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Rodrigues V, Fernandez B, Vercoutere A, Chamayou L, Andersen A, Vigy O, Demettre E, Seveno M, Aprelon R, Giraud-Girard K, Stachurski F, Loire E, Vachiéry N, Holzmuller P. Immunomodulatory Effects of Amblyomma variegatum Saliva on Bovine Cells: Characterization of Cellular Responses and Identification of Molecular Determinants. Front Cell Infect Microbiol 2018; 7:521. [PMID: 29354598 PMCID: PMC5759025 DOI: 10.3389/fcimb.2017.00521] [Citation(s) in RCA: 11] [Impact Index Per Article: 1.6] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [Track Full Text] [Download PDF] [Figures] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 09/30/2017] [Accepted: 12/07/2017] [Indexed: 12/25/2022] Open
Abstract
The tropical bont tick, Amblyomma variegatum, is a tick species of veterinary importance and is considered as one of major pest of ruminants in Africa and in the Caribbean. It causes direct skin lesions, transmits heartwater, and reactivates bovine dermatophilosis. Tick saliva is reported to affect overall host responses through immunomodulatory and anti-inflammatory molecules, among other bioactive molecules. The general objective of this study was to better understand the role of saliva in interaction between the Amblyomma tick and the host using cellular biology approaches and proteomics, and to discuss its impact on disease transmission and/or activation. We first focused on the immuno-modulating effects of semi-fed A. variegatum female saliva on bovine peripheral blood mononuclear cells (PBMC) and monocyte-derived macrophages in vitro. We analyzed its immuno-suppressive properties by measuring the effect of saliva on PBMC proliferation, and observed a significant decrease in ConA-stimulated PBMC lymphoproliferation. We then studied the effect of saliva on bovine macrophages using flow cytometry to analyze the expression of MHC-II and co-stimulation molecules (CD40, CD80, and CD86) and by measuring the production of nitric oxide (NO) and pro- or anti-inflammatory cytokines. We observed a significant decrease in the expression of MHC-II, CD40, and CD80 molecules, associated with decreased levels of IL-12-p40 and TNF-α and increased level of IL-10, which could explain the saliva-induced modulation of NO. To elucidate these immunomodulatory effects, crude saliva proteins were analyzed using proteomics with an Orbitrap Elite mass spectrometer. Among the 336 proteins identified in A. variegatum saliva, we evidenced bioactive molecules exhibiting anti-inflammatory, immuno-modulatory, and anti-oxidant properties (e.g., serpins, phospholipases A2, heme lipoprotein). We also characterized an intriguing ubiquitination complex that could be involved in saliva-induced immune modulation of the host. We propose a model for the interaction between A. variegatum saliva and host immune cells that could have an effect during tick feeding by favoring pathogen dissemination or activation by reducing the efficiency of host immune response to the corresponding tick-borne diseases.
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Affiliation(s)
- Valérie Rodrigues
- Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement, UMR ASTRE "Animal, Santé, Territoire, Risques et Ecosystèmes,"Montpellier, France.,ASTRE, Université de Montpellier (I-MUSE), CIRAD, Institut National de la Recherche Agronomique, Montpellier, France
| | - Bernard Fernandez
- Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement, UMR ASTRE "Animal, Santé, Territoire, Risques et Ecosystèmes,"Montpellier, France.,ASTRE, Université de Montpellier (I-MUSE), CIRAD, Institut National de la Recherche Agronomique, Montpellier, France
| | - Arthur Vercoutere
- Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement, UMR ASTRE "Animal, Santé, Territoire, Risques et Ecosystèmes,"Montpellier, France.,ASTRE, Université de Montpellier (I-MUSE), CIRAD, Institut National de la Recherche Agronomique, Montpellier, France
| | - Léo Chamayou
- Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement, UMR ASTRE "Animal, Santé, Territoire, Risques et Ecosystèmes,"Montpellier, France.,ASTRE, Université de Montpellier (I-MUSE), CIRAD, Institut National de la Recherche Agronomique, Montpellier, France
| | - Alexandre Andersen
- Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement, UMR ASTRE "Animal, Santé, Territoire, Risques et Ecosystèmes,"Montpellier, France.,ASTRE, Université de Montpellier (I-MUSE), CIRAD, Institut National de la Recherche Agronomique, Montpellier, France
| | - Oana Vigy
- Institut de Génomique Fonctionnelle, Centre Nationnal de la Recherche Scientifique, Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale, Université de Montpellier, Montpellier, France
| | - Edith Demettre
- BioCampus Montpellier, Centre Nationnal de la Recherche Scientifique, Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale, Université de Montpellier, Montpellier, France
| | - Martial Seveno
- BioCampus Montpellier, Centre Nationnal de la Recherche Scientifique, Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale, Université de Montpellier, Montpellier, France
| | - Rosalie Aprelon
- Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement, UMR ASTRE "Animal, Santé, Territoire, Risques et Ecosystèmes,"Montpellier, France.,CIRAD, UMR ASTRE, Petit-Bourg, Guadeloupe, France
| | - Ken Giraud-Girard
- Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement, UMR ASTRE "Animal, Santé, Territoire, Risques et Ecosystèmes,"Montpellier, France.,CIRAD, UMR ASTRE, Petit-Bourg, Guadeloupe, France
| | - Frédéric Stachurski
- Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement, UMR ASTRE "Animal, Santé, Territoire, Risques et Ecosystèmes,"Montpellier, France.,ASTRE, Université de Montpellier (I-MUSE), CIRAD, Institut National de la Recherche Agronomique, Montpellier, France
| | - Etienne Loire
- Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement, UMR ASTRE "Animal, Santé, Territoire, Risques et Ecosystèmes,"Montpellier, France.,ASTRE, Université de Montpellier (I-MUSE), CIRAD, Institut National de la Recherche Agronomique, Montpellier, France
| | - Nathalie Vachiéry
- Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement, UMR ASTRE "Animal, Santé, Territoire, Risques et Ecosystèmes,"Montpellier, France.,ASTRE, Université de Montpellier (I-MUSE), CIRAD, Institut National de la Recherche Agronomique, Montpellier, France.,CIRAD, UMR ASTRE, Petit-Bourg, Guadeloupe, France
| | - Philippe Holzmuller
- Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement, UMR ASTRE "Animal, Santé, Territoire, Risques et Ecosystèmes,"Montpellier, France.,ASTRE, Université de Montpellier (I-MUSE), CIRAD, Institut National de la Recherche Agronomique, Montpellier, France
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