Extracellular Vesicles and the Parasite-Host Interaction: Giardia lamblia, a case of study

Abstract

As vesículas extracelulares (EVs) classificam-se em três grupos de acordo com o seutamanho, capacidade de sedimentação e mecanismo de libertação: corpos apoptóticos,microvesículas (MVs) e exossomas. Estas vesículas são meios de comunicação intercelular einduzem funções específicas de acordo com a sua composição e origem celular.Assim, é expectável que estas vesículas possam ter 3 aplicações diferentes a nívelterapêutico: como biomarcadores, uma vez que derivam da célula de origem e no seu interioro conteúdo encontra-se estável e pode circular longas distâncias; em vacinas uma vez queconseguem apresentar antigénios e induzir resposta das células T; como veículos por serpossível funcionarem como sistemas de entrega de fármacos e armazenarem genes, proteínaspatogénicas e até o próprio agente patogénico.Tendo em consideração que as infeções parasitárias continuam a ser uma preocupaçãomundial, descobrir novos tratamentos apresenta-se como um foco importante de estudo, emespecial nos parasitas intestinais, como Giardia lamblia, onde a resistência a fármacos atuais,particularmente ao metronidazol, é evidente.O mecanismo imunológico com papel de maior relevo na resposta a G. lamblia é osistema imune inato, composto por múltiplos fatores e células específicas. A respostaadaptativa é maioritariamente organizada por células T CD4+ (resposta Th1, Th2 e Th17),contudo as células T CD8+ parecem também participar na eliminação de G. lamblia.O flagelado G. lamblia liberta vesículas secretoras durante o enquistamento que contêmproteínas da parede quística essenciais para a formação do quisto. Quanto à interação parasitahospedeiro,foram detetadas microvesículas (MVs) durante o processo de adaptação doparasita ao ambiente intestinal e que potenciam a adesão ao epitélio intestinal do hospedeiro.Estas MVs são ainda capturadas pelas células dendríticas, participando na resposta imunológicado hospedeiro.O papel das EVs de G. lamblia na interação parasita-hospedeiro não estácompletamente estudado, no entanto é evidente que devem ser objeto de futuros estudos.Esta revisão contempla os pontos-chave atualmente relacionados com as EVs e, em particular,as EVs de G. lamblia.

Extracellular vesicles (EVs) are classified in three major groups according to their size,sedimentation ability and releasing pathways: apoptotic bodies, microvesicles (MVs) andexosomes. These vesicles are a mean of intercellular communication and induce specificfunctions, according to its composition and cell of origin.Thus, it is expected that these vesicles may be applicable to therapy in 3 different ways:as biomarkers, since they are released from the cell of origin and their content is stable andmay circulate long distances; in vaccines owing to the fact they can present antigens and inducea T cell response; as vehicles because they can function as drug delivery systems and carrygenes, pathogenic proteins and even the pathogen itself.As the parasitic infections continue to be a worldwide concern, finding a new treatmenthas become one of the focus nowadays, especially in what relates to intestinal parasites, likeGiardia lamblia, where the resistance to the current drugs, like metronidazole, is evident.The immunological mechanism that plays the main role in responding to G. lamblia isthe innate immune system, composed by multiple factors and specific cells. The adaptiveresponse is mainly orchestrated by CD4+ T cells (Th1, Th2 and Th17 response), howeverCD8+ T cells also seem to play a role in overcoming giardiasis.In the case of G. lamblia, it is known that this flagellate releases secretory vesicles,during the encystation process, carrying cyst wall proteins essential to create the cyst form.Concerning the parasite-host interaction, microvesicles (MVs) were detected during theprocess of adaptation of the parasite to the intestinal environment and enhance the adhesionto the host intestinal epithelium. These MVs are still captured by dendritic cells (DC), alsocontributing to the host immune response.The study of EVs in this interaction is not completely known, nevertheless it is evident,that the EVs of this parasite should be object of study. This review addresses key pointscurrently related to EVs and, in particular, EVs of G. lamblia.