Published February 28, 2024 | Version v1
Publication Open

Shrimp injection with dsRNA targeting the microsporidian EHP polar tube protein reduces internal and external parasite amplification

Creators

  • 1. Mahidol University
  • 2. Mahidol Oxford Tropical Medicine Research Unit
  • 3. National Science and Technology Development Agency
  • 4. National Center for Genetic Engineering and Biotechnology
  • 5. Rajamangala University of Technology Tawan-ok

Description

The microsporidian Enterocytozoon hepatopenaei (EHP) is a major threat to shrimp health worldwide. Severe EHP infections in shrimp cause growth retardation and increase susceptibility to opportunistic infections. EHP produces spores with a chitin wall that enables them to survive prolonged environmental exposure. Previous studies showed that polar tube extrusion is a prerequisite for EHP infection, such that inhibiting extrusion should prevent infection. Using a proteomic approach, polar tube protein 2 of EHP (EhPTP2) was found abundantly in protein extracts obtained from extruded spores. Using an immunofluorescent antibody against EhPTP2 for immunohistochemistry, extruded spores were found in the shrimp hepatopancreas (HP) and intestine, but not in the stomach. We hypothesized that presence of EhPTP2 might be required for successful EHP spore extrusion. To test this hypothesis, we injected EhPTP2-specific double-stranded RNA (dsRNA) and found that it significantly diminished EHP copy numbers in infected shrimp. This indicated reduced amplification of EHP-infected cells in the HP by spores released from previously infected cells. In addition, injection of the dsRNA into EHP-infected shrimp prior to their use in cohabitation with naïve shrimp significantly (p < 0.05) reduced the rate of EHP transmission to naïve shrimp. The results revealed that EhPTP2 plays a crucial role in the life cycle of EHP and that dsRNA targeting EHP mRNA can effectively reach the parasite developing in host cells. This approach is a model for future investigations to identify critical genes for EHP survival and spread as potential targets for preventative and therapeutic measures in shrimp.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

تشكل الكائنات الحية الدقيقة المعوية الكبدية (EHP) تهديدًا كبيرًا لصحة الجمبري في جميع أنحاء العالم. تسبب عدوى EHP الشديدة في الروبيان تأخر النمو وتزيد من التعرض للعدوى الانتهازية. ينتج EHP جراثيم بجدار الكيتين الذي يمكّنهم من البقاء على قيد الحياة أثناء التعرض البيئي لفترات طويلة. أظهرت الدراسات السابقة أن بثق الأنبوب القطبي هو شرط أساسي لعدوى EHP، مثل أن تثبيط البثق يجب أن يمنع العدوى. باستخدام نهج بروتيني، تم العثور على بروتين الأنبوب القطبي 2 من EHP (EhPTP2) بكثرة في مستخلصات البروتين التي تم الحصول عليها من الجراثيم المبثوقة. باستخدام جسم مضاد للفلورسنت المناعي ضد EhPTP2 للكيمياء النسيجية المناعية، تم العثور على جراثيم مقذوفة في الروبيان والبنكرياس الكبدي (HP) والأمعاء، ولكن ليس في المعدة. افترضنا أن وجود EhPTP2 قد يكون مطلوبًا لقذف بوغ EHP بنجاح. لاختبار هذه الفرضية، قمنا بحقن الحمض النووي الريبوزي مزدوج السلسلة الخاص بـ EhPTP2 (dsRNA) ووجدنا أنه قلل بشكل كبير من أرقام نسخ EHP في الروبيان المصاب. يشير هذا إلى انخفاض تضخيم الخلايا المصابة بـ EHP في HP بواسطة الجراثيم التي تم إطلاقها من الخلايا المصابة سابقًا. بالإضافة إلى ذلك، أدى حقن dsRNA في الروبيان المصاب بـ EHP قبل استخدامه في التعايش مع الروبيان الساذج بشكل كبير (p < 0.05) إلى تقليل معدل انتقال EHP إلى الروبيان الساذج. كشفت النتائج أن EhPTP2 يلعب دورًا حاسمًا في دورة حياة EHP وأن dsRNA الذي يستهدف EHP mRNA يمكن أن يصل بشكل فعال إلى الطفيلي الذي يتطور في الخلايا المضيفة. هذا النهج هو نموذج للتحقيقات المستقبلية لتحديد الجينات الهامة لبقاء EHP وانتشارها كأهداف محتملة للتدابير الوقائية والعلاجية في الروبيان.

Translated Description (French)

L'Enterocytozoon hepatopenaei (EHP) microsporidien est une menace majeure pour la santé des crevettes dans le monde entier. Les infections graves à PHE chez la crevette provoquent un retard de croissance et augmentent la sensibilité aux infections opportunistes. L'EHP produit des spores avec une paroi de chitine qui leur permet de survivre à une exposition environnementale prolongée. Des études antérieures ont montré que l'extrusion de tubes polaires est une condition préalable à l'infection par le PHE, de sorte que l'inhibition de l'extrusion devrait prévenir l'infection. En utilisant une approche protéomique, la protéine 2 du tube polaire de l'EHP (EhPTP2) a été trouvée en abondance dans des extraits protéiques obtenus à partir de spores extrudées. En utilisant un anticorps immunofluorescent contre EhPTP2 pour l'immunohistochimie, des spores extrudées ont été trouvées dans l'hépatopancréas (HP) et l'intestin des crevettes, mais pas dans l'estomac. Nous avons émis l'hypothèse que la présence d'EhPTP2 pourrait être nécessaire pour une extrusion réussie des spores d'EHP. Pour tester cette hypothèse, nous avons injecté de l'ARN double brin (ARNdb) spécifique d'EhPTP2 et avons constaté qu'il diminuait considérablement le nombre de copies de la PHE chez les crevettes infectées. Cela indiquait une amplification réduite des cellules infectées par l'EHP dans le HP par les spores libérées par les cellules précédemment infectées. De plus, l'injection de l'ARN double brin dans des crevettes infectées par le PHE avant leur utilisation en cohabitation avec des crevettes naïves a considérablement réduit (p < 0,05) le taux de transmission du PHE aux crevettes naïves. Les résultats ont révélé que EhPTP2 joue un rôle crucial dans le cycle de vie de l'EHP et que l'ARN double brin ciblant l'ARNm de l'EHP peut atteindre efficacement le parasite se développant dans les cellules hôtes. Cette approche est un modèle pour les recherches futures visant à identifier les gènes critiques pour la survie et la propagation de la PHE en tant que cibles potentielles pour des mesures préventives et thérapeutiques chez la crevette.

Translated Description (Spanish)

El microsporidio Enterocytozoon hepatopenaei (EHP) es una amenaza importante para la salud del camarón en todo el mundo. Las infecciones graves por EHP en camarones causan retraso en el crecimiento y aumentan la susceptibilidad a infecciones oportunistas. EHP produce esporas con una pared de quitina que les permite sobrevivir a una exposición ambiental prolongada. Estudios previos mostraron que la extrusión de tubo polar es un requisito previo para la infección por EHP, de modo que la inhibición de la extrusión debería prevenir la infección. Usando un enfoque proteómico, la proteína de tubo polar 2 de EHP (EhPTP2) se encontró abundantemente en extractos de proteínas obtenidos de esporas extruidas. Usando un anticuerpo inmunofluorescente contra EhPTP2 para inmunohistoquímica, se encontraron esporas extruidas en el hepatopáncreas (HP) y el intestino del camarón, pero no en el estómago. Planteamos la hipótesis de que la presencia de EhPTP2 podría ser necesaria para una extrusión exitosa de esporas de EHP. Para probar esta hipótesis, inyectamos ARN bicatenario específico de EhPTP2 (ARNbc) y descubrimos que disminuía significativamente el número de copias de EHP en camarones infectados. Esto indicó una amplificación reducida de las células infectadas con EHP en el HP por las esporas liberadas de las células previamente infectadas. Además, la inyección del ARNbc en camarones infectados con EHP antes de su uso en cohabitación con camarones sin tratamiento previo redujo significativamente (p < 0.05) la tasa de transmisión de EHP a camarones sin tratamiento previo. Los resultados revelaron que EhPTP2 desempeña un papel crucial en el ciclo de vida de EHP y que el ARNbc dirigido al ARNm de EHP puede llegar eficazmente al parásito que se desarrolla en las células huésped. Este enfoque es un modelo para futuras investigaciones para identificar genes críticos para la supervivencia y propagación de EHP como posibles objetivos para medidas preventivas y terapéuticas en camarones.

Files

s41598-024-55400-2.pdf.pdf

Files (2.2 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:9eae892718e49d76162599791d3a9a65
2.2 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
حقن الروبيان مع dsRNA الذي يستهدف بروتين الأنبوب القطبي EHP للأبواغ الدقيقة يقلل من تضخيم الطفيليات الداخلية والخارجية
Translated title (French)
L'injection de crevettes avec de l'ARN double brin ciblant la protéine de tube polaire EHP microsporidienne réduit l'amplification parasitaire interne et externe
Translated title (Spanish)
La inyección de camarones con ARNbc dirigido a la proteína del tubo polar EHP de microsporidios reduce la amplificación interna y externa del parásito

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4392236026
DOI
10.1038/s41598-024-55400-2

Is supplement to
https://openalex.org/W4388924005 (Other)
https://openalex.org/W4362585360 (Other)
https://openalex.org/W2414688684 (Other)
https://openalex.org/W2357187341 (Other)
https://openalex.org/W2234582231 (Other)
https://openalex.org/W2221940073 (Other)
https://openalex.org/W2115990397 (Other)
https://openalex.org/W2073691172 (Other)
https://openalex.org/W2042592050 (Other)
https://openalex.org/W1989547640 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Thailand

References

  • https://openalex.org/W1497810016
  • https://openalex.org/W1979164701
  • https://openalex.org/W1988041210
  • https://openalex.org/W1990092996
  • https://openalex.org/W1996821296
  • https://openalex.org/W2002952387
  • https://openalex.org/W2005024776
  • https://openalex.org/W2014401181
  • https://openalex.org/W2071319078
  • https://openalex.org/W2084437560
  • https://openalex.org/W2085189335
  • https://openalex.org/W2102896670
  • https://openalex.org/W2115503171
  • https://openalex.org/W2130879337
  • https://openalex.org/W2143660331
  • https://openalex.org/W2183423560
  • https://openalex.org/W2343555878
  • https://openalex.org/W2345559765
  • https://openalex.org/W2478096793
  • https://openalex.org/W2554303099
  • https://openalex.org/W2570723803
  • https://openalex.org/W2793738693
  • https://openalex.org/W2888072630
  • https://openalex.org/W2941964476
  • https://openalex.org/W3033453640
  • https://openalex.org/W3083199929
  • https://openalex.org/W3085847135
  • https://openalex.org/W3110029109
  • https://openalex.org/W3171208713
  • https://openalex.org/W3212348033
  • https://openalex.org/W4211233412
  • https://openalex.org/W4220782757
  • https://openalex.org/W4378781793
  • https://openalex.org/W818273987