Research Article

Entamoeba histolytica-secreted cysteine proteases induce IL-8 production in human mast cells via a PAR2-independent mechanism

Les cystéine protéases secrétées par Entamoeba histolytica induisent la production d’IL-8 chez les mastocytes humains par un mécanisme indépendant de PAR2

¹ Department of Environmental Medical Biology, Institute of Tropical Medicine, and Brain Korea 21 Project for Medical Science, Yonsei University College of Medicine, Seoul 120-752, Korea
² Department of Parasitology, National Institute of Infectious Diseases, 1-23-1 Toyama, Shinjuku-ku, Tokyo, Japan
³ Department of Biological Chemistry, Weizmann Institute of Science, Rehovot 76100, Israel

^* Corresponding author: myeong@yuhs.ac

Received: 30 June 2013
Accepted: 23 January 2014

Abstract

Entamoeba histolytica is an extracellular tissue parasite causing colitis and occasional liver abscess in humans. E. histolytica-derived secretory products (SPs) contain large amounts of cysteine proteases (CPs), one of the important amoebic virulence factors. Although tissue-residing mast cells play an important role in the mucosal inflammatory response to this pathogen, it is not known whether the SPs induce mast cell activation. In this study, when human mast cells (HMC-1 cells) were stimulated with SPs collected from pathogenic wild-type amoebae, interleukin IL-8 mRNA expression and production were significantly increased compared with cells incubated with medium alone. Inhibition of CP activity in the SPs with heat or the CP inhibitor E64 resulted in significant reduction of IL-8 production. Moreover, SPs obtained from inhibitors of cysteine protease (ICP)-overexpressing amoebae with low CP activity showed weaker stimulatory effects on IL-8 production than the wild-type control. Preincubation of HMC-1 cells with antibodies to human protease-activated receptor 2 (PAR2) did not affect the SP-induced IL-8 production. These results suggest that cysteine proteases in E. histolytica-derived secretory products stimulate mast cells to produce IL-8 via a PAR2-independent mechanism, which contributes to IL-8-mediated tissue inflammatory responses during the early phase of human amoebiasis.

Résumé

Entamoeba histolytica est un parasite extracellulaire des tissus provoquant des colites et occasionnellement des abcès du foie chez l’homme. Les produits de sécrétion dérivés d’E. histolytica (SPs) contiennent de grandes quantités de cystéine-protéases (CPs), l’un des principaux facteurs de virulence amibiens. Bien que les mastocytes tissulaires jouent un rôle important dans la réponse inflammatoire de la muqueuse à ce pathogène, on ne sait pas si les SPs induisent l’activation des mastocytes. Dans cette étude, lorsque des mastocytes humains (cellules HMC-1) ont été stimulés avec des SPs recueillis à partir d’amibes pathogènes de type sauvage, l’expression et la production de l’interleukine IL-8 ont été significativement augmentées par rapport à des cellules incubées avec du milieu seul. L’inhibition de l’activité des CPs dans les SPs avec la chaleur ou avec E64, un inhibiteur de CP, a entraîné une réduction significative de la production d’IL-8. En outre, les SPs obtenus à partir d’amibes surexprimant l’inhibiteur de protéases à cystéine (ICP) à faible activité de CP ont montré des effets stimulants plus faibles sur la production d’IL-8 que le contrôle de type sauvage. La pré-incubation des cellules HMC-1 avec des anticorps contre le récepteur 2 activé par la protéase humaine (PAR2) n’a pas affecté la production d’IL-8 induite par SPs. Ces résultats suggèrent que les cystéine-protéases des produits de sécrétion dérivés d’E. histolytica stimulent les mastocytes pour produire de l’IL-8 par l’intermédiaire d’un mécanisme indépendant de PAR2, ce qui contribue à la réponse inflammatoire tissulaire médiée par IL-8 au cours de la phase précoce de l’amibiase humaine.