Om du är kattägare, du kanske har hört talas om Toxoplasma gondii , en protozo som ibland infekterar människor genom kontakt med förorenad avföring i kattlådor. Även om det är ofarligt för de flesta människor, T. gondii kan orsaka allvarlig sjukdom eller död hos immunförsvagade individer eller foster hos infekterade gravida kvinnor. Nu, forskare som rapporterar in ACS Nano har studerat hur mikroorganismen glider så snabbt genom däggdjursvävnader under en infektion.

Enligt U.S. Centers for Disease Control and Prevention, cirka 11 % av USA:s befolkning, och upp till 60 % av människorna i vissa delar av världen, har smittats med T. gondii , som också kan överföras genom förorenad mat och vatten. Även om parasiten infekterar de flesta däggdjur, det förökar sig endast sexuellt hos katter, som kan utvisa ett stort antal T. gondii oocystor i avföringen. När det väl intagits av människor eller djur, oocystornas höljen bryts ner av matsmältningsenzymer, frigör parasiter som kan komma in i celler i tunntarmen. Där, parasiterna övergår till det som kallas tachyzoitstadiet, där de kan röra sig mycket snabbt, massivt föröka sig inuti värdceller och sprida sig i hela kroppen, bildar långlivade cystor i vävnader som muskler, öga och hjärna. Isabelle Tardieux och kollegor ville avgöra hur dessa små tachyzoiter glider så snabbt genom vävnader i en unik spiralformad rörelse.

Att få reda på, forskarna kombinerade flera typer av högupplöst och höghastighets 2-D och 3-D live-avbildning med kraftmikroskopimetoder. De undersökte parasiternas rörelser genom kollagenfibrer som efterliknade den extracellulära matrisen – ett tätt nätverk av proteiner som omger celler i vävnader. Tachyzoiter klämde sig genom kollagennätverket genom att först pausa och bilda en kink i den främre delen av deras kroppar. Sedan, cellkropparna drog sig samman, och parasiterna for framåt med en fjäderliknande rörelse. Gräva djupare med hjälp av fotomikromönster och metoder för maskininlärning, forskarna fann att dessa rörelser orsakades av bildandet och brottet av specifika fästen mellan protozoerna och kollagenfibrerna, vilket resulterar i uppbyggnad av kontraktila krafter i parasiternas cytoskelett. När främre spetsen på en parasit släppte sitt grepp om fibrerna, den sprang fram med en supersnabb, spiralformad glidning.