Mémoire

Transglutaminase activity in equine strongyles and its potential role in growth and development

Activité et rôle potentiel de la transglutaminase dans la croissance et le développement des strongyles équins

¹ Department of Veterinary Science,
² Department of Microbiology and Parasitology, School of Veterinary Medicine, Louisiana State University, Baton Rouge, Louisiana,
³ Department of Bioimmunotherapy, The University of Texas M.D. Anderson Cancer Center, Houston, Texas.

^* Correspondence: U.R. Rao. Ph.D., Washington University School of Medicine, Infectious Diseases Division, Barnes Jewish Hospital (N), 216 South Kings Highway, St.Louis, MO 63110. Tél. : 314 454 7483 - Fax : 314 454 5293. - E-mail : RRAO@imgate.wustl.edu

Received: 7 December 1998
Accepted: 27 March 1999

Abstract

Transglutaminases (E.C. 2.3.3.13) are a family of Ca²⁺-dependent enzymes that stabilize protein structure by catalyzing the formation of isopeptide bonds. A novel form of transglutaminase has been identified and characterized that seem to play an important role in growth, development, and molting in adult and larval stages of filarial nematodes. The aim of this study was to identify the ubiquitous nature of this enzyme in other nematodes and to measure its significance to larval growth, molting, and development. For this purpose, equine Strongylus spp. were used. Activity of this enzyme was identified in extracts of larvae and adults of Strongylus vulgaris, S. edentatus, Parascaris equorum and Cylicocyclus insigne. The significance of transglutaminase in the early growth and development of Strongylus vulgaris, S. edentatus and S. equinus was tested by adding specific inhibitors, monodansylcadaverine (MDC) or cystamine (CS), to in vitro cultures of third (L3) and fourth stage larvae (L4). The viability, molting and growth of these nematode species were affected by both inhibitors. Cystamine promoted abnormal development of Strongylus edentatus L3, resulting in an aberrant expansion of the anterior end. Addition of these inhibitors to cultures of L4 also reduced growth of the three species. The results indicated that transglutaminase is present in a wide array of nematode parasites and may be important in growth and development of their larval stages.

Résumé

Les transglutaminases (E.C.2.3.3. 13) sont une famille d'enzymes Ca²⁺-dépendantes qui stabilisent la structure protéique en catalysant la formation de ponts isopeptidiques. Une forme nouvelle de transglutaminase a été identifiée et caractérisée; elle semble puer un rôle important dans la croissance, le développement et la mue des stades adultes et larvaires des filaires. L'objectif de cette étude était d'identifier la nature ubiquitaire de cette enzyme chez d'autres nématodes et d'en mesurer l'impact sur la croissance, la mue et le développement larvaires.

Dans ce but, des espèces de Strongylus équines ont été utilisées. L'activité enzymatique a été identifiée à partir d'extraits de larves et d'adultes de Strongylus vulgaris, S. edentatus, Parascais equorum et Cylicocyclus insigne. L'impact de la transglutaminase dans la croissance précoce et le développement de Strongylus vulgaris, S. edentatus et S. equinus a été testé par l'addition d'inhibiteurs spécifiques, monodansylcadavérine(MDC) ou cystamine (CS) aux cultures in vitro de larves de troisième (L3) et de quatrième stade (L4). La viabilité, la mue et la croissance de ces espèces de nématodes ont été affectées par les deux inhibiteurs. La cystamine a entraîné un développement anormal des L3 de Strongylus edentatus, se traduisant par une expansion aberrante de l'extrémité antérieure. L'addition de ces inhibiteurs aux cultures de L4 a réduit la croissance des trois espèces. Ces résultats indiquent que la transglutaminase est présente dans toute une collection de nématodes et peut être importante pour la croissance et le développement de leurs stades larvaires.