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ENDOGENOUSLY-EXPRESSED NH2-TERMINUS OF CIRCUMSPOROZOITE PROTEIN INTERFERES WITH SPOROZOITE INVASION OF MOSQUITO SALIVARY GLANDS
Plasmodium falciparum
Circumsporozoite protein
Sindbis virus
Transgenic mosquitoes
Aedes aegypti
Author
Affilliation
Universidade de São Paulo. Instituto de Ciências Biomédicas. Departamento de Parasitologia. Laboratório de Mosquitos Genéticamente Modificados. São. Paulo, SP, Brasil.
Universidade de São Paulo. Instituto de Ciências Biomédicas. Departamento de Parasitologia. Laboratório de Mosquitos Genéticamente Modificados. São. Paulo, SP, Brasil.
Universidade de São Paulo. Instituto de Ciências Biomédicas. Departamento de Parasitologia. Laboratório de Mosquitos Genéticamente Modificados. São. Paulo, SP, Brasil.
Universidade de São Paulo. Instituto de Ciências Biomédicas. BSL3+ Laboratório. São Paulo, SP, Brasil.
Universidade de São Paulo. Instituto de Ciências Biomédicas. Departamento de Parasitologia. Laboratório de Mosquitos Genéticamente Modificados. São. Paulo, SP, Brasil.
University of California Irvine. Department of Molecular Biology and Biochemistry. Irvine, CA, USA.
University of California Irvine. Department of Molecular Biology and Biochemistry. Irvine, CA, USA.
University of California Irvine. Department of Molecular Biology and Biochemistry. Irvine, CA, USA / University of California Irvine. Department of Microbiology and Molecular Genetics. Irvine, CA, USA.
Fundação Oswaldo Cruz. instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Biologia Molecular de Flavivirus. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade de São Paulo. Instituto de Ciências Biomédicas. Departamento de Parasitologia. Laboratório de Mosquitos Genéticamente Modificados. São. Paulo, SP, Brasil.
Universidade de São Paulo. Instituto de Ciências Biomédicas. Departamento de Parasitologia. Laboratório de Mosquitos Genéticamente Modificados. São. Paulo, SP, Brasil.
Universidade de São Paulo. Instituto de Ciências Biomédicas. Departamento de Parasitologia. Laboratório de Mosquitos Genéticamente Modificados. São. Paulo, SP, Brasil.
Universidade de São Paulo. Instituto de Ciências Biomédicas. BSL3+ Laboratório. São Paulo, SP, Brasil.
Universidade de São Paulo. Instituto de Ciências Biomédicas. Departamento de Parasitologia. Laboratório de Mosquitos Genéticamente Modificados. São. Paulo, SP, Brasil.
University of California Irvine. Department of Molecular Biology and Biochemistry. Irvine, CA, USA.
University of California Irvine. Department of Molecular Biology and Biochemistry. Irvine, CA, USA.
University of California Irvine. Department of Molecular Biology and Biochemistry. Irvine, CA, USA / University of California Irvine. Department of Microbiology and Molecular Genetics. Irvine, CA, USA.
Fundação Oswaldo Cruz. instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Biologia Molecular de Flavivirus. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade de São Paulo. Instituto de Ciências Biomédicas. Departamento de Parasitologia. Laboratório de Mosquitos Genéticamente Modificados. São. Paulo, SP, Brasil.
Abstract
Background: The circumsporozoite protein is the most abundant polypeptide expressed by sporozoites, the malaria
parasite stage capable of infecting humans. Sporozoite invasion of mosquito salivary glands prior to transmission
is likely mediated by a receptor/ligand-like interaction of the parasites with the target tissues, and the amino (NH2)terminal
portion of CSP is involved in this interaction but not the TSR region on the carboxyl (C)-terminus. Peptides
based on the NH2-terminal domain could compete with the parasites for the salivary gland receptors and thus inhibit
penetration.
Methods: Peptides based on the NH2-terminus and TSR domains of the CSP from avian or human malaria para‑
sites, Plasmodium gallinaceum and Plasmodium falciparum, respectively, were expressed endogenously in mosquito
haemolymph using a transient (Sindbis virus-mediated) or stable (piggyBac-mediated transgenesis) system.
Results: Transient endogenous expression of partial NH2-terminus peptide from P. falciparum CSP in P. gallinaceum-infected
Aedes aegypti resulted in a reduced number of sporozoites in the salivary glands. When a transgenic
approach was used to express a partial CSP NH2-terminal domain from P. gallinaceum the number of sporozoites in
the salivary glands did not show a difference when compared to controls. However, a significant difference could be
observed when mosquitoes with a lower infection were analysed. The same result could not be observed with mos‑
quitoes endogenously expressing peptides based on the TSR domain from either P. gallinaceum or P. falciparum.
Conclusion: These results support the conclusion that CSP partial NH2-terminal domain can be endogenously
expressed to promote a competition for the receptor used by sporozoites to invade salivary glands, and they could
be used to block this interaction and reduce parasite transmission. The same effect cannot be obtained with peptides
based on the TSR domain.
Keywords
Plasmodium gallinaceumPlasmodium falciparum
Circumsporozoite protein
Sindbis virus
Transgenic mosquitoes
Aedes aegypti
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