Research Article

Immunoproteomic analysis of the protein repertoire of unsporulated Eimeria tenella oocysts

Analyse immunoprotéomique du répertoire protéique des oocystes non sporulés d'Eimeria tenella

¹ School of Basic Medical Sciences, Xinxiang Medical University, Xinxiang, Henan, 453003, PR China
² Animal Biosciences and Biotechnology Laboratory, Agricultural Research Service, United States Department of Agriculture, Beltsville, MD 20705, USA
³ Jiangxi Provincial Key Laboratory for Animal Health, College of Animal Science and Technology, Jiangxi Agricultural University, No.1101 Zhimin Avenue, Economic and Technological Development District, Nanchang 330045, Jiangxi, PR China

^* Corresponding author: lihengliu0714@163.com

Received: 11 April 2017
Accepted: 6 November 2017

Abstract

The apicomplexan protozoans Eimeria spp. cause coccidioses, the most common intestinal diseases in chickens. Coccidiosis is associated with significant animal welfare issues and has a high economic impact on the poultry industry. Lack of a full understanding of immunogenic molecules and their precise functions involved in the Eimeria life cycles may limit development of effective vaccines and drug therapies. In this study, immunoproteomic approaches were used to define the antigenic protein repertoire from the total proteins of unsporulated Eimeria tenella oocysts. Approximately 101 protein spots were recognized in sera from chickens infected experimentally with E. tenella. Forty-six spots of unsporulated oocysts were excised from preparative gels and identified by matrix-assisted laser desorption ionization time-of-flight MS (MALDI-TOF-MS) and MALDI-TOF/TOF-MS. For unsporulated oocysts, 13 known proteins of E. tenella and 17 homologous proteins to other apicomplexan or protozoan parasites were identified using the ‘Mascot’ server. The remaining proteins were searched against the E. tenella protein sequence database using the ‘Mascot in-house’ search engine (version 2.1) in automated mode, and 12 unknown proteins were identified. The amino acid sequences of the unknown proteins were searched using BLAST against non-redundant sequence databases (NCBI), and 9 homologous proteins in unsporulated oocyst were found homologous to proteins of other apicomplexan parasites. These findings may provide useful evidence for understanding parasite biology, pathogenesis, immunogenicity and immune evasion mechanisms of E. tenella.

Résumé

Les protozoaires Apicomplexa Eimeria spp. causent les coccidioses, les maladies intestinales les plus communes chez les poulets. La coccidiose est un problème majeur de bien-être animal et a un fort impact économique sur l'industrie de la volaille. Le manque de compréhension complète des molécules immunogènes et de leurs fonctions précises impliquées dans les cycles de vie d'Eimeria peut limiter le développement de vaccins efficaces et de pharmacothérapies. Dans cette étude, des approches immunoprotéomiques ont été utilisées pour définir le répertoire des protéines antigéniques à partir des protéines totales des oocystes non sporulés d'Eimeria tenella. Environ 101 taches protéiques ont été reconnues dans des sérums de poulets infectés expérimentalement par E. tenella. Quarante-six taches d'oocystes non sporulés ont été excisées à partir de gels et identifiées par MALDI-TOF-MS et MALDI-TOF/TOF-MS par désorption laser assistée par matrice. Pour les oocystes non sporulés, 13 protéines connues d'E. tenella et 17 protéines homologues à d'autres parasites Apicomplexa ou protozoaires ont été identifiées en utilisant le serveur “Mascot”. Les protéines restantes ont été recherchées dans la base de données de séquences protéiques d'E. tenella en utilisant le moteur de recherche “Mascot in-house” (version 2.1) en mode automatisé, et 12 protéines inconnues ont été identifiées. Les séquences d'acides aminés des protéines inconnues ont été recherchées en utilisant BLAST contre des bases de données de séquences non redondantes (NCBI), et 9 protéines homologues des oocystes non-sporulés ont été trouvées homologues à des protéines d'autres parasites Apicomplexa. Ces résultats peuvent fournir des éléments utiles pour comprendre la biologie parasitaire, la pathogenèse, l'immunogénicité et les mécanismes d'évasion immunitaire d'E. tenella.