Mémoire

In vitro production and characterization of excretory/secretory products of Onchocerca volvulus

Production et caractérisation in vitro des produits d'excrétion/sécrétion d'Onchocerca volvulus

¹ Faculty of Science, University of Buea, PO Box 63, Cameroon ;
² Biotechnology Centre, University of Yaoundé-1, Cameroon.

^* Correspondence : Vincent P.K. Titanji

Received: 15 January 1997
Accepted: 9 June 1997

Abstract

Onchocerca volvulus excretory/secretory products (ESP) free of host contaminants are often needed for immunologic and biochemical studies. Since prolonged in vitro survival of O. volvulus in culture requires the presence of human serum, as a supplement, it was necessary to investigate other culture medium supplements in which pure ESP could be generated. Thus heat-inactivated normal rabbit serum, fetal calf serum and the synthetic serum substitute Ultroser-G were tested for their abilities to sustain O. volvulus adult females and nodular microfilariae in vitro and their abilities to promote the synthesis and release of ESP. Using [³⁵S]-methionine as the radioactive precursor, O. volvulus nodular microfilariae and adult females were shown to actively synthesize and release excretory/secretory proteins with increasing efficiency in human serum, rabbit serum, Ultroser-G and fetal calf serum. Analysis of the ESP by SDS-PAGE revealed that at least 30 polypeptides in the 7-174 kDa range were continuously released. About 14 of these components were immunogenic to the human host as shown by immunoprecipitation. Prominent antigenic polypeptides were those with relative molecular weights of 13, 16, 33, 68 and 170. Rabbit serum, fetal calf serum and Ultroser-G could therefore, conveniently replace human serum in cultures of O. volvulus nodular microfilariae and adult females.

Résumé

Les produits d'excrétion/sécrétion (PSE) d'Onchocerca volvulus exempts d'impuretés de l'hôte sont utiles pour les études immunologiques et biochimiques. Cependant la survie prolongée d'O. volvulus en culture in vitro nécessite la présence de sérum humain comme additif au milieu de culture. Mais les PSE obtenus avec du sérum humain sont souvent contaminés par des composants du sérum. Il est donc indispensable d'évaluer d'autres additifs de milieu de culture pour lesquels des PSE plus purs peuvent être générés. Ainsi, le sérum normal de lapin inactivé à la chaleur, le sérum de veau foetal, le sérum humain et l'additif synthétique Ultroser-G ont été testés pour leur capacité à maintenir in vitro les femelles adultes et les microfilaires nodulaires d'O. volvulus ainsi que pour leur capacité a promouvoir la synthèse et la libération des PSE. En utilisant la [35S]-méthionine comme précurseur radioactif, les deux stades du parasite étudiés ont montré une synthèse et une libération active de PSE avec une efficacité croissante pour les milieux de culture contenant respectivement comme additif le sérum humain, le sérum de lapin, l'additif synthétique Ultroser-G et le sérum de veau fœtal. L'analyse des PSE par SDS-PAGE a révélé qu'au moins 30 polypeptides de taille allant de 7 à 174 kDa sont continuellement libérés. Par immunoprécipitation, il a été démontré qu'au moins 14 de ces polypeptides sont immunogéniques pour l'homme. Les principaux polypeptides antigéniques ont pour poids moléculaires relatifs : 13, 16, 33, 68 et 170 kDa. Le sérum de lapin, le sérum de veau fœtal et l'Ultroser-G peuvent ainsi convenablement remplacer le sérum humain pour la maintenance in vitro de ces stades d'O. volvulus et pour l'obtention de PSE moins contaminés.