Research Article

Gene expression profiles of antigenic proteins of third stage larvae of the zoonotic nematode Anisakis pegreffii in response to temperature conditions

Profils d’expression génique des protéines antigéniques des larves du troisième stade du nématode zoonotique Anisakis pegreffii en réponse aux conditions de température

¹ Department of Public Health and Infectious Diseases, Section of Parasitology, and “Umberto I” Academic Hospital “Sapienza – University of Rome”, P.le Aldo Moro, 5, 00185 Rome, Italy
² Department of Ecological and Biological Sciences, Tuscia University, Viale dell’Università s/n, 01100 Viterbo, Italy
³ Department of Experimental Medicine, “Sapienza-University of Rome”, P.le Aldo Moro, 5, 00185 Rome, Italy

^* Corresponding author: simonetta.mattiucci@uniroma1.it

Received: 19 June 2019
Accepted: 12 August 2019

Abstract

Anisakis pegreffii, a recognised etiological agent of human anisakiasis, is a parasite of homeothermic hosts at the adult stage and of ectothermic hosts at the third larval stage. Among distinct factors, temperature appears to be crucial in affecting parasite hatching, moulting and to modulate parasite-host interaction. In the present study, we investigated the gene transcripts of proteins having an antigenic role among excretory secretory products (ESPs) (i.e., a Kunitz-type trypsin inhibitor, A.peg-1; a glycoprotein, A.peg-7; and the myoglobin, A.peg-13) after 24 h, in A. pegreffii larvae maintained in vitro, under controlled temperature conditions. Temperatures were 37 °C and 20 °C, resembling respectively homeothermic and ectothermic hosts conditions, and 7 °C, the cold stress condition post mortem of the fish host. Primers of genes coding for these ESPs to be used in quantitative real-time PCR were newly designed, and qRT-PCR conditions developed. Expression profiles of the genes A.peg-1 and A.peg-13 were significantly up-regulated at 20 °C and 37 °C, with respect to the control (larvae kept at 2 °C for 24 h). Conversely, transcript profiles of A.peg-7 did not significantly change among the chosen temperature conditions. In accordance with the observed transcript profiles, sodium dodecyl sulfate–polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE) revealed the presence of the three target ESPs at 37 °C, while only A.peg-13 was observed at 7 °C. The results suggest that temperature conditions do regulate the gene expression profiles of A.peg-1 and A.peg-13 in A. pegreffii larvae. However, regulation of the glycoprotein A.peg-7 is likely to be related to other factors such as the host’s immune response.

Résumé

Anisakis pegreffii, reconnu comme agent étiologique de l’anisakiase humaine, est un parasite d’hôtes homéothermes au stade adulte et d’hôtes ectothermes au troisième stade larvaire. Parmi les facteurs distincts, la température semble être cruciale pour l’éclosion des parasites, la mue et pour moduler l’interaction parasite-hôte. Dans la présente étude, nous avons étudié les transcrits géniques de protéines ayant un rôle antigénique parmi les produits de sécrétion excréteurs (PSE) (y compris un inhibiteur de la trypsine de type Kunitz, A.peg-1 ; une glycoprotéine, A.peg-7 ; et la myoglobine, A.peg-13) après 24 h, chez des larves de A. pegreffii maintenues in vitro dans des conditions de température contrôlées. Les températures étaient de 37 °C et 20 °C, ressemblant respectivement à la condition des hôtes homéothermes et ectothermes, et 7 °C, température de stress post mortem de l’hôte poisson. Des amorces de gènes codant pour ces PSE, pour utilisation dans la PCR quantitative en temps réel, ont été spécialement conçues et des conditions de qRT-PCR ont été développées. Les profils d’expression des gènes A.peg-1 et A.peg-13 étaient nettement régulés à la hausse à 20 °C et à 37 °C par rapport au contrôle (les larves ont été conservées à 2 °C pendant 24 h). Inversement, les profils de transcription de A.peg-7 n’ont pas changé de manière significative parmi les conditions de température choisies. Conformément aux profils de transcription observés, la SDS-PAGE a révélé la présence des trois PSE cibles à 37 °C, alors que seul A.peg-13 a été observé à 7 °C. Les résultats obtenus suggèrent que les conditions de température régulent le profil d’expression des gènes de A.peg-1 et A.peg-13 chez les larves d’A. pegreffii. Cependant, la régulation de la glycoprotéine A.peg-7 est probablement liée à d’autres facteurs tels que la réponse immunitaire de l’hôte.