Iron and copper transporters in amphizoic amoebae "Naegleria fowleri" and "Acanthamoeba castellanii"

Abstract

Amphizoic amoebae Naegleria fowleri and Acanthamoeba castellanii are distributed worldwide in diverse natural and anthropogenic environments. N. fowleri can infect healthy individuals, causing a rare but deadly brain disease called primary amoebic meningoencephalitis with a mortality rate of over 95%. Infection develops if amebae from contaminated water get into the nose. A. castellanii can infect the central nervous system of immunocompromised patients, causing granulomatous amoebic encephalitis with a survival rate of 2-3%, and the eyes of healthy people, leading to a severe sight-threatening infection called Acanthamoeba keratitis. N. fowleri and A. castellanii are aerobic organisms and require iron and copper cofactors. Both metals are crucial for almost all known organisms and toxic in excess, so the pathogens tightly control the homeostasis of iron and copper, which is critical for their virulence. However, the information about metal homeostasis in amphizoic amoeba is scarce. This work aimed to characterize some of the mechanisms employed by N. fowleri and A. castellanii for iron and copper acquisition and detoxification. Despite the similar morphology and lifestyle of studied amoebae, their mechanisms of iron homeostasis under iron-limiting conditions are entirely different. Both amoebae...

Amfizoické améby Naegleria fowleri a Acanthamoeba castellanii jsou rozšířeny po celém světě a vyskytují se v různých přírodních i antropogenních prostředích. N. fowleri může u zdravých jedinců způsobit vzácné, ale smrtelné onemocnění mozku zvané primární amébová meningoencefalitida, jejíž úmrtnost přesahuje 95 %. Infekce vzniká, pokud se améby z kontaminované vody dostanou do nosu. A. castellanii může infikovat centrální nervový systém pacientů se sníženou imunitou a způsobit u nich granulomatózní amébovou encefalitidu s mírou přežití 2-3 %, dale může infikovat oči zdravých lidí, což vede k závažné infekci ohrožující zrak zvané akantamébová keratitida. N. fowleri a A. castellanii jsou aerobní organismy a vyžadují kofaktory železo a měď. Oba kovy jsou klíčové pro téměř všechny známé organismy a v nadbytku jsou toxické, takže patogeny přísně kontrolují homeostázu železa a mědi, což je rozhodující pro jejich virulenci. Dostupných informací o homeostáze kovů u amfizoických améb je však málo. Cílem této práce bylo charakterizovat některé mechanismy, které N. fowleri a A. castellanii využívají k získávání a detoxikaci železa a mědi. Navzdory podobné morfologii a způsobu života studovaných améb jsou jejich mechanismy homeostázy železa v podmínkách s limitujícím obsahem železa zcela odlišné. Obě améby...