Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

Under det senaste decenniet har ett nytt forskningsområde vuxit fram som handlar om kartläggning
av extracellulära vesiklar (EV) från parasiter samt hur de kan påverka värddjurets immunförsvar.
EV är lipidmembranförsedda blåsor innehållande bland annat proteiner och nukleinsyror och som
används för cellkommunikation. Parasiter kan använda EV för att kommunicera med värddjurets
celler och modifiera dem till sin fördel.
Då fler och fler parasiter utvecklar resistens mot anthelmintika är det önskvärt att hitta ett alternativt
behandlingssätt. Ett alternativ som diskuteras inom forskarvärlden är att rikta ett vaccin mot parasitens EV, vilket skulle blockera EV:s inverkan på värddjuret och i längde förhindra en parasitinfektion.
För att kunna skapa ett vaccin krävs dock gedigen grundforskning. I detta arbete tas ett första steg
att undersöka EV från Parascaris univalens (hästens spolmask). Ett av huvudsyftena med arbetet
var att visa att EV från P. univalens larver går att rena fram i in vitro kultur. Detta lyckades fastslås
genom att detektera specifika gener för Parascaris, ”glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase”
(GPD-1) och aktin, i framrenade EV.
I arbetet undersöktes även hur P. univalens-larver och deras exkretoriska/sekretoriska produkter
(ESP), innehållande bland annat EV, påverkar hästens immunceller. Med hjälp av qPCR studerades
genuttrycksförändringar hos ”dual specificity protein phosphatase 1” (DUSP1), en gen som påverkar
”mitogen-activated protein” (MAP)-kinas signalering. Resultatet visar att DUSP1 ökar i uttryck hos
immunceller utsatta för P. univalens-larver. Resultaten är dock osäkra och det krävs flera liknande
försök för att säkerställa sambandet.
Utöver detta utformades även ett protokoll för att skapa bakteriefria larvkulturer av P. univalens,
vilket framöver kommer underlätta vid cellkultursförsök med parasitlarver. Arbetet ledde även till
modifiering av protokoll för larvutveckling på grund av upptäckten att larvutvecklingen försämras
när för många ägg inkuberas tillsammans. Bästa resultaten sågs när färre än 10 000 ägg inkuberades,
i 15 ml vatten.
Den lyckade framreningen av EV, P. univalens larvers påverkan på DUSP1:s genuttryck samt
utformningen och modifieringen av protokoll rörande hantering av P. univalens-larver lägger grunden för fortsatta studier av EV från Parascaris. Förhoppningen är att detta i framtiden kan leda till
upptäckten av en lämplig vaccinkandidat mot parasiten.

In the last decade, research on how extracellular vesicles (EV) from parasites can affect the host has
become an increasing area of research. EV are lipid membrane vesicles containing proteins and
nucleic acids among other things and are used for cell-cell communication. Parasites´ EV are used
by the parasite to communicate and modify the host´s immune system.
As an increasing number of parasites develop resistance to anthelmintics, it is desirable to find an
alternative treatment. An alternative that is being discussed within the research community is to
target a vaccine against the parasite's EV and thus block their impact on the host animal and in the
long run prevent a parasitic infection.
In order to create a vaccine, however, basic research is required. In this work, a first step is taken to
investigate EV from Parascaris univalens (the equine roundworm). One of the main purposes of the
work was to show that EV from P. univalens larvae can be purified in in vitro culture. This was
established by detecting specific genes for Parascaris, glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase
(GPD-1) and actin, in purified EV.
The work also investigated how P. univalens larvae and their excretory/secretory products (ESP),
containing EV among other things, affect equine immune cells. By using qPCR, changes in gene
expression were studied in dual specificity protein phosphatase 1 (DUSP1), a gene that affects
mitogen-activated protein (MAP) kinase signaling. The results show an increase expression of
DUSP1 in immune cells exposed to P. univalens larvae. The results, however, are uncertain and
further cell culture experiments are needed to ensure the correlation.
In addition, a protocol was designed to create bacteria-free larval cultures from P. univalens, which
in the future could be of use for cell culture experiments with parasitic larvae. The work also led to
modification of protocol for larval development of P. univalens, due to the discovery of poor larval
development when too many eggs were incubated together. The best results were seen when less
than 10 000 eggs were incubated, in 15ml of water.
The successful purification of EV, P. univalens larvae's impact on DUSP1 gene expression and the
design and modification of protocols for the management of P. univalens larvae, lay the foundation
for further studies of Parascaris´ EV. Hopefully, in the future, it may lead to the discovery of a
suitable vaccine candidate against the parasite.