Characterization of serine proteases of Schistosoma mansoni involved in interaction with host

Abstract

Schistosomóza je závažné parazitární onemocnění způsobené motolicemi rodu Schistosoma. I ve 21. století zůstává celosvětovým zdravotním problémem, neboť je jí nakaženo více než 250 milionů lidí v 78 zemích světa. Současná terapie je založena především na dvou lécích, praziquantelu a oxamniquinu. Vzrůstající riziko vzniku rezistence vyvolává potřebu nových alternativních chemoterapeutik nebo vakcín. Proteázy schistosom se podílejí na mnoha kritických interakcích parazita s hostitelem, a proto představují slibné cíle pro vývoj nových léčebných strategií proti schistosomóze. Tato dizertační práce se zaměřuje na charakterizaci serinových proteáz krevničky Schistosoma mansoni a na určení jejich role v interakci s lidským hostitelem za použití genomických a bioinformatických přístupů, včetně metod molekulární biologie RNA a proteinové biochemie. Nejprve byly pomocí funkční proteomiky klasifikovány hlavní typy proteolytických aktivit v exkrečně sekrečních produktech vylučovaných vývojovými stadii S. mansoni žijícími v krvi hostitele. Analýza odhalila komplexnost těchto proteolytických aktivit, které jsou jedinečné pro každé stádium parazitující v lidském hostiteli. U všech studovaných stádií byla v sekrečních produktech detekován významný podíl aktivit serinových proteáz. Následně byla v genomové databázi...

Schistosomiasis is a serious parasitic disease, caused by blood flukes of the genus Schistosoma. It remains a global health problem in the 21st century, with more than 250 million people infected in 78 countries. Current therapy relies on the drugs praziquantel and oxamniquine, for which there are concerns of emerging drug resistance. Proteases of schistosomes are involved in critical steps of host-parasite interactions and are promising targets for the development of new therapeutic strategies against schistosomiasis. This work focuses on the characterization of Schistosoma mansoni serine proteases (SmSPs) and the determination of their role in the interaction with the human host using a variety of genomic, bioinformatic, RNA- and protein-based techniques. First, the major types of proteolytic activities secreted by the blood-dwelling developmental stages of S. mansoni were classified using functional proteomics. The analysis revealed the complexity of proteolytic activities secreted by the schistosome life stages parasitizing the human host. All stages secreted significant serine protease activities, and consequently their genes were retrieved from the genome database and annotated. Localization in adult worms determined by fluorescence in situ RNA hybridization revealed complex expression...