The Non-synonymous rs763780 Single-Nucleotide Polymorphism in IL17F Gene Is Associated With Susceptibility to Tuberculosis and Advanced Disease Severity in Argentina

Th17 lymphocytes, that produce IL17A, IL17F, and IL22, play a crucial role during the immune response against Mycobacterium tuberculosis (Mtb) infection. Whereas, the contribution of IL17A in immunity to tuberculosis is usually accepted, the role of IL17F has been scarcely studied so far. The aim of this work was to evaluate the existence of a potential association of the non-synonymous variant rs763780 SNP of the IL17F gene with human tuberculosis. Accordingly, by comparing healthy donors (HD) and tuberculosis patients (TB) populations we demonstrated an association between the C allele of the SNP and the susceptibility to tuberculosis disease in Argentina. Furthermore, we found that peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) from individuals with a more effective immune response against Mtb secreted the highest levels of IL17F when stimulated with a lysate of Mtb (Mtb-Ag). Besides, we evidenced that Mtb-Ag-stimulated PBMCs from HD carrying the C variant of the SNP displayed the lowest IFNG secretion, proliferation index, and SLAM expression as compared to TT carriers. Moreover, Mtb-Ag-stimulated PBMCs from TB carrying the C allele produced the lowest levels of IFNG, the highest level of IL17A, and the minimum proliferation indexes as compared to TT TB, suggesting a relationship between the C allele and tuberculosis severity. In fact, TB carrying the C allele presented a more severe disease, with the highest bacilli burden in sputum. Together, our findings identify the IL17F rs763780 SNP as a biomarker of tuberculosis susceptibility and advanced disease severity in Argentina, suggesting that IL17F could be a critical cytokine in tuberculosis immunity.Fil: Rolandelli, Agustin. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Pellegrini, Joaquín Miguel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Hernández del Pino, Rodrigo Emanuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro de Investigaciones y Transferencia del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires. Universidad Nacional del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigaciones y Transferencia del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires; ArgentinaFil: Tateosian, Nancy Liliana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Amiano, Nicolás Oscar. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Morelli, María Paula. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Castello, Florencia Andrea. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Casco, Nicolás. Gobierno de la Ciudad de Buenos Aires. Hospital de Infecciosas "Dr. Francisco Javier Muñiz"; ArgentinaFil: Levi, Alberto. Gobierno de la Ciudad de Buenos Aires. Hospital de Infecciosas "Dr. Francisco Javier Muñiz"; ArgentinaFil: Palmero, Domingo Juan. Gobierno de la Ciudad de Buenos Aires. Hospital de Infecciosas "Dr. Francisco Javier Muñiz"; ArgentinaFil: García, Verónica Edith. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentin

Identificación de marcadores genéticos asociados con la resistencia a la tuberculosis y la severidad de la enfermedad en Argentina

La tuberculosis (TB), enfermedad causada por el patógeno Micobacterium tuberculosis (Mtb), continúa siendo un importante problema para la salud pública a pesar de la existencia de programas nacionales e internacionales de control de la enfermedad. Ha sido demostrado que los factores genéticos contribuyen al desarrollo de la TB, con una heredabilidad (proporción de la variación fenotípica en una población atribuible a componentes genéticos) estimada que oscila entre el 36% y el 70%. Identificarel rol de los factores genéticos en la resistencia/susceptibilidad a la tuberculosis podría contribuir al desarrollo de medidas preventivas y terapias genotípicasespecíficas, optimizando la respuesta inmune frente a Mtb. El enfoque más ampliamente empleado para investigar la susceptibilidad genética a la TB es mediante estudios de asociación de genes candidatos. Los polimorfismos de nucleótido simple (SNPs) son la “marca genética de susceptibilidad” elegida en estudios de caso-control. Teniendo en cuenta la importancia de las citoquinas IL-17A, IL-17F e IFN- en la respuesta inmune frente a Mtb, en el presente trabajo de tesis se estudió la asociación de los SNPs rs2275913 (GA) del gen de la IL-17A, rs763780 (TC) del gen de la IL-17F y rs1861494 (GA) del gen del IFN- con la susceptibilidad de la TB y con la severidad de la enfermedad. La genotipificación de las poblaciones de pacientes con TB y de individuos sanos (DS) se realizó mediante la técnica de PCR alelo específica (ARMS-PCR). Se evaluó además el impacto que dichos polimorfismos podrían tener en la respuesta inmune del hospedador. Para esto, células mononucleares de sangre periférica (CMSP) de individuos portadores de las distintas variantes de los SNP fueron estimuladas con un lisado de Mtb, y diferentes parámetros inmunológicos fueron medidos. También se estudió la asociación de los SNPs con parámetros clínicos de severidad de la TB. Se demostró que el alelo A y el genotipo GA y AA del SNP rs2275913 del gen de la IL-17A se encuentran sub-presentados en la población de pacientes con TB, indicando que este SNP podría ser considerado como un marcador de resistencia a la TB. Más aún, estimulando CMSP de DS con un lisado de Mtb, se detectaron la mayor producción de IL-17A e IFN- en sobrenadantes de cultivo, los porcentajes más altos de células T CD4+ productoras de estas citoquinas, la mayor expresión de SLAM y el índice de proliferación más alto en los individuos portadores del genotipo AA, en comparación con los individuos portadores del genotipo GG. Estos resultados indican que losDS portadores del genotipo AA montarían una respuesta inmune más efectiva frente a un primer contacto con la bacteria. Dentro de la población de pacientes con TB, se identificó que el alelo A y el genotipo AA estaban sobre-representados en la sub-población de pacientes bajos respondedores (BR), individuos con una respuesta inmune pobre contra Mtb. A su vez, se observó que las CMSP estimuladas de estos pacientes presentaban los mayores niveles de IL-17A y los menores de IFN- secretados en sobrenadantes de cultivos, el mayor porcentaje de células T CD4+ productoras de IL-17A, la menor expresión de SLAM en sus linfocitos T CD3+ y el menor índice de proliferación en comparación con los pacientes portadores del genotipo GG, parámetros inmunológicos asociados con mayor severidad de la TB. De hecho, se encontró una asociación entre los pacientes portadores del genotipo AA yparámetros clínicos de mayor severidad de la TB (mayor número de bacilos en esputo y las lesiones radiológicas de pulmón más severas). Así, sepropone al genotipo AA del SNP rs2275913 del gen de la IL-17A como un marcador de resistencia a la TB y de mayor severidad de la enfermedad en Argentina. A continuación, se estudó la relación entreel SNP rs763780 del gen de la IL-17F y la TB.Se encontró al alelo C y a los individuos portadores de este alelo (TC/CC) sobre-representados en la población de pacientes con TB, sugiriendo que este SNP podría ser considerado como un marcador de susceptibilidad a la TB. En concordancia con estos resultados, se observó que las CMSP estimuladas de DS portadores del alelo C presentaban el menor porcentaje de linfocitos T CD4+ productores de IFN-, la menor expresión de SLAM por parte de linfocitos T CD3+ y el menor índice de proliferación en respuesta al lisado de Mtb, indicado que estos individuos montarían una respuesta inmune más pobre frente a un primer contacto con la bacteria. Interesantemente, se observó una mayor secreción de IL-17F por parte de CMSP estimuladas de DS en comparación con pacientes con TB, sin encontrarse diferencias entre los individuos portadores de las distintas variantes del SNP. Más aún, se detectaron los menores niveles de IL-17F en pacientes BR, sugiriendo que esta citoquina cumpliría un rol en la respuesta inmune generada contra Mtb. Además, dentro de la población de pacientes con TB, se identificó que el alelo C y los individuos portadores de este alelo estaban sobre-representados en la sub-población de pacientes BR. También, se detectaron los menores niveles de IFN- y los mayores de IL-17A en sobrenadantes de cultivo, el mayor porcentaje de linfocitos T CD4+ productores de IL-17A y el menor índice de proliferación en las CMSP estimuladas de pacientes portadores del alelo C en comparación con los pacientes TT, parámetros inmunológicos asociados con mayor severidad de la TB. Asimismo, se evidenció que la mayoría de los pacientes portadores del alelo C presentaban un mayor número de bacilos en esputo al contrastarlos con los pacientes TT. Por esto, se propone alalelo C del SNP rs763780 del gen de la IL-17Fcomo un marcador de susceptibilidad y de mayor severidad de la TB en Argentina. Por último, el estudio caso-control paraanalizar la asociación entre el SNP rs1861494 del gen delIFN- y la TB reveló que el alelo A y el genotipo AA se encuentra sub-representado en la población de pacientes con TB, sugiriendo que este SNP podría ser considerado como un marcador de resistencia a la TB. De hecho, se encontró que las CMSP estimuladas con un lisado de Mtb de RESÚMEN 5 DS portadores del genotipo AA secretaban los mayores niveles de IFN- y tenían los porcentajes más altos de linfocitos T CD4+ productores de esta citoquina, en comparación con los individuos GG, citoquina crucial en la respuesta inmune del hospedador contra la bacteria. Sin embargo, dentro de la población de pacientes con TB no se observaron diferencias en ninguno de los parámetros inmunológicos medidos entre pacientes portadores de las distintas variantes del SNP. Tampoco se evidenció asociación entre el SNP y parámetros clínicos de severidad de la enfermedad. Así, sepropone alalelo A y al genotipo AA del SNP rs1861494 del gen del IFN-como marcadores de resistencia a la TB, sin relación con la severidad de la enfermedad en Argentina. En conclusión, la identificación del genotipo AA del SNP rs2275913 del gen de la IL-17A y del genotipo AA del SNP rs1861494 del gen del IFN- como marcadores de resistencia a la TB; del alelo C del SNP rs763780 del gen de la IL-17F como un marcador de susceptibilidad a la TB; y el rol demostrado de estas citoquinas en la inmunología de la enfermedad podrían contribuir al diseño de vacunas más efectivas y a identificar sub-poblaciones de riesgo a contraer la enfermedad en Argentina. Además, la asociación del genotipo AA del SNP rs2275913 y del alelo C del SNP rs763780 con una mayor severidad de la TB en los pacientes de Argentina podría utilizarse en la implementación de nuevas estrategias de tratamiento paciente-específica.Tuberculosis (TB), a disease caused by the pathogen Mycobacterium tuberculosis (Mtb), continues to be a major public health problem despite the existence of national and international disease control programs. It has been demonstrated that genetic factors contribute to the development of TB, with an estimated heritability (the proportion of variation in a phenotypic trait in a population that is due to genetic variation between individuals) ranging from 36% to 70%. Identifying the role of genetic factors in resistance/susceptibility to tuberculosis mightcontribute to the development of preventive strategies and genotypic-specific therapies that improve the immune response against Mtb. The most widely approach used to investigate the genetic susceptibility to TB is by candidate gene association studies. Single nucleotide polymorphisms (SNPs) are the "genetic susceptibility mark" chosen in case-control studies. Taking into account the importance of the IL- 17A, IL-17F and IFN- cytokines in the immune response against Mtb, in the present investigation we studied the association of theIL-17A rs2275913 (GA)SNPs, the IL-17F rs763780 (TC) SNP and the IFN- rs1861494 (GA) SNP with the susceptibility to TB and the severity of the disease. Genotyping of TB patients and healthy individuals (HD) populations was performed using the Amplification-refractory mutation system PCR (ARMS-PCR) technique. In addition, the impact of these polymorphisms on the host immune response was evaluated. To do this, peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) from individuals bearing the different SNP variants were stimulated ABSTRACT 6 with a Mtb lysate and different immunological parameters were studies. Besides, the association of the SNPs with clinical parameters related TB severitywas also analyzed. The A allele and the GA and AA genotype of the IL-17A rs2275913 SNP were shown to be at lower proportion in the TB patient population, indicating that this SNP could be considered as a marker of TB resistance. Furthermore, as compared to HD carrying the GG genotype, AA individuals displayed the highest production of IL-17A and IFN- in culture supernatants, the highest percentages of CD4+ T cells producing these cytokines, the highest SLAM expression and the highest proliferation indexby Mtb-stimulated PBMCs. These findings indicate thatAA HD would mount a more effective immune response againstMtb at a first contact. Within the TB patient population, the A allele and the AA genotype were identified in a higher proportion in the sub- population of low responder (LR) patients, individuals with a poor immune response against Mtb. In fact, Mtb-stimulated PBMCs of these patients displayed the highest levels of IL-17A and the lowest of IFN- in culture supernatants, the highest percentage of IL-17A-producing CD4+ T cells, the lowest expression of SLAM in their CD3+ T lymphocytes and the lower proliferation index, immunological parameters associated with greater severity of TB, compared to patients carrying the GG genotype.Moreover, an association between patients with AA genotype and clinical parameters of higher TB severity(greater number of sputum bacilli and more severe radiological lesions) was detected. Thus, the IL-17A rs2275913 AA genotype is proposed as a marker of TB resistance, but also related tohigher disease severity in Argentina. Then,the association between the IL-17F rs763780 SNP and TB was studied. The C allele and individuals carrying this allele (TC/CC) were found in a higher proportion in the TB patient population, suggesting that this SNP could be considered as a marker of TB susceptibility. In agreement with these results, it was observed that Mtb-stimulated PBMCs carrying the C allele ABSTRACT 7 displayed the lowest percentage of CD4+ T cells producing IFN-, the lowest SLAM expression in CD3+ T lymphocytes and the lowest proliferation index in response to Mtb lysate, indicating that HD carrying the C allele would mount a poorer immune response against a first contact with the bacterium. Interestingly, Mtb-stimulated PBMCs from HDshowed increased secretion of IL-17F in comparison with TB patients, with no differences detected among individuals carrying the different SNP variants. Moreover, lower levels of IL-17F were detected in LR patients, suggesting that this cytokine would play a role in the immune response generated against Mtb. In addition, within the TB patient population, the C allele and individuals carrying this allele were found in a higher proportionat the sub-population of LR patients. Furthermore, lower levels of IFN- and higher levels of IL-17A were detected in culture supernatants ofMtb-stimulated PBMCsfromTB patients carrying the C allele, with the highest percentage of IL-17A producing CD4+T cells and the lowest proliferation index. Besides, it was evidenced that the majority of the TB patients carrying the C allele had a greater number of sputum bacilli as compared to TT patients. Therefore, the C allele of the IL-17F rs763780 SNP is proposed as a marker of TB susceptibility and related to higher disease severity in Argentina. Finally, the case-control study analyzing the association between the IFN-rs1861494 SNP and TB revealed that the A allele and AA genotype wasin a lower proportion in the TB patients population, suggesting that this SNP could be considered as a marker of TB resistance. In fact, Mtb-stimulated PBMCs fromHD carrying the AA genotype displayed the highest levels of IFN- and the highest percentages of CD4+ T cells producing this cytokine, whichis crucial in the host's immune response against the bacterium. However, within the TB population, no differences were observed in any of the immunological parameters measured among patients carrying different SNPs variants. Besides, there was no association between the SNP and clinical parameters of the ABSTRACT 8 disease severity. Thus, the A allele and the AA genotype of the IFN- rs1861494 SNP are proposed as TB resistance markers, with no association with the severity of the disease in Argentina. In conclusion, the identification of the AA genotype of the IL-17A rs2275913 SNP and the AA genotype of the IFN-rs1861494 SNP as TB resistance markers; the C allele of the IL-17F rs763780 SNP as a marker of TB susceptibility; and the demonstrated role of these cytokines in the immunology of the disease could contribute to the design of more effective vaccines and to identify sub-populations at risk of developing the disease in Argentina. In addition, the association of the AA genotype of the IL-17A rs2275913 SNP and the C allele of the IL-17F rs763780 SNP with a higher TB severity in Argentine patients could be useful in the implementation of new patient- specific treatment strategiesFil: Rolandelli, Agustin. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentin

Modulation of IMD, Toll, and Jak/STAT Immune Pathways Genes in the Fat Body of Rhodnius prolixus During Trypanosoma rangeli Infection

Trypanosoma rangeli is the second most common American trypanosome that infects man. It is vectored by triatomines fromthe genusRhodnius, in which it invadesthe hemolymph and infects the salivary glands, avoiding the bug immune responses. In insects, these responses are initiated by well conserved pathways, mainly the IMD, Toll, and Jak/STAT. We hypothesize that long-term infection with T. rangeli in the gut or hemolymph of Rhodnius prolixus triggers different systemic immune responses, which influence the number of parasites that survive inside the vector. Thus, we investigated groups of insects with infections in the gut and/or hemolymph, and evaluated the parasite load and the expression in the fat body of transcription factors (Rp-Relish, Rp-Dorsal, and Rp-STAT) and inhibitors (Rp-Cactus and Rp-Caspar) of the IMD, Toll, and Jak/STAT pathways. We detected lower parasite counts in the gut of insects without hemolymph infection, compared to hemolymph-infected groups. Besides, we measured higher parasite numbers in the gut of bugs that were first inoculated with T. rangeli and then fed on infected mice, compared with control insects, indicating that hemolymph infection increases parasite numbers in the gut. Interestingly, we observed that genes from the three immune pathways where differentially modulated, depending on the region parasites were present, as we found (1) Rp-Relish downregulated in gut-and/or-hemolymph-infected insects, compared with controls; (2) RpCactus upregulated in gut-infected insect, compared with controls and gut-andhemolymph-infected groups; and (3) Rp-STAT downregulated in all groups of hemolymph-infected insects. Finally, we uncovered negative correlations between parasite loads in the gut and Rp-Relish and Rp-Cactus expression, and between parasite counts in the hemolymph and Rp-Relish levels, suggesting an association between parasite numbers and the IMD and Toll pathways. Overall, our findings reveal new players in R. prolixus–T. rangeli interactions that could be key for the capacity of the bug to transmit the pathogen.Fil: Rolandelli, Agustin. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro de Investigaciones y Transferencia del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires. Universidad Nacional del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigaciones y Transferencia del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires; ArgentinaFil: Nascimento, Adeisa E. C.. Fundación Oswaldo Cruz; BrasilFil: Silva, Leticia S.. Fundación Oswaldo Cruz; BrasilFil: Rivera Pomar, Rolando. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro de Investigaciones y Transferencia del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires. Universidad Nacional del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigaciones y Transferencia del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires; ArgentinaFil: Guarneri, Alessandra A.. Fundación Oswaldo Cruz; Brasi

IL17A augments autophagy in Mycobacterium tuberculosis-infected monocytes from patients with active tuberculosis in association with the severity of the disease

During mycobacterial infection, macroautophagy/autophagy, a process modulated by cytokines, is essential for mounting successful host responses. Autophagy collaborates with human immune responses against Mycobacterium tuberculosis (Mt) in association with specific IFNG secreted against the pathogen. However, IFNG alone is not sufficient to the complete bacterial eradication, and other cytokines might be required. Actually, induction of Th1 and Th17 immune responses are required for protection against Mt. Accordingly, we showed that IL17A and IFNG expression in lymphocytes from tuberculosis patients correlates with disease severity. Here we investigate the role of IFNG and IL17A during autophagy in monocytes infected with Mt H37Rv or the mutant MtΔRD1. Patients with active disease were classified as high responder (HR) or low responder (LR) according to their T cell responses against Mt. IL17A augmented autophagy in infected monocytes from HR patients through a mechanism that activated MAPK1/ERK2-MAPK3/ERK1 but, during infection of monocytes from LR patients, IL17A had no effect on the autophagic response. In contrast, addition of IFNG to infected monocytes, increased autophagy by activating MAPK14/p38 α both in HR and LR patients. Interestingly, proteins codified in the RD1 region did not interfere with IFNG and IL17A autophagy induction. Therefore, in severe tuberculosis patients' monocytes, IL17A was unable to augment autophagy because of a defect in the MAPK1/3 signaling pathway. In contrast, both IFNG and IL17A increased autophagy levels in patients with strong immunity to Mt, promoting mycobacterial killing. Our findings might contribute to recognize new targets for the development of novel therapeutic tools to fight the pathogen.Fil: Tateosian, Nancy Liliana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Pellegrini, Joaquín Miguel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Amiano, Nicolás Oscar. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Rolandelli, Agustin. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Casco, Nicolás. Gobierno de la Ciudad de Buenos Aires. Hospital de Infecciosas "Dr. Francisco Javier Muñiz"; ArgentinaFil: Palmero, Domingo Juan. Gobierno de la Ciudad de Buenos Aires. Hospital de Infecciosas "Dr. Francisco Javier Muñiz"; ArgentinaFil: Colombo, Maria Isabel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto de Histología y Embriología de Mendoza Dr. Mario H. Burgos. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Médicas. Instituto de Histología y Embriología de Mendoza Dr. Mario H. Burgos; ArgentinaFil: García, Verónica Edith. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentin

Genetic manipulation of an Ixodes scapularis cell line

ABSTRACTAlthough genetic manipulation is one of the hallmarks of model organisms, its applicability to non-model species has remained difficult due to our limited understanding of their fundamental biology. For instance, manipulation of a cell line originated from the black-legged tick Ixodes scapularis, an arthropod that serves as a vector for several human pathogens, has yet to be established. Here, we demonstrate the successful genetic modification of the commonly used tick ISE6 line through ectopic expression and clustered regularly interspaced palindromic repeats [(CRISPR)/CRISPR-associated protein 9 (Cas9)] genome editing. We performed ectopic expression using nucleofection and attained CRISPR-Cas9 editing via homology-dependent recombination. Targeting the E3 ubiquitin ligase x-linked inhibitor of apoptosis (xiap) and its substrate p47 led to an alteration in molecular signaling within the immune deficiency network and increased infection of the rickettsial agent Anaplasma phagocytophilum in I. scapularis ISE6 cells. Collectively, our findings complement techniques for the genetic engineering of I. scapularis ticks, which currently limit efficient and scalable molecular genetic screens in vivo.IMPORTANCEGenetic engineering in arachnids has lagged compared to insects, largely because of substantial differences in their biology. This study unveils the implementation of ectopic expression and CRISPR-Cas9 gene editing in a tick cell line. We introduced fluorescently tagged proteins in ISE6 cells and edited its genome via homology-dependent recombination. We ablated the expression of xiap and p47, two signaling molecules present in the immune deficiency (IMD) pathway of Ixodes scapularis. Impairment of the tick IMD pathway, an analogous network of the tumor necrosis factor receptor in mammals, led to enhanced infection of the rickettsial agent Anaplasma phagocytophilum. Altogether, our findings provide a critical technical resource to the scientific community to enable a deeper understanding of biological circuits in the black-legged tick I. scapularis

The IL-17A rs2275913 single nucleotide polymorphism is associated with protection to tuberculosis but related to higher disease severity in Argentina

Mycobacterium tuberculosis (Mtb) causes nearly 10 millions of new tuberculosis disease cases annually. However, most individuals exposed to Mtb do not develop tuberculosis, suggesting the influence of a human genetic component. Here, we investigated the association of the rs2275913 SNP (G → A) from IL-17A and tuberculosis in Argentina by a case-control study. Furthermore, we evaluated in vitro the functional relevance of this SNP during the immune response of the host against Mtb and analyzed its impact on clinical parameters of the disease. We found an association between the AA genotype and tuberculosis resistance. Additionally, within the healthy donors population, AA cells stimulated with a Mtb lysate (Mtb-Ag) produced the highest amounts of IL-17A and IFN-γ, which further support the genetic evidence found. In contrast, within the tuberculosis patients population, AA Mtb-Ag stimulated cells showed the lowest immunological parameters and we evidenced an association between the AA genotype and clinical parameters of disease severity, such as severe radiological lesions and higher bacilli burden in sputum. Overall, our findings demonstrated that the AA genotype from the IL-17A rs2275913 SNP is positively associated with protection to active tuberculosis but related to higher disease severity in the Argentinean population.Fil: Rolandelli, Agustin. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Hernández del Pino, Rodrigo Emanuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Pellegrini, Joaquín Miguel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Tateosian, Nancy Liliana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Amiano, Nicolás Oscar. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: de la Barrera, Silvia Susana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Medicina Experimental. Academia Nacional de Medicina de Buenos Aires. Instituto de Medicina Experimental; ArgentinaFil: Casco, N.. Gobierno de la Ciudad de Buenos Aires. Hospital de Infecciosas "Dr. Francisco Javier Muñiz"; ArgentinaFil: Gutiérrez, M.. Hospital General de Agudos "Dr. E. Tornu"; ArgentinaFil: Palmero, D. J.. Gobierno de la Ciudad de Buenos Aires. Hospital de Infecciosas "Dr. Francisco Javier Muñiz"; ArgentinaFil: García, Verónica Edith. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentin

Tick hemocytes have a pleiotropic role in microbial infection and arthropod fitness

Abstract Uncovering the complexity of systems in non-model organisms is critical for understanding arthropod immunology. Prior efforts have mostly focused on Dipteran insects, which only account for a subset of existing arthropod species in nature. Here we use and develop advanced techniques to describe immune cells (hemocytes) from the clinically relevant tick Ixodes scapularis at a single-cell resolution. We observe molecular alterations in hemocytes upon feeding and infection with either the Lyme disease spirochete Borrelia burgdorferi or the rickettsial agent Anaplasma phagocytophilum. We reveal hemocyte clusters exhibiting defined signatures related to immunity, metabolism, and proliferation. Depletion of phagocytic hemocytes affects hemocytin and astakine levels, two I. scapularis hemocyte markers, impacting blood-feeding, molting behavior, and bacterial acquisition. Mechanistically, astakine alters hemocyte proliferation, whereas hemocytin affects the c-Jun N-terminal kinase (JNK) signaling pathway in I. scapularis. Altogether, we discover a role for tick hemocytes in immunophysiology and provide a valuable resource for comparative biology in arthropods