Research Article

Angiostrongylus cantonensis cathepsin B-like protease (Ac-cathB-1) is involved in host gut penetration

La protéase ressemblant à la cathepsine B (Ac-cathB-1) d’Angiostrongylus cantonensis est impliquée dans la pénétration de l’intestin de l’hôte

¹ School of Life Sciences, Xiamen University, Fujian 361102, P.R. China
² State Key Laboratory of Cellular Stress Biology, Xiamen University, Fujian 361102, P.R. China
³ Medical College, Xiamen University, Fujian 361102, P.R. China

^* Corresponding author: dmluo@xmu.edu.cn

Received: 27 September 2015
Accepted: 27 November 2015

Abstract

Although the global spread of the emerging zoonosis, human angiostrongyliasis, has attracted increasing attention, understanding of specific gene function has been impeded by the inaccessibility of genetic manipulation of the pathogen nematode causing this disease, Angiostrongylus cantonensis. Many parasitic proteases play key roles in host-parasite interactions, but those of A. cantonensis are always expressed as the inactive form in prokaryotic expression systems, thereby impeding functional studies. Hence, a lentiviral system that drives secreted expression of target genes fused to a Myc-His tag was used to obtain recombinant Ac-cathB-1 with biological activity. Although this class of proteases was always reported to function in nutrition and immune evasion in parasitic nematodes, recombinant Ac-cathB-1 was capable of hydrolysis of fibronectin and laminin as well as the extracellular matrix of IEC-6 monolayer, so that the intercellular space of the IEC-6 monolayer increased 5.15 times as compared to the control, while the shape of the adherent cells partly rounded up. This suggests a probable role for this protease in intestinal epithelial penetration. The inhibition of Ac-cathB-1 enzymatic activity with antiserum partly suppressed larval penetration ability in the isolated intestine. Thus, an effective system for heterologous expression of parasite proteases is presented for studying gene function in A. cantonensis; and Ac-cathB-1 was related to larval penetration ability in the host small intestine.

Résumé

Bien que la propagation mondiale de l’angiostrongylose humaine, une zoonose émergente, attire une attention croissante, la compréhension de la fonction de gènes spécifiques a été entravée par l’inaccessibilité de la manipulation génétique du nématode pathogène de cette maladie, Angiostrongylus cantonensis. Beaucoup de protéases parasitaires jouent des rôles clés dans l’interaction hôte-parasite, mais celles d’A. cantonensis sont toujours exprimées sous forme inactive dans les systèmes procaryotes d’expression, empêchant ainsi des études fonctionnelles. Par conséquent, un système lentiviral qui permet l’expression sécrétée de gènes cibles fusionnés à un marqueur Myc-His a été utilisé pour obtenir de l’Ac-cathB-1 recombinante ayant une activité biologique. Bien que cette classe de protéases ait toujours été rapportée comme impliquée dans l’alimentation et l’évasion immunitaire chez les nématodes parasites, l’Ac-cathB-1 recombinante était capable d’hydrolyser la fibronectine et la laminine, ainsi que la matrice extracellulaire de monocouches IEC-6, de sorte que les espaces intercellulaires des monocouches IEC-6 étaient augmentés de 5.15 fois par rapport au contrôle, tandis que la forme des cellules adhérentes devenait partiellement arrondie. Ceci suggère un rôle de cette protéase dans la pénétration de l’épithélium intestinal. L’inhibition de l’activité enzymatique d’Ac-cathB-1 par un antisérum a supprimé en partie la capacité de pénétration des larves dans l’intestin isolé. Ainsi, un système efficace pour l’expression hétérologue de protéases de parasites est présenté pour l’étude de la fonction des gènes chez A. cantonensis, et Ac-cathB-1 a été liée à la capacité de pénétration de l’intestin grêle de l’hôte par des larves.