Acidification of the parasitophorous vacuole containing Toxoplasma gondii in the presence of hydroxyurea

Abstract

Toxoplasma gondii multiplies within parasitophorous vacuole that is not recognized by the primary no oxidative defense of host cells, mainly represented by the fusion with acidic organelles. Recent studies have already shown that hydroxyurea arrested the intracellular parasites leading to its destruction. In the present work we investigated the cellular mechanism involved in the destruction of intracellular Toxoplasma gondii. Fluorescent vital stains were used in order to observe possible acidification of parasitophorous vacuole-containing Toxoplasma gondii in presence of hydroxyurea. Vero cells infected with tachyzoites were treated with hydroxyurea for 12, 24 or 48 hours. Fluorescence, indicative of acidification, was observed in the parasitophorous vacuole when the cultures were incubated in presence of acridine orange. LysoTracker red was used in order to determine whether lysosomes were involved in the acidification process. An intense fluorescence was observed after 12 and 24 hours of incubation with hydroxyurea, achieving it is highly intensity after 48 hours of treatment. Ultrastructural cytochemistry for localization of the acid phosphatase lysosomal enzyme was realized. Treated infected cultures showed reaction product in vesicles fusing with vacuole or associated with intravacuolar parasites. These results suggest that fusion with lysosomes and acidification of parasitophorous vacuole leads to parasites destruction in the presence pf hydroxyurea.

Translated abstract

Toxoplasma gondii se multiplica dentro do vacúolo parasitóforo que não é reconhecido pela defesa primária não oxidativa de células hospedeiras: a fusão com organelas ácidas. Estudos anteriores mostraram que hidroxiuréia interrompeu a multiplicação dos parasitos intracelulares causando sua eliminação. No presente trabalho nós investigamos o mecanismo celular envolvido na destruição do Toxoplasma gondii intracelular. Marcadores vitais fluorescentes foram usados para observar a possível acidificação do vacúolo parasitóforo contendo Toxoplasma gondii na presença de hidroxiuréia. Células Vero infectadas com taquizoítos foram tratadas com hidroxiuréia por 12, 24 ou 48 horas. Fluorescência indicativa de acidificação foi observada no vacúolo parasitóforo quando as culturas foram incubadas na presença de laranja de acridina. Lyso Tracker red foi usado para determinar se os lisossomos estavam envolvidos no processo de acidificação. Uma fluorescência intensa foi observada depoisde 12 e 24 horas de incubação com hidroxiuréia, alcançando uma intensidade maior após 48 horas de tratamento. Citoquímica ultraestrutural para localização da enzima fosfatase ácida lisossomal foi realizada. As culturas infectadas e tratadas apresentaram produto de reação em vesículas se fundindo com o vacúolo ou associado com parasitas intravacuolares. Estes resultados sugerem que a fusão com lisossomos e acidificação do vacúoloparasitóforo causa a destruição dos parasitos na presença de hidroxiuréia.