Antimicrobial and antiborrelial characterization of Dermacentor marginatus defensin.

RNDr. Tereza CHRUDIMSKÁ

Advanced ('rigorózní') thesis

Abstract:

Ticks, as blood sucking arthropods, are able to transmit various pathogens. Their immune system involves many antimicrobial molecules to fight against them. Among these antimicrobials, defensins, a 5.3 kDa peptides, play an important role in rapid immune answer. In this study we examined the antimicrobial spectrum of Dermacentor marginatus defensin (def DM) with respect to the fact that Dermacentor variabilis ticks are not able to successfully maintain and transmit Borrelia burgdorferi sensu lato, the causative agent of Lyme disease. Expression of the def DM gene was detected in hemolymph, midgut and salivary glands. Defensin was isolated from hemolymph using RP-HPLC and its sequence was determined by mass spectrometry and Edman degradation. Synthetic mature peptide def DM revealed an anti-Gram-positive bacterial role as well as borreliacidal activity, with concentration dependent influence. These results suggest a possible role in the clearing of borrelia spirochetes ingested by D. marginatus ticks.

Abstract:

Klíšťata, jakožto krev-sající členovci, mohou přenášet různé patogenní mikroorganismy. Imunitní systém klíšťat zahrnuje mnoho antimikrobiálních molekul, které se účinně podílejí na jejich eliminaci. Jednou ze skupin antimikrobiálních látek jsou defensiny, 5,3 kDa velké peptidy, které hrají významnou roli v rychlé imunitní reakci. V této práci jsme testovali antimikrobiální spektrum defensinu klíštěte Dermacentor marginatus (def DM)s přihlédnutím k faktu, že americké příbuzné klíště Dermacentor variabilis není schopno přenášet onemocnění způsobené spirochetami lymeské boreliózy. Exprese genu pro deDM byla detekována v hemolymfě, ve střevě a ve slinných žlázách. Následně byl nativní defensin isolován z hemolymfy pomocí RP-HPLC a jeho sekvence aminokyselin byla ověřena pomocí hmotnostní spektrometrie a Edmanovou degradací. Syntetický peptid defDM vykazoval antimikrobiální aktivity proti Gram-pozitivním bakteriím a spirochétám Borrelia afzelii. Tyto výsledky naznačují, že by se mohli defensiny podílet na eliminaci borelií přijatých při sání klíštětem D. marginatus.

Keywords

klíště, Dermacentor, lymeská borelióza, antimikrobiální peptidy, přirozená imunita

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 4. 1. 2019

Thesis defence

• Date of defence: 22. 1. 2019

UNIVERSITY OF SOUTH BOHEMIA IN ČESKÉ BUDĚJOVICE

Faculty of Science

Advanced ('rigorózní řízení') programme / field:
Biology / Klinická biologie