Caracterización de la división celular del parásito Tritrichomonas foetus.

Abstract

Tritrichomonas foetus (T. foetus) es un protista flagelado anaerobio que exhibe un estilo de vida extracelular. Este organismo se encuentra comúnmente en el tracto urogenital de los bovinos, siendo el agente causal de la Tritrichomonosis bovina. Además, T. foetus también es responsable de la tritrichomonosis en felinos. La plasticidad única de su protoplasma permite a T. foetus adoptar dos formas distintas en respuesta a las condiciones ambientales. En condiciones favorables, presenta una forma de trofozoíto, que es la fase activa y móvil del parásito. En contraste, cuando las condiciones no son propicias, T. foetus puede transformarse en una forma de pseudoquiste, una estructura resistente que le permite sobrevivir en ambientes menos favorables. T. foetus se reproduce de forma asexual, específicamente mediante fisión binaria longitudinal, para dar origen a dos células hijas idénticas. Sin embargo, en condiciones de cultivo estándar se observan células multinucleadas, un fenotipo que no concuerda con el proceso típico de fisión binaria. Dadas estas observaciones y el limitado conocimiento sobre el proceso de división celular del parásito en el capítulo 1, nos propusimos caracterizar detalladamente el proceso de división celular de T. foetus. Dentro de los resultados obtenidos, observamos que T. foetus no solo se reproduce mediante fisión binaria longitudinal, sino que también realiza fisión múltiple. Además, notamos la presencia de células multinucleadas, y es interesante destacar que este fenotipo se incrementa notablemente en condiciones de estrés nutricional. Por último, confirmamos que la presencia de células multinucleadas se origina a partir de endociclos (ciclos celulares alternativos) que permiten la endoreplicación del ADN. Durante estos endociclos en ADN se replica, pero no se lleva adelante la división celular. Como consecuencia se obtienen células con un mayor contenido de ADN dispuesto en uno o más núcleos. Las vías "Hippo" son sistemas de señalización conservados evolutivamente, que controlan la proliferación celular y la morfogénesis en otros tipos celulares. MOB1 es una proteína de la vía Hippo y es clave para la salida de la mitosis; siendo relevante para la correcta transición de la metafase a la anafase; así como también para el equilibrio entre la proliferación y la muerte celular. En este contexto, en el capítulo 2 nos propusimos evaluar el rol de la proteína TFMOB1 en el ciclo celular de este protozoario. En este capítulo observamos que TfMOB1 se localiza en el citoplasma y el núcleo; y que dicha localización es variable dependiendo de las fases del ciclo celular. Por otro lado, demostramos que existe una expresión diferencial de Tfmob1 durantelas fases del ciclo celular; siendo más altos los niveles de expresión en parásitos durante división activa. Llevando ensayos de sobreexpresión pudimos evidenciar que la sobreexpresión de TfMOB1 provocó una disminución en la tasa de crecimiento y aumentó el porcentaje de parásitos en división. Corroborando una función de TfMOB1 en la regulación de la división celular del parásito. Por último y en relación al proceso de endoreplicación del ADN de T. foetus nuestros resultados nos sugieren que es necesarios que Tfmob1 se encuentre en niveles bajo de expresión durante este ciclo alternativo.

Tritrichomonas foetus (T. foetus) is an anaerobic flagellated protist that exhibits an extracellular lifestyle. Commonly found in the urogenital tract of cattle, it is the causative agent of bovine trichomonosis. Additionally, T. foetus is responsible for trichomonosis in felines. The unique plasticity of its protoplasm allows T. foetus to adopt two distinct forms in response to environmental conditions. Under favorable conditions, it takes on a trophozoite form, the active and mobile phase of the parasite. In contrast, when conditions are unfavorable, T. foetus can transform into a pseudocyst form, a resistant structure allowing survival in less favorable environments. T. foetus reproduces asexually, specifically through longitudinal binary fission, giving rise to two identical daughter cells. However, under standard culture conditions, multinucleated cells are observed, a phenotype inconsistent with typical binary fission. Given these observations and limited knowledge of the parasite's cell division process in Chapter 1, our goal was to characterize T. foetus's cell division process in detail. Results revealed that T. foetus not only reproduces through longitudinal binary fission but also undergoes multiple fission. Additionally, the presence of multinucleated cells, notably increased under nutritional stress conditions, was observed. Finally, we confirmed that multinucleated cells originate from endocycles (alternative cell cycles) allowing DNA endoreplication, resulting in cells with increased DNA content in one or more nuclei. The "Hippo" pathways are evolutionarily conserved signaling systems controlling cell proliferation and morphogenesis in various cell types. MOB1 is a protein in the Hippo pathway crucial for mitotic exit, relevant for the transition from metaphase to anaphase, and maintaining the balance between cell proliferation and death. In Chapter 2, we aimed to evaluate the role of the protein TFMOB1 in the cell cycle of this protozoan. The chapter revealed that TfMOB1 is present in the cytoplasm and nucleus, with variable localization depending on the cell cycle phases. Furthermore, differential expression of Tfmob1 during cell cycle phases was demonstrated, with higher expression levels in actively dividing parasites. Overexpression assays showed that TfMOB1 overexpression led to reduced growth rates and an increased percentage of parasites in division, supporting a role for TfMOB1 in regulating the parasite's cell division. Lastly, concerning T. foetus DNA endoreplication, our results suggest that low expression levels of Tfmob1 are necessary during this alternative cycle.