Toxoplasmosis; pathogenesis and immunity

Toxoplasma gondii (T. gondii) is an obligate intracellular zoonotic protozoan that can be transmitted to humans through consumption of infected food, blood or organ transplantation, and vertical transmission to the fetus. While infections in healthy individuals are usually asymptomatic, they can be serious and life-threatening in immunocompromised patients, congenitally infected fetus and newborns. Infections in immunocompetent individuals are usually self-limiting, after the acute period, the parasite has the ability to persist in the bradyzoite form in the tissue cyst for years. In immunocompetent hosts, tissue cysts can persist for years and current treatments or the immune system cannot eliminate tissue cysts. Intact tissue cysts do not cause an immune response and an inflammatory response in the host. The immune response to Toxoplasma infection is complex. In immunocompetent hosts, infection is controlled by a strong innate and adaptive immune response that leads to elimination of the majority of parasites. Innate immunity is the first line of defence. Macrophages, neutrophils, dendritic cells (DC) and NK cells produce proinflammatory cytokines, particularly IL-12, to limit infection. IL-12-producing dendritic cells play an important role not only in stimulating the innate response but also in shaping adaptive immunity. IL-12 stimulates the proliferation of NK cells, CD4+ T and cytotoxic CD8+ T cells, leading to IFN-γ production. IFN-γ is the major cytokine involved in the protection of the infected host as it limits tachyzoite growth. IFN-γ mediates host protection through multiple mechanisms, including induction of the antimicrobial molecules nitric oxide and reactive oxygen species. Although CD4+ and CD8+ T lymphocytes play a synergistic role in the immune response to chronic toxoplasmosis, CD8+ T lymphocytes are critical in immunity against chronic T. gondii infection by producing IFN-γ and exhibiting perforin-dependent cytolytic activity against infected cells. Although the role of humoral immunity in host protection is often underestimated, immunoglobulins are important in high levels of cytotoxicity and parasite lysis by activating the complement system and triggering agglutination. Progress has been made in the development of effective vaccines against toxoplasmosis, but developing an ideal vaccine remains a significant challenge due to the complexity of the T. gondii genome, life cycle and strain diversity. In this review, we aimed to analyze the current research on the intracellular survival strategies of the parasite, the immune mechanisms triggered in the host, and the complex relationship between host and parasite during T. gondii infection.

Toksoplazmozis; patogenez ve immunite

Toxoplasma gondii (T. gondii), insanlara; enfekte yiyeceklerin tüketimi, kan veya organ nakli, anneden bebeğe vertikal geçiş ile bulaşabilen, zorunlu hücre içi yerleşen zoonotik bir protozoondur. Sağlıklı bireylerde enfeksiyonlar genellikle asemptomatik seyrederken, bağışıklık sistemi baskılanmış hastalar, konjenital olarak enfekte fetusler ve yenidoğanlarda ciddi ve hayatı tehdit edici olabilir. Bağışıklık sistemi yeterli bireylerde, genellikle kendi kendini sınırlayan enfeksiyonlar oluşturur, akut dönemden sonra, parazit bradizoit formda doku kisti içinde varlığını yıllarca sürdürme yeteneğine sahiptir. İmmünokompetan konaklarda, doku kistleri yıllarca varlığını sürdürebilir ve mevcut tedaviler ya da immün sistem, doku kistlerini ortadan kaldıramaz. Bozulmamış doku kistlerine karşı immun yanıt gelişmez ve konakçıda inflamatuvar yanıta neden olmaz. Toksoplazma enfeksiyonuna karşı immün yanıt karmaşıktır. Bağışıklık sistemi yeterli konakçılarda enfeksiyon, parazitlerin çoğunluğunun ortadan kaldırılmasına yol açan güçlü bir doğal ve adaptif bağışıklık yanıtının ortaya çıkmasıyla kontrol edilir. Doğal bağışıklık ilk savunma hattıdır. Makrofajlar, nötrofiller, dendritik hücreler ve NK hücreleri enfeksiyonu sınırlamak için başta IL-12 olmak üzere proinflamatuar sitokinler üretirler. IL-12 üreten DC’ler sadece doğal yanıtın uyarılmasında değil, adaptif bağışıklığın şekillenmesinde de önemli rol oynamaktadır. IL-12, NK hücrelerinin, CD4+ T ve sitotoksik CD8+ T lenfositlerinin proliferasyonunu uyararak IFN-γ üretimine yol açar. IFN-γ, takizoit büyümesini sınırlandırdığı için enfekte konağın korunmasında rol alan başlıca sitokindir. IFN-γ, birçok mekanizma yoluyla konakçı korumasına aracılık eder, antimikrobiyal moleküller olan nitrik oksit ve reaktif oksijen türlerinin indüksiyonunu da tetikler. Kronik toksoplazmozise karşı immün yanıtta CD4+ ve CD8+ T lenfositler sinerjik bir rol oynasa da CD8+ T lenfositler etkin IFN-γ üretimi ve enfekte hücrelere karşı perforin bağımlı sitolitik aktivite sergileyerek kronik T. gondii enfeksiyonuna karşı bağışıklıkta kritik öneme sahiptir. Toksoplazmoziste konağın korunmasında hümoral immünite de son derece önemlidir. İmmünoglobulinler kompleman sistemini aktive ederek ve aglütinasyonu tetikleyerek yüksek düzeyde sitotoksisite ve parazit lizisinde önemlidir. Toksoplazmozise karşı etkili aşıların geliştirilmesinde ilerlemeler kaydedilmiştir ancak ideal bir aşı geliştirmek, T. gondii genomunun karmaşıklığı, yaşam döngüsü ve suş çeşitliliği nedeniyle önemli bir zorluk olmaya devam etmektedir. Bu derlemede, T. gondii enfeksiyonu sırasında; parazitin hücre içi yaşam stratejilerinin, konakta tetiklediği immun mekanizmalar ve konak-parazit arasındaki karmaşık ilişkiyi aydınlatmaya yönelik yapılan güncel araştırmaların gözden geçirilmesi amaçlanmıştır.