Research Article

Exogenous tumor necrosis factor-alpha could induce egress of Toxoplasma gondii from human foreskin fibroblast cells

Le facteur alpha de nécrose tumorale exogène pourrait induire la sortie de Toxoplasma gondii des fibroblastes de prépuce humain

Department of Microbiology and Parasitology, Anhui Provincial Laboratory of Microbiology and Parasitology; Laboratory of Tropical and Parasitic Diseases Control; Anhui Medical University, Hefei, Anhui 230032, China

^* Corresponding author: jiyongshengkey@hotmail.com

Received: 1 June 2017
Accepted: 11 November 2017

Abstract

Toxoplasma gondii is an intra-cellular protozoan parasite that can infect almost all nucleated cells, eliciting host immune responses against infection. Host tissue damage is mainly caused by cellular lysis when T. gondii egresses from infected cells. However, the effects of cytokines released by host immune cells on egression of T. gondii remain elusive. This study aimed to investigate the role of tumor necrosis factor-alpha (TNF-α) on the egress of T. gondii from infected human foreskin fibroblast (HFF) cells and to elucidate the underlying mechanisms that regulate TNF-α-induced egress. Using flow cytometry to count tachyzoites of T. gondii released into cell culture medium, we found that egress of T. gondii from infected HFF cells could be induced by 10 ng/mL TNF-α in a time-dependent manner. Pre-treatment of infected HFF cells with BAPTA-AM to chelate intra-parasitic calcium could greatly inhibit TNF-α-induced egress. Similar results were obtained when using cytochalasin D to block parasite motility before the TNF-α-induced egress assay. In addition, blocking host apoptosis by Z-VAD-FMK could decrease TNF-α induced egress, while blocking necroptosis by necrostatin-1 has little impact on TNF-α-induced egress. The egressed tachyzoites displayed a normal growth rate and lost no virulence. Our results suggest that host cytokines could influence the cellular lytic processes of T. gondii, providing new insights into the relationship between host TNF-α and T. gondii pathogenesis.

Résumé

Toxoplasma gondii est un parasite protozoaire intracellulaire qui peut infecter presque toutes les cellules nucléées, provoquant des réponses immunitaires de l'hôte contre l'infection. Les lésions tissulaires de l'hôte sont principalement causées par la lyse cellulaire lorsque T. gondii sort des cellules infectées. Cependant, les effets des cytokines libérées par les cellules immunitaires de l'hôte sur la sortie de T. gondii étaient peu connus. Cette étude vise à étudier le rôle du facteur de nécrose tumorale alpha (TNF-α) sur la sortie de T. gondii de cellules infectées de fibroblastes de prépuce humain (FPH) et à élucider les mécanismes sous-jacents qui régulent la sortie induite par le TNF-α. En utilisant la cytométrie de flux pour compter les tachyzoïtes de T. gondii libérés dans le milieu de culture cellulaire, nous avons trouvé que la sortie de T. gondii des cellules FPH infectées pouvait être induite par 10 ng/ml de TNF-α, de manière dépendante du temps. Le prétraitement des cellules FPH infectées par BAPTA-AM pour chélater le calcium intra-parasitaire inhibe beaucoup la sortie induite par le TNF-α. Des résultats similaires ont été obtenus en utilisant la cytochalasine D pour bloquer la motilité du parasite avant le test de sortie induite par le TNF-α. De plus, le blocage de l'apoptose de l'hôte par Z-VAD-FMK diminue la sortie induite par le TNF-α, tandis que le blocage de la nécroptose par la nécrostatine-1 a peu d'impact sur la sortie induite par le TNF-α. Les tachyzoïtes évacués avaient un taux de croissance normal et n'ont perdu aucune virulence. Nos résultats suggèrent que les cytokines de l'hôte pourraient influencer le processus lytique cellulaire de T. gondii et fournissent de nouvelles informations sur la relation entre TNF-α de l'hôte et pathogenèse de T. gondii.