Characterization of a midgut mucin-like glycoconjugate of Lutzomyia longipalpis with a potential role in Leishmania attachment

BACKGROUND: Leishmania parasites are transmitted by phlebotomine sand flies and a crucial step in their life-cycle is the binding to the sand fly midgut. Laboratory studies on sand fly competence to Leishmania parasites suggest that the sand flies fall into two groups: several species are termed "specific/restricted" vectors that support the development of one Leishmania species only, while the others belong to so-called "permissive" vectors susceptible to a wide range of Leishmania species. In a previous study we revealed a correlation between specificity vs permissivity of the vector and glycosylation of its midgut proteins. Lutzomyia longipalpis and other four permissive species tested possessed O-linked glycoproteins whereas none were detected in three specific vectors examined. RESULTS: We used a combination of biochemical, molecular and parasitological approaches to characterize biochemical and biological properties of O-linked glycoprotein of Lu. longipalpis. Lectin blotting and mass spectrometry revealed that this molecule with an apparent molecular weight about 45-50 kDa corresponds to a putative 19 kDa protein with unknown function detected in a midgut cDNA library of Lu. longipalpis. We produced a recombinant glycoprotein rLuloG with molecular weight around 45 kDa. Anti-rLuloG antibodies localize the native glycoprotein on epithelial midgut surface of Lu. longipalpis. Although we could not prove involvement of LuloG in Leishmania attachment by blocking the native protein with anti-rLuloG during sand fly infections, we demonstrated strong binding of rLuloG to whole surface of Leishmania promastigotes. CONCLUSIONS: We characterized a novel O-glycoprotein from sand fly Lutzomyia longipalpis. It has mucin-like properties and is localized on the luminal side of the midgut epithelium. Recombinant form of the protein binds to Leishmania parasites in vitro. We propose a role of this molecule in Leishmania attachment to sand fly midgut

Permissive and specific vectors

Souhrn Porovnali jsme jednotlivé metody sloužící ke zjišťování síly infekce v střevě flebotoma: mikroskopický odhad síly infekce ve vypitvaném střevě, stanovení počtu promastigotů pomocí počítací komůrky a kvantitativní PCR (Q-PCR). Mikroskopický odhad je nejvhodnější pro určování síly infekce po defekaci samice, kdy je důležité určit lokalizaci. Hemocytometr je nejvhodnější pro určení přesného počtu promastigoů před defekací, kdy je odhad znemožněn velkým množstvím krve. Počítání v počítací komůrce je ale velice pracný postup a nedovoluje vyšetřit větší počet střev. Q-PCR se zdá být nejpřesnější metodou, která je méně pracná než hemocytometr. Tato metoda však není příliš vhodná pro rutinní pokusy vzhledem ke své ceně. Každá ze tří metod má tedy své výhody a nevýhody a jejich volba by se měla odvíjet od účelu pokusu a schopností experimentátora. Prokázali jsme, že podle vnímavosti flebotomů vůči různým druhům leishmanií můžeme tyto vektory rozdělit na specifické a permisivní. Specifičtí vektoři podporují vývoj ve svém trávicím traktu pouze jednoho druhu leishmanie, zatímco v permisivních se úspěšně vyvíjejí leishmanie více druhů. Nově kolonizovaný druh P. arabicus je stejně jako P. halepensis, P. argentipes, P. perniciosus a Lu. longipalpis permisivním druhem. Tyto druhy flebotomů mají kromě..

Permissive and specific vectors

Souhrn Porovnali jsme jednotlivé metody sloužící ke zjišťování síly infekce v střevě flebotoma: mikroskopický odhad síly infekce ve vypitvaném střevě, stanovení počtu promastigotů pomocí počítací komůrky a kvantitativní PCR (Q-PCR). Mikroskopický odhad je nejvhodnější pro určování síly infekce po defekaci samice, kdy je důležité určit lokalizaci. Hemocytometr je nejvhodnější pro určení přesného počtu promastigoů před defekací, kdy je odhad znemožněn velkým množstvím krve. Počítání v počítací komůrce je ale velice pracný postup a nedovoluje vyšetřit větší počet střev. Q-PCR se zdá být nejpřesnější metodou, která je méně pracná než hemocytometr. Tato metoda však není příliš vhodná pro rutinní pokusy vzhledem ke své ceně. Každá ze tří metod má tedy své výhody a nevýhody a jejich volba by se měla odvíjet od účelu pokusu a schopností experimentátora. Prokázali jsme, že podle vnímavosti flebotomů vůči různým druhům leishmanií můžeme tyto vektory rozdělit na specifické a permisivní. Specifičtí vektoři podporují vývoj ve svém trávicím traktu pouze jednoho druhu leishmanie, zatímco v permisivních se úspěšně vyvíjejí leishmanie více druhů. Nově kolonizovaný druh P. arabicus je stejně jako P. halepensis, P. argentipes, P. perniciosus a Lu. longipalpis permisivním druhem. Tyto druhy flebotomů mají kromě..

Permissive and specific vectors

Souhrn Porovnali jsme jednotlivé metody sloužící ke zjišťování síly infekce v střevě flebotoma: mikroskopický odhad síly infekce ve vypitvaném střevě, stanovení počtu promastigotů pomocí počítací komůrky a kvantitativní PCR (Q-PCR). Mikroskopický odhad je nejvhodnější pro určování síly infekce po defekaci samice, kdy je důležité určit lokalizaci. Hemocytometr je nejvhodnější pro určení přesného počtu promastigoů před defekací, kdy je odhad znemožněn velkým množstvím krve. Počítání v počítací komůrce je ale velice pracný postup a nedovoluje vyšetřit větší počet střev. Q-PCR se zdá být nejpřesnější metodou, která je méně pracná než hemocytometr. Tato metoda však není příliš vhodná pro rutinní pokusy vzhledem ke své ceně. Každá ze tří metod má tedy své výhody a nevýhody a jejich volba by se měla odvíjet od účelu pokusu a schopností experimentátora. Prokázali jsme, že podle vnímavosti flebotomů vůči různým druhům leishmanií můžeme tyto vektory rozdělit na specifické a permisivní. Specifičtí vektoři podporují vývoj ve svém trávicím traktu pouze jednoho druhu leishmanie, zatímco v permisivních se úspěšně vyvíjejí leishmanie více druhů. Nově kolonizovaný druh P. arabicus je stejně jako P. halepensis, P. argentipes, P. perniciosus a Lu. longipalpis permisivním druhem. Tyto druhy flebotomů mají kromě...Katedra parazitologieDepartment of ParasitologyFaculty of SciencePřírodovědecká fakult