Human African Trypanosomiasis Trypanosoma gambiense specific - PowerPoint PPT Presentation

Human ¡African ¡Trypanosomiasis ¡

Trypanosoma ¡gambiense ¡ specific ¡an8bodies ¡persist ¡in ¡blood ¡a;er ¡an8genic ¡shi; ¡ Variant ¡Surface ¡Glycoproteins ¡ ¡

1. ¡Stage ¡II ¡HAT ¡pa8ents ¡ 4. ¡Lumbar ¡puncture ¡ Is ¡it ¡flu ¡or ¡is ¡it ¡HAT? ¡ Stage ¡I ¡ ¡ Parasite ¡lives ¡in ¡the ¡blood ¡and ¡lymph ¡nodes ¡ 5. ¡Visual ¡confirma8on ¡ 2. ¡Collec8ng ¡blood ¡samples ¡ Ø ¡ ¡headache ¡ Ø ¡ ¡fever ¡ Ø ¡ ¡weakness ¡ ¡ Ø ¡ ¡pain ¡in ¡the ¡joints ¡and ¡s8ffness ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ Stage ¡II ¡ ¡ 3. ¡CATT ¡-­‑ ¡an8body ¡test ¡ parasite ¡penetrates ¡blood-­‑brain ¡barrier ¡ 6. ¡HAT ¡parasite ¡iden8fica8on ¡ Ø ¡ ¡confusion ¡ Ø ¡ ¡poor ¡coordina8on ¡ Ø ¡ ¡psychiatric ¡disorders ¡ Ø ¡ ¡seizures ¡ ¡ Ø ¡ ¡paralysis ¡ Ø ¡ ¡coma ¡ ¡

Current ¡HAT ¡diagnos8c ¡methods ¡are ¡not ¡suitable ¡for ¡use ¡in ¡the ¡field ¡

Aim: ¡Design ¡an ¡alterna8ve ¡diagnos8c ¡system ¡for ¡detec8on ¡of ¡HAT, ¡ tailored ¡for ¡use ¡in ¡sub-­‑Saharan ¡Africa ¡ Sensi8ve ¡ Portable ¡ ¡ ¡ Specific ¡ Simple ¡ ¡ ¡ Thermostable ¡ Measurable ¡output ¡ ¡ ¡ Inexpensive ¡ Easy ¡to ¡use ¡

Solu8on : ¡ E.coli ¡display ¡of ¡pep8de ¡epitopes, ¡integrated ¡ ¡ with ¡quorum-­‑sensing ¡AND ¡gate ¡logic ¡ ¡ ¡ E.coli ¡surface ¡display ¡ ¡ ¡ ¡Quorum ¡sensing ¡AND ¡gate ¡ HSL ¡ Sender device Receiver device Autotransporter 1 S R Epitope 1 Autotransporter 2 Epitope 2 Antibody 1 Antibody 2

Quorum ¡sensing ¡based ¡AND ¡gate ¡logic ¡of ¡our ¡design ¡ ¡ ¡1. ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡2. ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡3. ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡4. ¡ HSL ¡ HSL ¡

Ho How ¡d w ¡did id ¡w ¡we ¡t e ¡tes est ¡ou ¡our ¡id r ¡idea? ea? QS ¡ ¡ QS ¡ GFP ¡detector ¡ mathema8cal ¡ Autotransporters ¡ tes8ng ¡in ¡the ¡ for ¡HAT ¡ modelling ¡ ¡ lab ¡

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¡ ¡ ¡ ¡En ¡ ¡ ¡ ¡Engin gineerin eering ¡au g ¡autot otran ansp sport orter ers ¡f s ¡for ¡su or ¡success ccessfu ful ¡d l ¡disp ispla lay ¡of ¡ep y ¡of ¡epit itop opes es ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡Ag43 ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡Ag43 ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ INP INP Ag43 ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡Ag43+FLAG ¡ ¡ ¡ ¡3. ¡β-­‑hairpins ¡removal ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡(-­‑) ¡β ¡hairpins ¡ ¡

Successful ¡ ¡detec7on ¡ ¡of ¡ ¡FL FLAG ¡ ¡on ¡ ¡the ¡ ¡cell ¡ ¡surface! Immunolabelling ¡ Ag43 ¡only-­‑100X ¡ Ag43+FLAG-­‑100X ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡

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Rapid ¡ ¡HSL ¡ ¡difffusion ¡ ¡prevents ¡ ¡short-­‑ -­‑range ¡ ¡QS QS ¡ ¡signalling Quorum ¡sensing ¡is ¡solely ¡due ¡to ¡the ¡ • background ¡HSL ¡build-­‑up ¡ Juxtaposed ¡bacteria ¡did ¡not ¡produce ¡ • enhanced ¡QS ¡

Model ¡ ¡predicted ¡ ¡imp mproved ¡ ¡QS QS ¡ ¡response ¡ ¡through ¡ ¡surface ¡ ¡ binding binding HSL ¡ HSL ¡ ¡ L S H S ¡ HSL ¡ HSL ¡ S ¡ HSL ¡ HSL ¡ HSL ¡

Experime mental ¡ ¡Confi firma ma7on 6000 ¡ QS ¡Response: ¡Free ¡vs ¡Immobilised ¡Cells ¡ 5000 ¡ GFP ¡(Ex.485nm/Em.520nm) ¡ 4000 ¡ Freely-­‑Suspended ¡Cells ¡ 3000 ¡ Surface-­‑Immobilised ¡Cells ¡ 2000 ¡ 1000 ¡ 0 ¡ 0 ¡ 50 ¡ 100 ¡ 150 ¡ 200 ¡ 250 ¡ 300 ¡ 350 ¡ 400 ¡ Incuba8on ¡Time ¡(mins) ¡

¡ ¡ ¡ ¡ ¡Will ¡non ¡ ¡ ¡ ¡ ¡Will ¡n on-­‑b -­‑bou ound ¡cells ¡giv ¡cells ¡give ¡u e ¡us ¡f s ¡false ¡p alse ¡posi7 osi7ves? ¡Y es? ¡Yes! es! S ¡ L S ¡ ¡ ¡ ¡HSL ¡ H ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ H S L ¡ S S ¡ R R

Quorum ¡sensing ¡depends ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡on ¡the ¡presence ¡of ¡an ¡ an8body ¡specific ¡epitope ¡ ¡ 1. ¡Receiver ¡+ ¡Sender ¡ ¡ ¡ 2. ¡Ag43 ¡+ ¡FLAG-­‑Receiver ¡+ ¡Sender ¡ ¡ ¡ Legend: ¡ ¡

Successful ¡use ¡of ¡quorum ¡sensing ¡to ¡detect ¡FLAG ¡pull-­‑down ¡ 900 ¡ + ¡ 800 ¡ 700 ¡ ¡GFP ¡ ¡ ¡Fluorescence ¡ 600 ¡ 500 ¡ 400 ¡ 300 ¡ 200 ¡ + ¡ 100 ¡ 0 ¡ 0 ¡ 50 ¡ 100 ¡ 150 ¡ 200 ¡ 250 ¡ 300 ¡ 350 ¡ 400 ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ Incuba8on ¡Time ¡(minutes) ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡

Assay ¡for ¡HAT ¡detec8on ¡ ¡ Immobilize ¡an8bodies ¡ ¡ ¡Add ¡prewashed ¡ E.coli ¡expressing ¡ Ag43+mimotope ¡VSG ¡1.3 ¡+ ¡Sender ¡ ¡ Wash ¡ Add ¡prewashed ¡ E.coli ¡expressing ¡ Ag43+mimotope ¡VSG ¡1.5 ¡+ ¡Receiver ¡ HSL Wash ¡ Ag43+mimotope ¡ Ag43+mimotope ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡Sender Receiver ¡ VSG ¡1.3 ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡VSG ¡1.5 Incubate ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡An8-­‑ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡An8-­‑ ¡ GFP ¡=> ¡HAT ¡posi8ve ¡ VSG ¡1.3 ¡Ab ¡ VSG ¡1.5 ¡Ab ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ Poly-­‑L-­‑Lysine ¡