Issue |
Parasite
Volume 28, 2021
|
|
---|---|---|
Article Number | 9 | |
Number of page(s) | 11 | |
DOI | https://doi.org/10.1051/parasite/2021005 | |
Published online | 03 February 2021 |
Research Article
Characterisation of a cysteine protease from poultry red mites and its potential use as a vaccine for chickens
Caractérisation d’une cystéine protéase des poux rouges de la volaille et son utilisation potentielle comme vaccin pour les poulets
1
Department of Disease Control, Faculty of Veterinary Medicine, Hokkaido University, Kita-18, Nishi-9, Kita-ku, Sapporo 060-0818, Japan
2
Department of Advanced Pharmaceutics, Faculty of Veterinary Medicine, Hokkaido University, Kita-18, Nishi-9, Kita-ku, Sapporo 060-0818, Japan
3
Vaxxinova Japan K.K., 1-24-8 Hamamatsucho, Minato-ku, Tokyo 105-0013, Japan
4
Department of Basic Veterinary Sciences, Faculty of Veterinary Medicine, Hokkaido University, Kita-18, Nishi-9, Kita-ku, Sapporo 060-0818, Japan
5
Hokkaido Institute of Public Health, Kita-19, Nishi-12, Kita-ku, Sapporo 060-0819, Japan
* Corresponding author: murata@vetmed.hokudai.ac.jp
Received:
6
September
2020
Accepted:
13
January
2021
Poultry red mites (PRMs, Dermanyssus gallinae) are ectoparasites that negatively affect farmed chickens, leading to serious economic losses worldwide. Acaricides have been used to control PRMs in poultry houses. However, some PRMs have developed resistance to acaricides, and therefore different approaches are required to manage the problems caused by PRMs. Vaccination of chickens is one of the methods being considered to reduce the number of PRMs in poultry houses. In a previous study, a cysteine protease, Deg-CPR-1, was identified as a candidate vaccine against PRMs distributed in Europe. In this study, we investigated the characteristics of Deg-CPR-1. A phylogenetic analysis revealed that Deg-CPR-1 is closely related to the digestive cysteine proteases of other mite species, and it was classified into a cluster different from that of chicken cathepsins. Deg-CPR-1 of PRMs in Japan has an amino acid substitution compared with that of PRMs in Europe, but it showed efficacy as a vaccine, consistent with previous findings. Deg-CPR-1 exhibited cathepsin L-like enzyme activity. In addition, the Deg-CPR-1 mRNA was expressed in the midgut and in all stages of PRMs that feed on blood. These results imply that Deg-CPR-1 in the midgut may have important functions in physiological processes, and the inhibition of its expression may contribute to the efficacy of a Deg-CPR-1-based vaccine. Further research is required to fully understand the mechanisms of vaccine efficacy.
Résumé
Les acariens communément appelés poux rouges de la volaille (PRV, Dermanyssus gallinae) sont des ectoparasites qui affectent négativement les poulets d’élevage, entraînant de graves pertes économiques au niveau mondial. Des acaricides ont été utilisés pour contrôler les PRV dans les poulaillers. Cependant, certains PRV ont développé une résistance aux acaricides, et par conséquent, différentes approches sont nécessaires pour gérer les problèmes qu’ils causent. La vaccination des poulets est l’une des méthodes envisagées pour réduire le nombre de PRV dans les poulaillers. Dans une étude précédente, une cystéine protéase, Deg-CPR-1, a été identifiée comme un vaccin candidat contre les PRV distribués en Europe. Dans cette étude, nous avons étudié les caractéristiques de Deg-CPR-1. L’analyse phylogénétique a révélé que Deg-CPR-1 est étroitement liée aux cystéine protéases digestives d’autres espèces d’acariens, et elle a été classée dans un groupe différent de celui des cathepsines de poulet. La Deg-CPR-1 des PRV au Japon a une substitution d’acide aminé par rapport à celle des PRV en Europe, mais elle a montré une efficacité en tant que vaccin, conformément aux résultats précédents. Deg-CPR-1 a présenté une activité enzymatique de type cathepsine L. De plus, l’ARNm de Deg-CPR-1 était exprimé dans l’intestin moyen et à tous les stades où les PRV se nourrissent de sang. Ces résultats impliquent que Deg-CPR-1 dans l’intestin moyen peut avoir des fonctions importantes dans les processus physiologiques, et que l’inhibition de son expression peut contribuer à l’efficacité d’un vaccin basé sur Deg-CPR-1. Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour comprendre pleinement les mécanismes de l’efficacité du vaccin.
Key words: Poultry red mite / Cysteine protease / Cathepsin L / Vaccine candidate / Deg-CPR-1 / Dermanyssus gallinae
© S. Murata et al., published by EDP Sciences, 2021
This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0), which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.
Current usage metrics show cumulative count of Article Views (full-text article views including HTML views, PDF and ePub downloads, according to the available data) and Abstracts Views on Vision4Press platform.
Data correspond to usage on the plateform after 2015. The current usage metrics is available 48-96 hours after online publication and is updated daily on week days.
Initial download of the metrics may take a while.