# The roles of Anaplasma phagocytophilum surface proteins in infection

> **NIH NIH R01** · VIRGINIA COMMONWEALTH UNIVERSITY · 2021 · $408,604

## Abstract

Human granulocytic anaplasmosis (HGA) is a potentially fatal tick-­borne infection. The steep rise in the 
number of reported cases in recent years, evidence that the true number is grossly underreported, and 
its  potential  for  severe  outcome  make  HGA  an  emerging  disease  and  serious  health  concern.  The 
etiologic  agent  is  Anaplasma  phagocytophilum  (Ap),  an  obligate  intracellular  bacterium  that  invades 
neutrophils  and  endothelial  cells.  Like  all  obligate  intracellular  bacteria,  Ap  must  enter  host  cells  to 
survive. Identifying the bacterial adhesins and host cell receptors that mediate this essential process is 
fundamental  to  understanding  Ap  pathogenesis  and  for  preventing  infection.  We  have  made  great 
progress on this front during the previous funding period. We identified three Ap adhesins called OmpA, 
Asp14, and AipA that are sufficient and necessary for optimal invasion of myeloid and endothelial cells. 
Ap upregulates each of these at two critical stages of the infection cycle that make them ideal targets 
for neutralizing antibodies: when it converts to the infectious form that invades host cells and during the 
tick bloodmeal that transmits Ap into mammals. The three adhesins are highly conserved among Ap 
strains. We delineated the adhesins’ essential binding domains as OmpA residues 59 to 74 (OmpA59-­
74), Asp14 residues 113 to 124 (Asp14113-­124), and AipA residues 9 to 21 (AipA9-­21). An antibody cocktail 
targeting  only  these  three  binding  domains  blocks  Ap  infection  of  host  cells  in  vitro.  In  terms  of 
comprehensively  dissecting  each  adhesin’s  role  in  invasion,  we  achieved  this  first  for  OmpA  by 
identifying its receptor and delineating the two OmpA amino acids that mediate the interaction. We are 
now  focused  on  Asp14  and  AipA.  We  identified  the  Asp14  receptor  as  a  host  cell  surface  localized 
enzyme and confirmed that this interaction requires Asp14113-­124. While the Asp14 receptor contributes 
to Ap adhesion, its cell surface enzymatic activity is important for invasion. The mechanism by which it 
does so is undefined. We also identified two promising AipA receptor candidates. For our competitive 
renewal, we will build on these exciting data. In Aim 1, we will dissect the Asp14-­receptor interaction 
and its role in Ap infection in vitro and in vivo. In Aim 2, we will pinpoint the AipA receptor and define its 
relevance  to  infection.  In  Aim  3,  we  will  establish  the  importance  of  OmpA,  Asp14,  and  AipA  for  Ap 
infectivity in vivo using the mouse model of granulocytic anaplasmosis. Specifically, we will determine 
if immunizing against the adhesins’ binding domains protects against syringe-­ and tick-­transmitted Ap 
challenge. Doing so will yield a comprehensive understanding of Ap infection and establish a sound 
rationale for developing approaches for preventing HGA.

## Key facts

- **NIH application ID:** 10201419
- **Project number:** 5R01AI072683-15
- **Recipient organization:** VIRGINIA COMMONWEALTH UNIVERSITY
- **Principal Investigator:** Jason A Carlyon
- **Activity code:** R01 (R01, R21, SBIR, etc.)
- **Funding institute:** NIH
- **Fiscal year:** 2021
- **Award amount:** $408,604
- **Award type:** 5
- **Project period:** 2007-07-15 → 2022-06-30

## Primary source

NIH RePORTER: https://reporter.nih.gov/project-details/10201419

## Citation

> US National Institutes of Health, RePORTER application 10201419, The roles of Anaplasma phagocytophilum surface proteins in infection (5R01AI072683-15). Retrieved via AI Analytics 2026-05-22 from https://api.ai-analytics.org/grant/nih/10201419. Licensed CC0.

---

*[NIH grants dataset](/datasets/nih-grants) · CC0 1.0*