Importance of Immunogenic salivary glycans in eliciting resistance to ticks

Yale University, New Haven CT

Investigators

Linked publications & trials

Abstract

ABSTRACT    Ixodes  scapularis,  commonly  known  as  the  deer  tick,  is  the  predominant  tick  vector  of  several  human  pathogens  including  Borrelia  burgdorferi,  the  Lyme  disease  agent  and  transmits  the  harbored  pathogens  to  the  host  during  feeding.  Vaccines  against  these  tick-­borne  pathogens  are  not  available.  This proposal will examine a new paradigm that suggests a critical role for tick salivary glycans  in  provoking  immune  responses  in  the  host  critical  to  thwart  tick  feeding.  This  study  will  set  the  tone  for  the  development  of  tick  salivary  glycan-­based  vaccines  to  block  tick  feeding  and  prevent  transmission of multiple tick-­transmitted pathogens to the host.   William  Trager?s  seminal  observation  showed  that  repeated  tick  infestations  of  non-­permissive  hosts such as guinea pigs and rabbits provoke a brisk humoral immune response directed against critical  tick  salivary  components  that  results  in  thwarting  tick  feeding  ?  a  phenomenon  referred  to  as  acquired  tick-­resistance.  Our initial observations demonstrate that glycosylations on secreted tick salivary proteins  play  a  significant  role  in  eliciting  tick-­resistance  in  guinea  pigs.  Glycans  or  carbohydrates  decorations  present  on  several  tick  salivary  proteins  likely  maintain  the  structure  and  function  of  the  protein.  These  glycan  decorations  potentially  serve  as  ?vector-­associated-­molecular  patterns?  (VAMPs)  and  elicit  glycan-­specific immune responses that result in tick rejection. To develop this concept and to determine  the role of tick salivary glycans in the context of tick-­host interactions we will:     A. Identify immunogenic salivary glycans targeted by tick-­resistant guinea pig sera.     B. Identify salivary glycoproteins that contain immunogenic glycans.    C.  Determine  if  immunization  of  guinea  pigs  with  the  glycans  or  glycoproteins  might  provoke  tick-­ resistance  and  consequently  thwart  tick  feeding  and  prevent  pathogen  transmission.  We  will  use  B.  burgdorferi as an example of a tick-­transmitted pathogen.     The results of this effort will illuminate a new facet of tick salivary proteins ? the glycans that  decorate the proteins and the role of these glycans in modulating host immunity and offer new  approaches to impair tick feeding and prevent pathogen transmission.