Research Article

A single-pass type I membrane protein, mannose-specific L-type lectin, potentially involved in the adhesion and invasion of Cryptosporidium parvum

Une protéine mono-transmembranaire, lectine de type L spécifique du mannose, potentiellement impliquée dans l’adhésion et l’invasion de Cryptosporidium parvum

¹ College of Veterinary Medicine, Henan Agricultural University, Zhengzhou 450046, Henan, PR China
² International Joint Research Laboratory for Zoonotic Diseases of Henan, Zhengzhou 450046, Henan, PR China
³ Key Laboratory of Quality and Safety Control of Poultry Products, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Zhengzhou 450046, Henan, PR China
⁴ Department of Medicine, University of Alabama at Birmingham, Birmingham, AL 35249, USA

^* Corresponding authors: lixiaoying@henau.edu.cn (X. Li); smzhang2815@henau.edu.cn (S. Zhang)

Received: 1 January 2024
Accepted: 26 July 2024

Abstract

Cryptosporidium is a globally distributed zoonotic protozoan parasite that can cause severe diarrhea in humans and animals. L-type lectins are carbohydrate-binding proteins involved in multiple pathways in animals and plants, including protein transportation, secretion, innate immunity, and the unfolded protein response signaling pathway. However, the biological function of the L-type lectins remains unknown in Cryptosporidium parvum. Here, we preliminarily characterized an L-type lectin in C. parvum (CpLTL) that contains a lectin-leg-like domain. Immunofluorescence assay confirmed that CpLTL is located on the wall of oocysts, the surface of the mid-anterior region of the sporozoite and the cytoplasm of merozoites. The involvement of CpLTL in parasite invasion is partly supported by experiments showing that an anti-CpLTL antibody could partially block the invasion of C. parvum sporozoites into host cells. Moreover, the recombinant CpLTL showed binding ability with mannose and the surface of host cells, and competitively inhibited the invasion of C. parvum. Two host cell proteins were identified by proteomics which should be prioritized for future validation of CpLTL-binding. Our data indicated that CpLTL is potentially involved in the adhesion and invasion of C. parvum.

Résumé

Cryptosporidium est un parasite protozoaire zoonotique répandu dans le monde entier qui peut provoquer de graves diarrhées chez les humains et les animaux. Les lectines de type L sont des protéines liant les glucides impliquées dans de multiples voies chez les animaux et les plantes, notamment le transport des protéines, la sécrétion, l’immunité innée et la voie de signalisation de la réponse protéique dépliée. Cependant, la fonction biologique des lectines de type L reste inconnue chez Cryptosporidium parvum. Ici, nous avons caractérisé de manière préliminaire une lectine de type L chez C. parvum (CpLTL) qui contient un domaine de type jambe de lectine. Le test d’immunofluorescence a confirmé que CpLTL est localisée sur la paroi des oocystes, la surface de la région médio-antérieure du sporozoïte et le cytoplasme des mérozoïtes. L’implication de CpLTL dans l’invasion parasitaire est en partie étayée par des expériences montrant qu’un anticorps anti-CpLTL peut bloquer partiellement l’invasion des sporozoïtes de C. parvum dans les cellules hôtes. De plus, la CpLTL recombinante a montré une capacité de liaison avec le mannose et la surface des cellules hôtes et a inhibé de manière compétitive l’invasion de C. parvum. Deux protéines de cellules hôtes ont été identifiées par protéomique et devraient être prioritaires pour la validation future de la liaison avec CpLTL. Nos données indiquent que CpLTL est potentiellement impliquée dans l’adhésion et l’invasion de C. parvum.