International Laboratory for Research on Animal Diseases

CGSpace (CGIAR)

extent and types of cytotoxic T­cells deployed against T. parva. This information willlead to a better understanding of immune responses against the parasite.Reaping the harvest of molecular biologyThe polymerase chain reaction is certain to continue to play a major role in ILRAD'sbiological research—molecular and otherwise. It is startling that a technique still in itsinfancy has become essential to so many of the institute's research projects. Asscientists learn more subtle and powerful ways to use the technique, its contributions tobiomedical and veterinary science will also proliferate, perhaps starting an accelerationin research progress not unlike the exponential power of the chain reaction itself.Studies of a trypanosome enzyme that may proveuseful as an antigen (Ph.D.Thesis)The parasite Trypanosoma congolense causes the disease trypanosomiasis. Infectionbegins when trypanosomes are injected into the blood of a mammal by a tsetse fly as itfeeds on the animal. In the animal host and the tsetse fly vector, the parasites passthrough several developmental stages in their life cycle.As part of ILRAD's research into improved methods of controlling trypanosomiasis,scientists are investigating parasite components that might be attacked without harmingcells of the host animal. In this area, biochemical studies were conducted on the activityof proteolytic enzymes of the parasite. These enzymes break down protein moleculesinto smaller fragments. The studies were designed to determine where these enzymesare located within the parasites and whether proteolytic enzymes occur only inparticular stages of the parasite's life cycle, in which case they are known as'developmentally regulated', or whether they occur in all stages.An experiment was conducted to examine the activity of proteolytic enzymes indifferent developmental forms of T. congolense. The results indicated that inbloodstream and metacyclic forms of the parasite, enzyme activity occurs inside thelysosome, a cell structure rich in enzymes that functions in intracellular digestion; inepimastigote insect forms, however, enzyme activity occurs outside the lysosome, inthe cytosol of the cell (the soluble portion of the cytoplasm).A cysteine protease (so­called because the enzyme contains the amino acid cysteine inits active site) was purified from the lysosome­like organelles of bloodstream forms ofT. congolense and from suspensions of ruptured parasites. Rabbit antibody to thecysteine protease was prepared and used to determine where the protease is locatedin the parasite. The polyclonal antibody raised against the purified enzyme was labelledwith markers. Viewed in the electron microscope, the markers appeared in parasitestructures resembling lysosomes. It was also found in the flagellar pocket, throughwhich the parasite engulfs nutrients, and in other structures that are part of theparasite's endocytotic (nutrient uptake) network.The presence of the cysteine protease within the flagellar pocket suggests that directcontact is possible between the enzyme and host animal and, furthermore, may resultin pathologic degradation of important host proteins. Interestingly, collaborative studieswith Dr. Edith Authie (ILRAD) suggest that trypanotolerant N'Dama cattle makeantibodies against this enzyme during the course of infection, whereas cattle that aresusceptible to the disease do not.Fragments of .the trypanosome gene that codes for the cysteine protease wereisolated, cloned and partially sequenced. The full gene was found to be at least 1.6kilobases long. Messenger RNA was isolated from all four life cycle stages of theparasite. The cloned cysteine protease gene hybridized to a 2.1­kilobase messengerRNA from metacyclic and bloodstream forms but not from procyclic and epimastigoteforms. Furthermore, the hybridization signal was 4 to 5 times stronger in the metacyclicforms than in the bloodstream forms. This suggests that more of this genetic messageis expressed in metacyclic forms and that transcription of the message is turned on inmetacyclic forms, turned down in bloodstream forms and turned off in other life cyclestages. These results indicate that proteolytic enzymes of T. congolense aredevelopmentally regulated and that the enzymes play an important role in the viabilityof the parasites in their mammalian hosts.Zeres Mbawa Nkhungulu,Zambian ILRAD Research Fellow.Ph.D. thesis abstract submitted in1992 to the Department of Biomedical Sciences,Samora Machel School of Veterinary Medicine,University of Zambia,Lusaka, Zambia.Ph.D. Supervisor: J. Lonsdale­Eccles._______________________The main article in this issue is based on reports of recent ILRAD research by StephenKemp (bovine genome mapping), Richard Bishop (East Coast fever epidemiology),Albert Bensaid (T­cell receptors) and Alan Teale (diagnosis of trypanosomiasis). Thelatter report was adapted from a paper published in a proceedings entitledBiotechnology in Livestock in Developing Countries, ed. by A.G. Hunter, Edinburgh:Centre for Tropical Veterinary Medicine, 1991, pp. 272–285.The Editor thanks Clare Kemp, Declan McKeever, Rob Skilton and Clive Wells forimproving drafts of this issue.ILRAD Reports is published quarterly by the International Laboratory for Research on AnimalDiseases (ILRAD, in Nairobi, Kenya. The newsletter is written, designed and electronicallylaid out to camera­ready stage in­house using a personal computer and laser printer. Thenewsletter is printed in Nairobi by Majestic Printing Works. It has a circulation of 3,500English and 500 French readers and is available free upon request. Material in the Reportsmay be reproduced without prior permission, but we ask that credit be given and that twocopies of the reprint be sent to ILRAD's Scientific Writer/Editor, Susan MacMillan: telephone:+ 254 (2) 632­31 1, telefax: + 254 (2) 631­499, electronic mail: 157:CGI017.ILRAD was founded in 1973 to conduct research into better ways of controlling livestockdiseases. The current primary goal of the Laboratory is to develop safe, effective andeconomical methods to control two parasitic diseases that severely constrain animalproduction in Africa: trypanosomiasis, transmitted to animals by the bite of a tsetse fly, andEast Coast fever, a virulent form of theileriosis, transmitted to cattle by ticks. An internationalstaff of about 50 scientists conducts basic research, much of it aimed at the development ofvaccines, in the fields of biochemistry, cell biology, electron microscopy, epidemiology,genetics, immunology, molecular biology, pathology, parasitology and the socio­economics ofanimal disease control.ILRAD is one of 17 international agricultural research centres sponsored by the ConsultativeGroup on International Agricultural Research (CGIAR). The secretariat of the CGIAR islocated in the World Bank headquarters, in Washington, D.C. The CGIAR is an informalumbrella organization of 40 national governments, international organizations and privatefoundations that together provide about US$300 million annually to the 17 centres forresearch, training and advisory services The CGIAR aims to help farmers in developingcountries increase their production of staple food crops, livestock, fish and trees in ways thatimprove the nutrition and well­being of low­income peoples and the management of naturalresources.

Studies of a trypanosome enzyme that may prove useful as an antigen

https://cgspace.cgiar.org/bitstream/10568/16299/1/studies_of_trypanosome.pdf

Studies of a trypanosome enzyme that may prove useful as an antigen

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

CGSpace (CGIAR)