Research Article

Galactomannan inhibits Trichinella spiralis invasion of intestinal epithelium cells and enhances antibody-dependent cellular cytotoxicity related killing of larvae by driving macrophage polarization

Le galactomannane inhibe l’invasion par Trichinella spiralis des cellules de l’épithélium intestinal et améliore la cytotoxicité cellulaire dépendante des anticorps tuant les larves en activant la polarisation des macrophages

Department of Parasitology, Medical College, Zhengzhou University, Zhengzhou, 450052, China

^* Corresponding author: wangzq2015@126.com, cuij@zzu.edu.cn

Received: 29 August 2023
Accepted: 5 January 2024

Abstract

Previous studies have shown that recombinant Trichinella spiralis galectin (rTsgal) is characterized by a carbohydrate recognition domain sequence motif binding to beta-galactoside, and that rTsgal promotes larval invasion of intestinal epithelial cells. Galactomannan is an immunostimulatory polysaccharide composed of a mannan backbone with galactose residues. The aim of this study was to investigate whether galactomannan inhibits larval intrusion of intestinal epithelial cells and enhances antibody-dependent cellular cytotoxicity (ADCC), killing newborn larvae by polarizing macrophages to the M1 phenotype. The results showed that galactomannan specially binds to rTsgal, and abrogated rTsgal facilitation of larval invasion of intestinal epithelial cells. The results of qPCR, Western blotting, and flow cytometry showed that galactomannan and rTsgal activated macrophage M1 polarization, as demonstrated by high expression of iNOS (M1 marker) and M1 related genes (IL-1β, IL-6, and TNF-α), and increased CD86⁺ macrophages. Galactomannan and rTsgal also increased NO production. The killing ability of macrophage-mediated ADCC on larvae was also significantly enhanced in galactomannan- and rTsgal-treated macrophages. The results demonstrated that Tsgal may be considered a potential vaccine target molecule against T. spiralis invasion, and galactomannan may be a novel adjuvant therapeutic agent and potential vaccine adjuvant against T. spiralis infection.

Résumé

Des études antérieures ont montré que la galectine recombinante de Trichinella spiralis (rTsgal) est caractérisée par un motif de séquence de domaines de reconnaissance des glucides se liant au bêta-galactoside, et que la rTsgal favorise l’invasion larvaire des cellules épithéliales intestinales. Le galactomannane est un polysaccharide immunostimulateur composé d’un squelette mannane avec des résidus galactose. Le but de cette étude était de déterminer si le galactomannane inhibe l’intrusion larvaire des cellules épithéliales intestinales et améliore la cytotoxicité cellulaire dépendante des anticorps (CCDA) tuant les larves nouvelles-nées en polarisant les macrophages au phénotype M1. Les résultats ont montré que le galactomannane se liait spécialement au rTsgal et supprimait la facilitation du rTsgal sur l’invasion larvaire des cellules épithéliales intestinales. Les résultats de la qPCR, du Western blot et de la cytométrie en flux ont montré que le galactomannane et le rTsgal activaient la polarisation des macrophages M1, comme le démontre la forte expression de l’iNOS (marqueur de M1) et des gènes liés à M1 (IL-1β, IL-6 et TNF-α), et l’augmentation des macrophages CD86⁺. Le galactomannane et le rTsgal ont également augmenté la production de NO. La capacité de destruction de la CCDA médiée par les macrophages sur les larves était également significativement améliorée dans les macrophages traités au galactomannane et au rTsgal. Les résultats ont démontré que Tsgal pourrait être considéré comme une molécule cible potentielle d’un vaccin contre l’invasion par T. spiralis, et que le galactomannane pourrait être un nouvel agent thérapeutique adjuvant et un adjuvant vaccinal potentiel contre l’infection à T. spiralis.