Comprendre l'énolase chez les douves du foie
Des recherches montrent que l'enolase joue un rôle crucial dans la survie de Fasciola hepatica et son interaction avec l'hôte.
― 8 min lire
Table des matières
- L'Importance de l'Interaction avec l'Hôte
- Le Cas de Fasciola hepatica
- Focus de l'Étude : Caractérisation de l'Enolase
- Confirmation de la Séquence d'Enolase
- Fabrication et Purification de l'Enolase
- Test d'Activité Enzymatique
- Extraction de Protéines de F. hepatica
- Découverte de l'Enolase dans les Tissus du Fluke
- Réponse Immunitaire chez les Moutons Infectés
- Études de Liaison : Enolase et Protéines de l'Hôte
- Interaction avec le Plasminogène
- Résumé des Découvertes
- Potentiel pour le Diagnostic et la Vaccination
- Conclusion
- Source originale
Les parasites helminthe, ce sont des vers qui peuvent vivre à l'intérieur des corps d'animaux et d'humains. Ces parasites ont souvent des cycles de vie complexes qui les obligent à se déplacer d'une partie du corps de l'hôte à une autre. Ce mouvement est super important pour leur croissance, leur survie et leur capacité à éviter le système immunitaire de l'hôte. Par exemple, certains helminthes s’attachent à des tissus spécifiques de l'hôte, ce qui les aide à établir une infection.
L'Importance de l'Interaction avec l'Hôte
Pour réussir à infecter un hôte, ces parasites doivent entrer en contact avec une partie de l'hôte appelée la Matrice Extracellulaire (ECM). L'ECM, c'est un peu comme une structure de soutien autour des cellules qui les aide à rester en place et à bien fonctionner. Les parasites utilisent des protéines spéciales, appelées adhésines, pour s'attacher à l'ECM. Deux protéines importantes dans l'ECM sont la laminaire et la fibronectine, qui jouent un rôle significatif dans le processus d'infection.
Une fois que le parasite est attaché à l'ECM, il peut envahir le corps de l'hôte. Ils utilisent divers outils, comme des enzymes, pour décomposer les barrières physiques dans les tissus de l'hôte. Certains parasites helminthe utilisent même les propres enzymes de l'hôte pour les aider à envahir. Par exemple, ils peuvent se lier à une protéine appelée plasminogène, qui est cruciale pour dissoudre les caillots sanguins. En faisant cela, ils peuvent tirer parti du système de l'hôte pour les aider à se déplacer plus facilement à travers les tissus.
Le Cas de Fasciola hepatica
Un helminth spécifique s'appelle Fasciola hepatica, qu'on appelle communément le fluke du foie. Ce parasite cause une maladie appelée fasciolose chez les animaux et les humains. Quand un mammifère consomme les larves du fluke, ces larves entrent dans les intestins et commencent leur parcours à travers le corps de l'hôte. Elles traversent la paroi intestinale, pénètrent dans la cavité abdominale, et finalement dans le foie. Une fois dans le foie, ces flukes mûrissent et peuvent produire des œufs, qui peuvent ensuite être excrétés par l'hôte.
Fasciola hepatica représente une menace sérieuse. Des millions de personnes et de bétail risquent d'être infectés, entraînant des pertes économiques dans le monde entier. Pour développer de meilleurs traitements ou vaccins, les chercheurs doivent en apprendre davantage sur la façon dont F. hepatica interagit avec son hôte à un niveau moléculaire.
Focus de l'Étude : Caractérisation de l'Enolase
Dans des études récentes, les chercheurs se sont concentrés sur une protéine appelée enolase trouvée dans F. hepatica. L'enolase est une enzyme qui aide le parasite dans sa production d'énergie et peut aussi jouer d'autres rôles. L'objectif de la recherche était de comprendre comment l'enolase interagit avec l'hôte et contribue à la survie du parasite.
Confirmation de la Séquence d'Enolase
Pour étudier l'enolase, les chercheurs avaient d'abord besoin de confirmer son code génétique. En utilisant une technique appelée analyse BLAST, ils ont comparé la séquence d'enolase à des séquences connues. Ils ont amplifié l'ADN pour s'assurer qu'ils avaient la bonne séquence, et ensuite ils ont produit la protéine d'enolase en utilisant une méthode pour la cultiver dans des bactéries.
Une fois qu'ils avaient la protéine d'enolase, ils ont confirmé son identité à travers divers tests, y compris l'électrophorèse sur gel. Ce processus aide à visualiser la protéine pour s'assurer qu'elle a bien été produite comme prévu.
Fabrication et Purification de l'Enolase
Ensuite, les chercheurs ont travaillé à produire une grande quantité de cette protéine d'enolase, qu'ils ont appelée enolase recombinante (rFhENO). Ils ont ajouté une étiquette spéciale à cette protéine pour aider à la purification. En utilisant un type de chromatographie, ils ont pu isoler l'enolase des autres protéines dans le mélange.
Après purification, ils ont vérifié la pureté de l'enolase à l'aide d'un autre test d'électrophorèse sur gel. Ils ont aussi confirmé que la protéine avait la bonne taille, ce qui était un bon indicateur qu'il s'agissait de la bonne protéine.
Test d'Activité Enzymatique
Une fois qu'ils avaient purifié rFhENO, ils ont testé son activité enzymatique. L'enolase est impliquée dans la dégradation des sucres pour l'énergie. Les chercheurs ont utilisé un essai fluorométrique pour mesurer à quel point rFhENO était actif dans la production d'un produit qui émettait un signal fluorescent.
Les résultats ont montré que rFhENO était une enzyme active et fonctionnait mieux sous forme dimérique, ce qui signifie qu'elle devait exister comme deux morceaux liés ensemble pour bien fonctionner.
Extraction de Protéines de F. hepatica
Pour voir où se trouve l'enolase dans le fluke du foie, les chercheurs ont prélevé des échantillons de différentes parties du parasite. Ils ont préparé des extraits de flukes entiers et séparé les substances pour les analyser plus en détail. Cela les a aidés à comprendre où se trouve l'enolase dans les tissus du fluke.
Découverte de l'Enolase dans les Tissus du Fluke
En utilisant des anticorps spéciaux qui se lient à l'enolase, les chercheurs ont réalisé une analyse Western blot. Ils ont découvert que l'enolase était présente dans divers extraits, y compris des extraits somatiques (du corps) et ceux du tégument (couche externe) du parasite.
Les études d'immunolocalisation ont confirmé que l'enolase était concentrée dans le tégument des F. hepatica juvéniles et adultes. Cette découverte a suggéré un rôle clé de l'enolase dans la manière dont le fluke interagit avec son hôte.
Réponse Immunitaire chez les Moutons Infectés
Les chercheurs se sont ensuite intéressés à la réponse immunitaire déclenchée chez les moutons infectés par F. hepatica. Ils ont constaté que les systèmes immunitaires des moutons reconnaissaient la protéine rFhENO, ce qui suggère que l'enolase pourrait être une cible importante pour les anticorps de l'hôte.
La réponse immunitaire a été détectée pour la première fois environ sept semaines après l'infection, ce qui fournit des informations importantes pour étudier comment le corps combat le parasite et pourrait aider à développer des diagnostics et des vaccins.
Études de Liaison : Enolase et Protéines de l'Hôte
Après avoir confirmé la présence et l'Immunogénicité de l'enolase, les chercheurs ont étudié si rFhENO pouvait se lier à des protéines clés de l'ECM de l'hôte. Ils ont découvert que rFhENO pouvait se lier à la laminaire mais pas à la fibronectine. Cette découverte est pertinente car la laminaire se trouve dans la membrane basale des tissus, comme les intestins, où Fasciola hepatica entre en contact avec l'hôte.
Ces études de liaison ont mis en évidence comment le fluke du foie s'est adapté pour interagir avec des protéines spécifiques dans le corps de l'hôte, facilitant son processus d'invasion.
Interaction avec le Plasminogène
D'autres investigations se sont concentrées sur la façon dont rFhENO interagissait avec le plasminogène, une protéine impliquée dans la dégradation des caillots sanguins. Les chercheurs ont découvert que rFhENO pouvait se lier au plasminogène, et cette interaction aidait à convertir le plasminogène en plasmin, la forme active de la protéine.
La capacité de rFhENO à augmenter la production de plasmin pourrait jouer un rôle important dans la capacité du parasite à envahir les tissus, car la plasmin peut aider à dégrader les barrières et faciliter le mouvement du fluke à l'intérieur de l'hôte.
Résumé des Découvertes
En résumé, la recherche a découvert que l'enolase de Fasciola hepatica remplit plusieurs rôles. Elle participe en tant qu'enzyme importante dans le métabolisme du fluke, se lie à des protéines clés de l'hôte et aide au processus d'invasion en augmentant la production de plasmin. Cette multifonctionnalité de l'enolase la positionne comme une protéine essentielle pour la survie et la propagation du parasite au sein de l'hôte.
Potentiel pour le Diagnostic et la Vaccination
Comprendre les propriétés de l'enolase aide les chercheurs à envisager son potentiel en tant que cible pour diagnostiquer la fasciolose ou comme candidate pour un vaccin. Puisque l'enolase est reconnue par le système immunitaire de l'hôte, elle pourrait être explorée davantage pour développer des méthodes de détection précoce des infections, ce qui est vital pour contrôler la fasciolose chez les humains et les animaux.
Conclusion
En conclusion, l'étude de l'enolase de Fasciola hepatica révèle ses rôles complexes dans la vie du parasite. En se liant aux protéines de l'ECM de l'hôte et en interagissant avec le système fibrinolytique, l'enolase améliore la capacité du parasite à survivre et prospérer au sein de son hôte. Les informations obtenues dans cette étude peuvent contribuer aux efforts visant à gérer et contrôler la fasciolose, ce qui bénéficiera finalement à la santé publique et à la gestion du bétail.
Titre: Moonlighting on the Fasciola hepatica tegument: enolase, a glycolytic enzyme, interacts with the extracellular matrix and fibrinolytic system of the host
Résumé: Enolase is a 47 kDa enzyme that functions within the glycolysis and gluconeogenesis pathways involved in the reversible conversion of D-2-phosphoglycerate (2PGA) to phosphoenolpyruvate (PEP). However, in the context of host-pathogen interactions, enolase from different species of parasites, fungi and bacteria have been shown to contribute to adhesion processes by binding to proteins of the host extracellular matrix (ECM), such as fibronectin (FN) or laminin (LM). In addition, enolase is a plasminogen (PLG)-binding protein and induces its activation to plasmin, the main protease of the host fibrinolytic system. These secondary moonlighting functions of enolase are suggested to facilitate pathogen migration through host tissues. This study aims to uncover the moonlighting role of enolase from the parasite Fasciola hepatica, shedding light on its relevance to host-parasite interactions in fasciolosis, a global zoonotic disease of increasing concern. A purified recombinant form of F. hepatica enolase (rFhENO), functioning as an active homodimeric glycolytic enzyme of [~]94 kDa, was successfully obtained, fulfilling its canonical role. Immunoblotting studies on adult worm extracts showed that the enzyme is present in the tegument and the excretory/secretory products of the parasite, which supports its key role at the host-parasite interface. Confocal immunolocalisation studies of the protein in newly excysted juveniles and adult worms also localised its expression within the parasite tegument. Finally, we showed by ELISA that rFhENO can act as a parasitic adhesin by binding host LM, but not FN. rFhENO also binds PLG and enhances its conversion to plasmin in the presence of the tissue-type and urokinase-type PLG activators (t-PA and u-PA). This moonlighting adhesion-like function of the glycolytic protein enolase could contribute to the mechanisms by which F. hepatica efficiently invades and migrates within its host and encourages further research efforts that are designed to impediment this function by vaccination or drug design. AUTHOR SUMMARYFasciola hepatica is a parasitic worm causing fasciolosis, primarily affecting herbivorous mammals and posing a significant veterinary problem. Furthermore, it is a zoonosis, meaning it can be transmitted to humans. F. hepatica enters the definitive host through ingestion of contaminated aquatic plants, migrating through the intestine to settle in the liver bile ducts, where it matures into the adult stage. To migrate, it utilizes various invasion strategies, including the use of multifunctional proteins, known as moonlighting. In this study, we produced and molecularly characterized the parasitic enzyme enolase as a moonlighting protein to understand F. hepatica invasion mechanisms. We produced recombinant enolase with glycolytic activity, its canonical function in parasite energy production. Additionally, we localised this enzyme in the parasites tegument, in direct contact with the host, and demonstrated its ability to elicit an immune response early in ovine infection. Finally, we demonstrated the ability of enolase to interact with the extracellular matrix and the hosts fibrinolysis, a proteolytic system responsible for dissolving blood clots. These secondary functions of F. hepatica enolase, described here for the first time, along with its localisation and immunogenicity, suggest this protein as an interesting antigen for fasciolosis diagnosis and/or control.
Auteurs: Javier González-Miguel, E. O'Kelly, K. Cwiklinski, C. De Marco Verissimo, N. E. D. Calvani, J. Lopez Corrales, H. Jewhurst, A. Flaus, R. Lalor, J. Serrat, J. P. Dalton, J. Gonzalez-Miguel
Dernière mise à jour: 2024-03-18 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.15.585155
Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.15.585155.full.pdf
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.
Merci à biorxiv pour l'utilisation de son interopérabilité en libre accès.