Abstract

The genomes of most protozoa encode families of variant surface antigens. In some parasitic microorganisms, it has been demonstrated that mutually exclusive changes in the expression of these antigens allow parasites to evade the host’s immune response. It is widely assumed that antigenic variation in protozoan parasites is accomplished by the spontaneous appearance within the population of cells expressing antigenic variants that escape antibody-mediated cytotoxicity. Here we show, both in vitro and in animal infections, that antibodies to Variant-specific Surface Proteins (VSPs) of the intestinal parasite Giardia lamblia are not cytotoxic, inducing instead VSP clustering into liquid-ordered phase membrane microdomains that trigger a massive release of microvesicles carrying the original VSP and switch in expression to different VSPs by a calcium-dependent mechanism. This novel mechanism of surface antigen clearance throughout its release into microvesicles coupled to the stochastic induction of new phenotypic variants not only changes current paradigms of antigenic switching but also provides a new framework for understanding the course of protozoan infections as a host/parasite adaptive process.

Antigenic variation in protozoan parasites is considered a spontaneous process and antibodies to these variant antigens were cytotoxic. The clearance of the former antigen during antigenic switching is thought to occur by dilution of the original antigen. In this work, the authors provide in vitro and in vivo evidence, that low concentrations of antibodies against Variant-specific Surface Proteins (VSPs) of the intestinal parasite Giardia lamblia are not cytotoxic but induce a robust stimulation of the switching process and the release of the former antigen into extracellular microvesicles. This process is mediated by antibody-induced clustering of VSPs into Lo-phase membrane microdomains through the raftophilic capability of the highly conserved transmembrane domain of the VSPs.

Details

Title
Antibodies to variable surface antigens induce antigenic variation in the intestinal parasite Giardia lamblia
Author
Tenaglia, Albano H. 1   VIAFID ORCID Logo  ; Luján, Lucas A. 2   VIAFID ORCID Logo  ; Ríos, Diego N. 3 ; Molina, Cecilia R. 2   VIAFID ORCID Logo  ; Midlej, Victor 4 ; Iribarren, Paula A. 5 ; Berazategui, María A. 6 ; Torri, Alessandro 7   VIAFID ORCID Logo  ; Saura, Alicia 8 ; Peralta, Damián O. 2 ; Rodríguez-Walker, Macarena 2 ; Fernández, Elmer A. 9 ; Petiti, Juan P. 10 ; Serradell, Marianela C. 11 ; Gargantini, Pablo R. 2 ; Sparwasser, Tim 12 ; Alvarez, Vanina E. 5 ; de Souza, Wanderley 13 ; Luján, Hugo D. 2   VIAFID ORCID Logo 

 Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET)/Universidad Católica de Córdoba (UCC), Centro de Investigación y Desarrollo en Inmunología y Enfermedades Infecciosas (CIDIE), Córdoba, Argentina (GRID:grid.423606.5) (ISNI:0000 0001 1945 2152); Universidad Nacional de Córdoba, Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba (CIQUIBIC), CONICET, Córdoba, Argentina (GRID:grid.10692.3c) (ISNI:0000 0001 0115 2557) 
 Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET)/Universidad Católica de Córdoba (UCC), Centro de Investigación y Desarrollo en Inmunología y Enfermedades Infecciosas (CIDIE), Córdoba, Argentina (GRID:grid.423606.5) (ISNI:0000 0001 1945 2152) 
 Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET)/Universidad Católica de Córdoba (UCC), Centro de Investigación y Desarrollo en Inmunología y Enfermedades Infecciosas (CIDIE), Córdoba, Argentina (GRID:grid.423606.5) (ISNI:0000 0001 1945 2152); Universidad Católica de Córdoba, Clínica Universitaria Reina Fabiola, Córdoba, Argentina (GRID:grid.411954.c) (ISNI:0000 0000 9878 4966) 
 Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho and Centro Nacional de Biologia Estrutural e Bioimagem (CENABIO), Rio de Janeiro, Brazil (GRID:grid.8536.8) (ISNI:0000 0001 2294 473X); Fundação Oswaldo Cruz (FIOCRUZ), Instituto Oswaldo Cruz, Rio de Janeiro, Brazil (GRID:grid.418068.3) (ISNI:0000 0001 0723 0931) 
 Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET)/Universidad Nacional de General San Martín (UNSAM), Instituto de Investigaciones Biotecnológicas (IIBIO), Buenos Aires, Argentina (GRID:grid.423606.5) (ISNI:0000 0001 1945 2152) 
 Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET)/Universidad Nacional de General San Martín (UNSAM), Instituto de Investigaciones Biotecnológicas (IIBIO), Buenos Aires, Argentina (GRID:grid.423606.5) (ISNI:0000 0001 1945 2152); Imperial College London, Department of Life Sciences, Sir Alexander Fleming Building, London, UK (GRID:grid.7445.2) (ISNI:0000 0001 2113 8111) 
 Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET)/Universidad Católica de Córdoba (UCC), Centro de Investigación y Desarrollo en Inmunología y Enfermedades Infecciosas (CIDIE), Córdoba, Argentina (GRID:grid.423606.5) (ISNI:0000 0001 1945 2152); Institut Pasteur, Viruses and RNA Interference Unit, CNRS Unité Mixte de Recherche, Paris, France (GRID:grid.428999.7) (ISNI:0000 0001 2353 6535) 
 Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET)/Universidad Católica de Córdoba (UCC), Centro de Investigación y Desarrollo en Inmunología y Enfermedades Infecciosas (CIDIE), Córdoba, Argentina (GRID:grid.423606.5) (ISNI:0000 0001 1945 2152); Universidad Nacional de Córdoba, Cátedra de Química Biológica, Facultad de Ciencias de la Salud, Córdoba, Argentina (GRID:grid.10692.3c) (ISNI:0000 0001 0115 2557) 
 Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET)/Universidad Católica de Córdoba (UCC), Centro de Investigación y Desarrollo en Inmunología y Enfermedades Infecciosas (CIDIE), Córdoba, Argentina (GRID:grid.423606.5) (ISNI:0000 0001 1945 2152); Fundación para el progreso de la Medicina, Córdoba, Argentina (GRID:grid.423606.5) 
10  Centro de Microscopía Electrónica, Facultad de Ciencias Médicas. CONICET/Universidad Nacional de Córdoba, Instituto de Investigaciones en Ciencias de la Salud (INICSA), Córdoba, Argentina (GRID:grid.10692.3c) (ISNI:0000 0001 0115 2557) 
11  Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET)/Universidad Católica de Córdoba (UCC), Centro de Investigación y Desarrollo en Inmunología y Enfermedades Infecciosas (CIDIE), Córdoba, Argentina (GRID:grid.423606.5) (ISNI:0000 0001 1945 2152); Universidad Nacional de Córdoba, Laboratorio de Parasitología y Micología, Departamento de Bioquímica Clínica, Facultad de Ciencias Químicas, Córdoba, Argentina (GRID:grid.10692.3c) (ISNI:0000 0001 0115 2557) 
12  University Medical Center of the Johannes Gutenberg-University Mainz, Institute of Medical Microbiology and Hygiene, Mainz, Germany (GRID:grid.410607.4) 
13  Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho and Centro Nacional de Biologia Estrutural e Bioimagem (CENABIO), Rio de Janeiro, Brazil (GRID:grid.8536.8) (ISNI:0000 0001 2294 473X) 
Pages
2537
Publication year
2023
Publication date
2023
Publisher
Nature Publishing Group
e-ISSN
20411723
Source type
Scholarly Journal
Language of publication
English
ProQuest document ID
2808773478
Copyright
© The Author(s) 2023. This work is published under http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ (the “License”). Notwithstanding the ProQuest Terms and Conditions, you may use this content in accordance with the terms of the License.