l'autre dans lequel le tube polaire s'attache à la membrane de la cellule hôte, formant ainsi des cellules invasives. synapses pour créer un microenvironnement protégé pour le sporoplasme, après quoi le sporoplasme est transporté dans les cellules hôtes par endocytose (35). Le tube polaire joue donc un rôle important dans l’infection microsporidienne.