Identification and functional studies of sand fly's immune-related genes

Abstract

- CZ Flebotomové (Diptera, Psychodidae) z rodů Phlebotomus a Lutzomyia jsou přenašeči parazitů Leishmania (Kinetoplastea, Trypanosomatida), původců leishmaniózy. Ve snaze přispět k vytvoření nových strategií kontroly přenosu tohoto onemocnění, jsme se zaměřili jsme se na molekulární aspekty interakce mezi imunitou vektoru a patogenem. Imunita flebotomů se skládá z buněčné a humorální složky, které fungují synergicky, aby zajistily účinnou ochranu proti patogenům. Náš výzkum byl zaměřený na humorální složku imunity flebotomů, konkrétně na její hlavní dráhy (Toll, Imd a Jak-STAT), jejich geny a fungování za různých podmínek, zejména během parazitární infekce. U Phlebotomus papatasi jsme popsali profily exprese genů Toll a Imd drah během různé bakteriální zátěže u larev a během infekce Leishmania major u dospělých samic. Dále jsme identifikovali geny pro tři antimikrobiální peptidy (AMP) a sledovali jejich expresi při parazitární infekci. To umožnilo identifikaci, defensinu, který byl specifický pro střevo a jehož exprese byla zvýšena během leishmaniové infekce. Prokázali jsme, že umlčení defensinových genů u P. papatasi vede k silnější infekci leishmaniemi a negativně ovlivňuje přežití flebotomů. Popsali jsme korelaci mezi Imd dráhou a expresí AMP pomocí umlčení transkripčního faktoru, relish....

Phlebotomine sand flies (Diptera, Psychodidae) from genera Phlebotomus and Lutzomyia are proven vectors of Leishmania (Kinetoplastea, Trypanosomatida), causative agent of leishmaniases, tropical neglected diseases. To contribute on creating new control strategies we investigated the molecular aspects of interaction between the vector and pathogen on the immunity level. Sand fly innate immunity is based on cellular and humoral events which work synergistically to secure effective protection against pathogens. Here we present our research on humoral aspects of sand fly immunity, specifically on main humoral pathways (Toll, Imd, and Jak- STAT), their genes and function under different conditions especially during Leishmania development in sand fly midgut. We have described gene expression profiles of Toll and Imd - related genes in Phlebotomus papatasi larvae fed with different microbe loads and in adult females infected with Leishmania major. We have identified three antimicrobial peptides (AMPs) in P. papatasi and followed their expression profiles during parasite infection and described a gut-specific defensin upregulated by Leishmania infection. We have proven that the knockdown of defensin genes in P. papatasi supports Leishmania infection and negatively affects sand fly survival. Moreover, we...