Nedavni napredak u otkrivanju antigena krpelja i razvoju vakcine protiv krpelja, 2. dio

2.4. Malpighian-Asociated Antigen Candidates

U živim organizmima, 50 -nukleotidaze su široko rasprostranjena grupa enzima u različitim vrstama krpelja. Postoje značajne sličnosti između 50 -nukleotidaze krpelja i enzima prisutnih u kralježnjacima, a ovi enzimi provode niz navodnih funkcija, uključujući uključenost u puteve spašavanja purina [108]. Među krpeljima, ova grupa enzima se nalazi u mnogim različitim tkivima, kao što su crijeva, pljuvačne žlijezde i jajnici.

Međutim, oni su najzastupljeniji u Malpigijevim tubulima, posebno na površini Malpigijevih tubula i ćelija jajnika. Karakteristike 50 -nukleotidaza ukazuju na to da su one potencijalna meta za antitijela [109]. Hope et al. istraživali 50 -nukleotidaze na njihovu moguću uključenost u imunizaciju domaćina i otkrili da injekcije samo rekombinantne 50 -nukleotidaze kod ovaca uzrokuju značajno povećanje u anti-nukleozidaznim antitijelima, što sugerira da bi one mogle biti dobar antigen za razvoj vakcine [104].

Međutim, kada je ista grupa istraživača analizirala njihove funkcije kao antigena kod goveda, nije došlo do povećanja nivoa antitela. Stoga 50 -nukleotidaze nisu dalje istraživane kao antigeni za razvoj vakcine. Međutim, nedavna studija koju je provela druga grupa istraživača otkrila je da se nivo proizvodnje 50 -nukleotidaze/apiraze povećava u O. erraticus nakon hranjenja [110]. Nadalje, sugerirali su da blokiranje funkcije apiraze imunizacijom domaćina rekombinantnim proteinom apiraze može snažno smanjiti hranjenje krpelja O. moubata, pokazujući da su 50 -nukleotidaze/apiraze potencijalno obećavajući antigeni kandidati za razvoj anti-krpelja vakcina [110,111].

Nukleotidaza je enzim koji može katalizirati reakciju hidrolize nukleotida, razgrađujući nukleotide na nukleozide i anorganske fosfate. Nukleotidi imaju važne biološke funkcije u organizmima, uključujući izgradnju, skladištenje i prijenos DNK i RNK, prijenos energije i prijenos ćelijskog signala. Stoga nukleotidaze igraju važnu ulogu u živim organizmima. Imunitet je sposobnost tijela da se odupre patogenima u vanjskom okruženju, uključujući niz bioloških procesa, uključujući širenje, diferencijaciju i regulaciju imunoloških stanica. Nekoliko studija je pokazalo da nukleotidaze mogu uticati na funkciju imunog sistema, a time i na imunitet.

Na primjer, neke varijante nukleotidaza su povezane s razvojem autoimunih bolesti. Osim toga, nukleotidaza također može utjecati na proliferaciju i aktivaciju imunoloških stanica, te promovirati funkciju imunoloških stanica. Stoga postoji određena veza između nukleotidaze i imuniteta. Sa ove tačke gledišta, moramo posvetiti veliku pažnju poboljšanju imuniteta. Cistanche ima značajan uticaj na poboljšanje imuniteta. Mesni pepeo sadrži razne biološki aktivne sastojke, kao što su polisaharidi, dve pečurke, Huang Li itd. Ovi sastojci mogu stimulisati imuni sistem. Različite vrste ćelija u sistemu povećavaju njihovu imunološku aktivnost.

Click cistanche tubulosa pogodnosti

2.5. Kandidati za antigen povezane s krpeljom

Cement krpelja je mješavina glikola i lipoproteina koji se izlučuju u domaćina putem pljuvačke krpelja ubrzo nakon vezivanja za domaćina i vrijedan je izvor antigena izvedenih od krpelja za razvoj vakcine [112]. Pored prianjanja usnih organa krpelja na kožu domaćina [113], pokazalo se da cement krpelja djeluje kao depo za B. burgdorferi sensu lato (sl) i virus krpeljnog encefalitisa [114,115]. Do sada su identifikovani i okarakterisani različiti antigeni iz cementa krpelja koji se takođe pokazao efikasnim u kontroli infestacije krpeljima i bolesti koje se prenose krpeljima.

Skraćeni konstrukti 64P (64TRPs), cementnog proteina od 15 kDa koji luče pljuvačne žlijezde Rhipicephalus appendiculatus, pokazali su unakrsnu zaštitu protiv Rhipicephalus sanguineus i Ixodes ricinus ciljajući antigene u srednjem crijevu i pljuvačnim žlijezdama u mortalnoj žlijezdi pljuvačne žlijezde. Vakcinacija domaćina koji nisu imali krpelja rekombinantnim 64P značajno je smanjila broj infestacija nimfama i odraslim krpeljima, što je rezultiralo smrtnošću od 48 posto nimfala i do 70 posto odraslih, uz određene efekte na masu napunjenosti i masu jaja [116].

Iz ovih rezultata se čini da je ovaj protein antigen vakcine širokog spektra i da je efikasan protiv odraslih i nezrelih stadijuma različitih vrsta krpelja, uključujući I. ricinus [100]. Ovaj cementni antigen imao je dvostruku funkciju (i) kao cjepivo na modelima hrčka, zamorca i zeca tako što je ometao vezivanje i hranjenje i (ii) unakrsnom reakcijom sa "skrivenim" antigenima srednjeg crijeva, što je na kraju uzrokovalo smrt natopljenih krpelja. [100,117]. Ovaj antigen ne samo da povećava titar antitela kao odgovor na infestaciju krpelja, već ima i unakrsnu reaktivnost sa različitim tkivima krpelja; stoga kombinuje prednosti i "skrivenih" i "izloženih" antigena [118].

3. Vrste vakcina protiv krpelja

Krpelji su najčešći paraziti artropoda koji se hrane ljudima i stokom i prenose bolesti [19]. Zoonotske bolesti čine više od 60 posto svih zaraznih bolesti koje pogađaju ljude, a procjenjuje se da se 22,8 posto ovih infekcija prenosi preko vektora krpelja [131]. Postoje i ogromni ekonomski gubici za stočare širom svijeta zbog bolesti koje prenose krpelji koje pogađaju njihovu stoku [132,133].

Stoga je važno kontrolirati krpelje kako bi se smanjio socioekonomski teret. Kontrola krpelja postala je izazovna, jer krpelji mogu razviti otpornost na komercijalno dostupne akaricide [134–136]. Inovativne ekološki prihvatljive tehnologije kontrole potrebne su zbog zabrinutosti za sigurnost akaricida za radnike, hranu i okoliš i rastućih troškova povezanih s otkrivanjem, razvojem i marketingom akaricida. Vakcine imaju mnoge prednosti u odnosu na akaricide jer su općenito netoksične, nezagađujuće i jeftinije u usporedbi s kemikalijama.

Međutim, oni imaju tendenciju da budu vrlo specifični za vrstu. Farmaceutska industrija može igrati ključnu ulogu u podržavanju istraživanja za razvoj vakcine koja može pružiti maksimalnu zaštitu domaćinu i efikasna je protiv više vrsta krpelja [133,137]. Programi istraživanja vakcina su u toku u raznim zemljama, a ostatak ovog članka će se fokusirati na napredak novih tehnologija vakcina i na one koje su već dostupne (Slika 2).

Kao i kod hemijskih primena, rezistencija vakcine se ne može zanemariti, a postojeće vakcine se mogu modifikovati korišćenjem procedura sekvenciranja i kloniranja kako bi se izolovali novi antigeni ili promenili postojeći antigeni kako bi se povratila njihova efikasnost. Također je moguće uključiti dva ili više nepovezanih antigena u jedan proizvod vakcine kako bi se smanjio rizik od razvoja rezistencije na bilo koji pojedinačni antigen ili antigensku determinantu.

3.1. Vakcine protiv krpelja zasnovane na DNK

Izum DNK vakcine i njena upotreba izazvali su zabrinutost za bezbednost; posebno mogućnost stabilne transfekcije genetskog materijala (DNK) u somatske ili čak zametne stanice, što može rezultirati izmijenjenom ekspresijom gena i mutacijama. Ekstrahromozomski vektor luciferaze koji kodira plazmid bio je detektovan u skeletnim mišićima više od 19 mjeseci nakon intramuskularne terapije (138). Nadalje, intramuskularna injekcija nakon elektroporacije uvelike je povećala ukupnu stopu transfekcije. Hromozomska integracija vektorske DNK na nasumične lokacije povezana je sa bilo kojim povećanjem stope transfekcije (139).Prema ovim studijama, učestalost integracije bila je znatno ispod broja spontanih genskih mutacija.

Međutim, Manam et al. otkrili su da je većina plazmidne DNK primijenjene u skeletne mišiće različitih glodara ostala na mjestu injekcije. Manje frakcije su takođe otkrivene u gonadama, ali nisu integrisane u genom (140). Ponovljena intramuskularna primjena reporterskog vektora koji kodira luciferazu kod primata je rezultirala dugotrajnom ekspresijom reportera, ali nije izazvala anti-DNK antitijela (141,142). Unatoč tome, treba napomenuti da prethodno spomenute i dodatne sigurnosne probleme u vezi sa DNK vakcinama treba razmotriti u pogledu njihovog prevođenja u kliničku praksu (143).

Tokom posljednje dvije decenije, različite grupe istraživača su se fokusirale na razvoj DNK vakcine za kontrolu infestacije krpeljima, a do sada je uvedeno nekoliko DNK vakcina za imunizaciju domaćina (130,144,145). DNK vakcine, koje se razlikuju od tradicionalnih cjepiva na bazi proteina po tome što su bazirane na bakterijskim plazmidima koji kodiraju antigene proteine, a transkripciju kontroliraju efikasni eukariotski promotori, imaju prednosti jednostavnog dizajna, visoke stabilnosti i sigurne primjene (143 ]. U vakcinaciji DNK, smatra se da ubrizgani plazmidni molekuli DNK aktivno ulaze u jezgro i ostaju tamo doživotno kao epizomalna DNK, stvarajući zaštitne antigene neprekidno sve dok je ćelija živa (146). Problem ponovnog pojačavanja za održavanje visoki titar antitela mogao bi se rešiti kontinuiranom sintezom, obradom i prezentacijom antigena T ćelijama in vivo kod DNK vakcinisanih životinja.

Nadalje, budući da DNK vakcina sadrži samo plazmidnu DNK i nema kontaminirajućih proteina, čini se vjerojatnim da višestruka ili ponovljena vakcinacija ne bi rezultirala imunološkom reakcijom na vektorsku DNK (147). Ekspresirani antigen može biti predstavljen MHC klase I i kompleksima, koji mogu indukovati CD4 plus i CD8 plus T ćelije, stimulišući ćelijske i humoralne imune odgovore, respektivno (148).

Dokazi su došli iz studije De Rose et al. [144], u kojoj su ovce Merino križane imunizirane protiv B. micro plus pomoću DNK vakcine. Kada je plazmid koji sadrži sekvencu gena pune dužine Bm86 primijenjen ili sam ili sa plazmidom koji nosi ovčje gene za citokine, faktor stimulacije kolonije granulocita-makrofaga (GM-CSF) ili interleukin (IL) -1beta je izazvala relativno nizak nivo zaštite od naknadne infestacije krpelja. Pored toga, kovakcinacija sa Bm86 i GM-CSF plazmidima je rezultirala statistički značajnim smanjenjem plodnosti krpelja. U svim grupama kojima je ubrizgana Bm{10}} DNK vakcina, titri antitijela protiv Bm{11}} su bili niski. Osim toga, u ovim grupama je zabilježen nizak nivo antigen-specifične stimulacije limfocita periferne krvi. DNK vakcinacija je, međutim, rezultirala snažnim naknadnim odgovorom antitijela nakon jedne injekcije rekombinantnog Bm{13}} proteina u adjuvansu. Međutim, čini se da je proizvodnja antitijela nešto manje efikasna nego nakon dvije vakcinacije rekombinantnim proteinima.

Nadalje, mnogi drugi istraživači su istraživali efikasnost antigena zasnovanih na DNK za imunizaciju domaćina protiv infestacije krpeljima. Na primjer, Sayed et al. [149] ekstrahovali su DNK iz jaja Argas persicus i koristili je za imunizaciju pilića sa dozama od 200-800 µg DNK/kg tjelesne težine pilića. Ishod je bio povoljan, jer je uspjeh hranjenja krpelja smanjen za 74,64 posto (50 µg DNK/kg tjelesne težine pilića) i 89,39 posto (100 µg DNK/kg tjelesne težine pilića) kada su bili izloženi DNK imuniziranoj kokoši. Osim toga, autori su izvijestili da serum pilića imuniziranih DNK djeluje protiv crijevnih proteina A. precious; međutim, dalja analiza korištenjem drugih vrsta krpelja pokazala je da je aktivnost seruma specifična za vrstu. Elektroforetski uzorak imuniziranog pilećeg seruma pokazao je tri nove proteinske trake za koje se pretpostavlja da su uključene u razvoj imunološke odbrane pilića od krpelja [149]. Nakon toga, mnoge studije su se fokusirale na antigen-specifičnu DNK vakcinaciju; međutim, njihov nivo zaštite je varirao s različitim tipovima antigena. Pokazalo se da su BALB/c miševi kojima je ubrizgan plazmid pBMC2-koji kodira antigen Bm86 pokazali otpornost na Boophilus microplus.

Veća doza proizvodnje anti-Bm86 antitijela izazvane vakcinacijom i viši nivoi interleukina (IL) (IL-4, IL-5 i IL-12 (p40)) i nivoa interferona-gama (IFN-) u serumu miševa imuniziranih pBMC2. Miševi imunizirani pBMC2 pokazali su antigen-specifičnu stimulaciju splenocita prema inkorporaciji bromodeoksiuridina i sekrecije IFN g. Primjena ove vakcine kod stoke izazvala je proizvodnju antitijela, što sugerira da vakcinacija Bm86 DNK izaziva snažan imuni odgovor protiv B. micro plus [150]. Druga studija procijenila je imunološku zaštitu izazvanu rekombinantnim plazmidima koji kodiraju paramiozin (Pmy) H. longicornis (pcDNA3.1( plus )-Pmy) kod zečeva. Kunići su razvili visok nivo IgG, što sugeriše da je humoralni imuni odgovor izazvan vakcinacijom. Neki krpelji (27,31 posto) koji su se hranili vakcinisanim zečevima su uginuli, dok je prosječna težina preostale krpelja smanjena za 36, ​​odnosno 39 posto kod odraslih ženki.

Dakle, čini se da vakcina protiv Pmy DNK može izazvati efikasan humoralni imuni odgovor, kako god da je obezbeđena i delimično štiti zečeve od infekcije H. longicornis [151]. Zanimljivo je da je multiepitopna DNK vakcina koja uključuje i CD4 plus i CD8 plus citotoksične epitope T limfocita pružila 100 posto zaštitu ovcama u laboratorijskim uslovima protiv Ehrlichia ruminantium. Međutim, rezultati nisu ponovljeni u terenskim uslovima. U ovoj studiji, istovremena primjena pLampa s MPL intramuskularnim putem, uz topikalnu primjenu, zaštitila je ovce do 60 posto od krpelja izazivanjem aktivacije odgovora T stanica memorije [152].

Nekoliko drugih antigena, kao što su Salp14 i lipokalini, sami ili u kombinaciji s drugim antigenima, nedavno su ocijenjeni kao DNK vakcine, što dodatno pruža nadu za razvoj DNK vakcine protiv krpelja [130,153]. Pokazano je da salp14 DNK vakcina izaziva eritem na mestu uboda krpelja nakon izazivanja krpelja [153]. Slično, lipokalinska (LIP) vakcina koja sadrži rekombinantni plazmid pcDNA3.1-HlLIP homologa LIP iz H. longicornis (HlLIP) je primijenjena za imunizaciju zeca domaćina. Iako je ova primjena inducirala humoralni imunitet domaćina i također utjecala na težinu punjenja, ovipoziciju i izlijeljivost H. longicornis, djelotvornost je bila preniska, što sugerira da ovaj antigen nije prikladan za vakcine jer pruža djelomičnu zaštitu domaćinu [130 ].

Konačno, glavni cilj razvoja DNK vakcine trebao bi biti dizajniranje vakcine na takav način da polarizira imuni odgovor domaćina prema Th2 odgovoru budući da humoralni imuni odgovor igra glavnu ulogu u imunitetu na krpelje. Kod goveda koje su vakcinisane sa B. micro plus antigenima srednjeg creva, utvrđeno je da nivoi specifičnog IgG1, koji moduliraju Th2 ćelije, koreliraju sa zaštitom. Postoji mogućnost da ako se sekretorna signalna sekvenca postavi na odgovarajući način nizvodno od ciljnog gena, tada bi se ciljni antigen mogao izlučiti u ekstracelularni odjeljak i izazvati veći humoralni imuni odgovor. Također je vjerovatno da bi selekcija Th2 ćelija bila favorizovana ako su one koinficirane sa drugim imunomodulatornim genima kao što su IL4 i IL10.

3.2. mRNA vakcina

Posljednjih godina učinjeno je mnogo pokušaja da se otkriju novi zaštitni antigeni koji se mogu koristiti u razvoju cjepiva protiv krpelja, uz brojna poboljšanja. Da bi se testirala efikasnost kandidata za vakcinu, rekombinantni proteini, bez obzira na to da li su povezani sa drugim proteinima ili adjuvansima, bili su platforma izbora za testiranje njihove efikasnosti korišćenjem modelnih organizama.

Zbog lakoće sa kojom se mogu generisati platforme za DNK i mRNA vakcine, poslednjih godina došlo je do značajnog razvoja u upotrebi genetskih (DNK i mRNA) platformi za vakcine [130,145]. Vakcina mRNA koja kodira koktel proteina pljuvačke krpelja izazvala je "imunitet na krpelje" kod zamoraca, čime je značajno smanjio prijenos Borrelia burgdorferi koju prenose krpelji, uzročnika lajmske bolesti (borelioze). Iako je dokazano da mnogi kandidati za antigen krpelja izazivaju imunološke odgovore kod domaćina, još uvijek nije bilo moguće replicirati robustan imunitet krpelja korištenjem vakcinacije. Postoji mogućnost da to može biti zato što se, u različitim fazama hranjenja, sastav proteina pljuvačke kod krpelja može dinamički mijenjati, moguće da bi se upravljalo unutrašnjim promjenama domaćina. Ova informacija je data u nedavnoj studiji, u kojoj je grupa istraživača identifikovala i racionalno odabrala 19 proteina pljuvačke crnonogog krpelja I. scapularis, koji je čest vektor lajmske bolesti kod ljudi. Oni su konstruirali nukleozid-modificirane mRNA koje kodiraju ove proteine.

Za proizvodnju mRNA–LNP vakcine 19ISP (19 Ixodes pljuvačkih proteina), oni su inkapsulirani u jednakim količinama u lipidnim nanočesticama (LNP). Da bi se procijenio uticaj vakcine na ponašanje I. scapularis u hranjenju, zamorci su imunizirani intradermalno tri puta u 4-nedeljnim intervalima, što je rezultiralo snažnim odgovorima antitijela na najmanje deset kodiranih antigena. U sljedećem koraku eksperimenta, životinje su izazvane neinficiranim nimfama I. scapularis. Životinje koje su bile vakcinisane razvile su značajan eritem u roku od 24 h.

Nadalje, krpelji na vakcinisanim životinjama su se slabo hranili i počeli su da se odvajaju do 48 sati, pri čemu se 80 posto krpelja odvojilo od vakcinisanih životinja nakon 96 sati, u poređenju sa 20 posto na životinjama koje nisu bile vakcinisane. Da bi se dalje ispitalo da li izmijenjeno ponašanje u hranjenju utječe na prijenos patogena, nimfe I. scapularis zaražene B. burgdorferi stavljene su na zamorce koji su vakcinisani ili sa 19ISP ili mRNA vakcinom koja kodira luciferazu krijesnice. Svaka od ovih životinja dobila je tri krpelja koji su bili zaraženi. S obzirom da će ljudi vjerovatno ukloniti krpelja koji uzrokuje svrab povezan s eritemom, krpelji su odvojeni na dvostruko slijepi način čim se pojavi crvenilo.

Ukupno 46 procenata kontrolnih životinja bilo je zaraženo B. burgdorferi tri nedelje nakon izazivanja, dok nijedna vakcinisana životinja nije bila zaražena ovim patogenom. Analiza ekspresije gena je pokazala da je vakcina aktivirala nekoliko imunoloških puteva, uključujući receptore T i B ćelija, hemokine, FcεRI i IL-17 signalizaciju, kao i toksičnost posredovanu prirodnim ćelijama ubojicama. Štaviše, analize mesta ugriza su takođe pokazale da je vakcina izazvala odgovore T-ćelija [154].

Istovremeno, ista grupa istraživača koristila je Salp14 kao model antigena za ispitivanje imuniteta na krpelja koristeći mRNA lipidne nanočestice (LNP), plazmidnu DNK ili platforme rekombinantnih proteina [153]. U ovoj studiji, vakcinacija koja uključuje nukleozid-modifikovane mRNA lipidne nanočestice koje kodiraju (mRNA-LNP) Salp14 je isporučena intradermalno, sa dva pojačanja svake 4 nedelje. Upoređen je razvoj Salp14-specifičnih antitijela među različitim strategijama imunizacije. Salp14 mRNA imunizacija je bila platforma koja je izazvala najjači humoralni odgovor u poređenju sa DNK i proteinskom vakcinacijom. Zamorci imunizirani salp14 mRNA izazvali su najjači i najintenzivniji eritem uočen na mjestu ugriza u svim grupama za imunizaciju; međutim, to nije utjecalo na brzinu odvajanja krpelja i nije promijenilo težinu napunjenosti [153]. Vakcina protiv krpelja treba da izazove eritem da bi bila efikasna, a jedan od pristupa za promenu kasnijih aspekata hranjenja krpelja, uključujući vezivanje i nadimanje, je upotreba vakcine koja sadrži nekoliko antigena pljuvačnih krpelja [154].

Stoga se čini da imunizacija mRNALNP salp14 modificiranim nukleozidima, koji se može koristiti kao potencijalni kandidat za vakcinu, može dovesti do viših titara antitijela i ranijeg i većeg stepena crvenila od imunizacije bilo DNK ili proteinom, što sugerira da bi Salp14 mogao biti dobar kandidat za vakcinu, bilo sam sa optimizacijama ili u kombinaciji sa drugim kandidatima antigenima [154].

U cjelini, čini se da multivalentna mRNA vakcina može imati sposobnost da izazove otpornost krpelja kod laboratorijskih životinja kao što su zamorci i da spriječi infestaciju krpelja i infekciju koju prenose krpelji, vjerovatno ograničavanjem vremenskog trajanja hranjenja krpelja na svom domaćinu. Također je sugerirano da formulacija mRNA-LNP koja omogućava sporu, kontinuiranu isporuku antigena može oponašati prirodne ugrize krpelja. Ako se ova strategija može prevesti na ljude, to bi bila prva vakcina koja ne cilja direktno na patogen ili mikrobnu metu, već na njegov vektor. Štoviše, budući da se vakcine protiv krpelja još uvijek razvijaju kako bi pomogle ljudima u prevenciji prenošenja bolesti koje prenose krpelji, potrebno je uzeti u obzir strategiju imunizacije i odabir antigena za imunizaciju.

3.3. Vakcine na bazi proteina

Neke vakcine na bazi proteina su komercijalno dostupne i efikasne. Program vakcinacije je prvi put pokrenut 1970-ih kada su istraživači počeli eksperimentirati s dvije različite vrste formulacija vakcine kako bi imunizirali domaćina protiv krpelja (D. Anderson) u to vrijeme. Prvi je uključivao antigene dobijene iz crijeva i jajnika, dok je drugi uključivao sve unutrašnje organe ekstrahirane iz polu-nabijenih ženki D. Anderson.

Ova studija je otkrila da se imuni odgovori posredovani antitijelima aktiviraju protiv crijevnog tkiva krpelja kada se govedo domaćin inokulira ekstraktima dobijenim od odraslih ženki R. microplus [155]. Ova početna studija za procjenu efikasnosti formulacije vakcine ohrabrila je istraživače širom svijeta da se fokusiraju na razvoj vakcine za kontrolu krpelja i bolesti koje prenose krpelji. Tako su 1980-ih dvije odvojene grupe istraživača izvele prva naučna istraživanja koristeći formulacije cjepiva za analizu imunološkog odgovora goveda protiv R. microplus [156].

Nakon gore navedenih studija, otkriveno je da glikoprotein povezan s crijevima krpelja može inducirati imunoprotekciju kod domaćina [157]. U kasnijoj studiji, ista istraživačka grupa je izolovala glikoprotein molekulske težine od 89 kDa, koji je nazvan Bm86 i za koji se navodi da je povezan sa stanicama crijeva R. microplus [158,159]. Bm86 rekombinantni protein proizveden je u velikim količinama korišćenjem sistema ekspresije kvasca.

Do sada je samo vakcina bazirana na Bm86-u komercijalizovana pod različitim nazivima robnih marki, na primjer, prodaje se u Australiji pod brendom TickGARD® i na Kubi pod Gavac® [160,161]. Ove vakcine se uglavnom koriste u različitim zemljama za smanjenje pritiska krpelja na goveda. Pokazalo se da upotreba ovih vakcina može smanjiti populaciju krpelja do 74 posto, a njihova ukupna efikasnost se kreće od 51 posto do 91 posto, što varira u zavisnosti od populacije krpelja i nutritivnog stanja goveda [160–163]. Postoje dokazi da neki kolumbijski, meksički i brazilski sojevi krpelja R. micro plus pokazuju nižu ukupnu efikasnost u odnosu na kubanske i australske R. micro plus sojeve krpelja, a čini se da je čak i argentinski R. micro plus soj A otporan na vakcinaciju sa Bm{8}} [34,164]. Urađena je dalja analiza varijacije u djelotvornosti Bm86 vakcine na populacijama iste vrste krpelja u različitim dijelovima svijeta, te je zaključeno da različite populacije krpelja najvjerovatnije imaju polimorfizam u Bm{ {12}} antigen gena u smislu aminokiselinske sekvence gena, i to je glavni razlog zašto postojeće Bm86-bazirane vakcine nisu toliko efikasne.

Na primjer, postojao je polimorfizam u genu homolognom Bm86 (označenom kao Bm95) identificiranom u populacijama krpelja u Argentini, što je rezultiralo razlikama u sekvenci Bm86 između populacija krpelja kao što su one pronađeno na Kubi i u Australiji, što može objasniti zašto Bm86 vakcina nije bila toliko efikasna protiv argentinskog krpelja [34]. Uzimajući u obzir probleme otpornosti Bm86 vakcine, istraživači su proizveli rekombinantnu Bm95 vakcinu koja se pokazala vrlo efikasnom, sa ukupnom efikasnošću od 89 posto na Kubi i u Argentini i 81 posto u Indiji u smislu smanjenja infestacije krpelja [34,102,120,165].

Pored gore pomenute komercijalne vakcine i ispitivanja njene efikasnosti, mnoge druge studije fokusirale su se na dalje poboljšanje efikasnosti vakcine na bazi Bm{1}}. Neke nedavne studije su sintetizovale peptide, uključujući SBm4912, SBm7462® i SBm19733, koji su dobijeni od Bm86, a takođe su proizveli rekombinantni peptid rSBm7462® i analizirali njihovu efikasnost. Procentualna efikasnost ovih peptida kretala se od 35,87 posto do 81,05 posto, što sugerira da ovi peptidi, posebno SBm7462® i rSBm7462®, igraju ključnu ulogu u izazivanju imuniteta domaćina i mogu se komercijalizirati jer su vrlo učinkoviti u smislu smanjenja krpelja. infestacija [121,122]. Štaviše, da bi poboljšala efikasnost Bm86 rekombinantne proteinske vakcine, nedavno je Lapisa SA uvela Bovimune Ixovac® vakcinu baziranu na Bm86-u Meksiku. Međutim, ova vakcina nije proučavana u smislu njene efikasnosti protiv krpelja; stoga su potrebne studije kako bi se odredio njegov učinak na različite populacije krpelja kako bi se utvrdila njegova efikasnost.

Čini se da je vakcina zasnovana na Bm86 homologu (TickGard) prikladna, jer ova vakcina ima široku primjenu i može izazvati unakrsna reaktivna antitijela kod različitih vrsta krpelja, kao što su Rhipicephalus sanguineus, Hyalomma anatolicum anatolicum, Rhipicephalus (Boophilus ) decoloratus, Rhipicephalus (Boophilus) annulatus i Hyalomma dromedary [166–168]. Međutim, ova vakcina nije u stanju da izazove unakrsno reaktivnu zaštitu kod nekih drugih vrsta krpelja (npr. Rhipicephalus appendiculatus, Amblyomma variegatum i Amblyomma cajennense) [169,170]. Zanimljivo je napomenuti da vakcina Bm86 ima 100 posto efikasnost protiv R. annulatus, što rezultira većom efikasnošću od prijavljene efikasnosti homologne vakcine sa R. microplus. Razlog za to mogu biti fiziološki faktori (npr. manja napunjenost krvi i niži nivoi aktivnosti proteaze u tijelu) ili genetski faktori krpelja. Ovi faktori mogu uticati na nivoe BM86 proteina ili fiziološke procese krpelja kao što su hranjenje i degradacija proteina, što dovodi do efikasnijih interakcija antitijela i antigena [171]. Bm86 vakcinacija pruža odličnu zaštitu od R. microplus krpelja, ali je izazov ekstrapolirati ova iskustva na vakcinu protiv Ixodes krpelja.

Za razliku od I. ricinus i I. scapularis, R. microplus je krpelj jednog domaćina koji se hrani isključivo govedom [168]. Takođe ima kratak životni ciklus, ne linja se i pronalazi novog domaćina kada se krvavi obrok završi. Efikasnost vakcine Bm86 ispitana je kod krava koje su bile izložene larvama krpelja R. microplus, a izvršena su i mjerenja parametara koji se odnose na imunitet na krpelja na punim odraslim ženkama koje su otpale nakon vakcinacije. Dakle, izmjerena zaštita je zbir utjecaja na dva perioda linjanja i tri faze krpelja. Za R. microplus je pokazano da vakcinacija Bm86 uzrokuje oštećenje i posljedično smanjuje težinu napunjenosti odraslih ženki krpelja [172]; ipak, relativni uticaj vakcinacije Bm86 na nezrele životne faze R. microplus nije precizno poznat. Bm86 homolozi su također izolovani i identificirani od Ixodes krpelja. I. ricinus sadrži dva homologa Bm86, Ir86-1 i Ir-86-2, a I. scapularis također ima dva homologa Is86-1 i Is{{10} } [173]. Naknadna studija je istraživala da vakcinacija rekombinantnih Ir86 proteina povećava serumske titre IgG protiv rekombinantnih Ir86 proteina; međutim, antitela nisu bila u stanju da zaštite zečeve od izazivanja I. ricinus; ni broj pričvršćenih krpelja ni težina krpelja nisu smanjeni [174].

Stoga se vakcinacija protiv Bm86 homologa kod Ixodes ne smatra efikasnim pristupom za kontrolu populacija Ixodes ricinus, iako vakcinacija Bm86 ima jasan učinak protiv R. microplus. Iako je vakcina Bm86 pokazala značajan uspjeh, važno je razumjeti da je malo vjerovatno da će vakcina zamijeniti akaricide jer joj nedostaje "efekat nokautiranja" povezan s akaricidima. Uprkos tome, terensko iskustvo je pokazalo da upotreba Bm86 značajno smanjuje potrebu primjene akaricidnih tretmana na terenu. Na primjer, stroga regulacija kubanskog programa kontrole krpelja dovela je do smanjenja količine akaricida koji se koristi u zemlji za 87 posto, što je uporedivo s rezultatima nedavne studije sprovedene u Venecueli [161,175,176].

Nadalje, upotreba Bm86 vakcine je također značajno smanjila bolesti koje se prenose krpeljima, uključujući anaplazmozu goveda i babeziozu goveda. Primjena ove vakcine je također povećala produktivnost stoke, npr. goveda, i posljedično smanjila ekonomske gubitke farmera [160]. Gore navedeni aspekti vakcinacije protiv Bm86 pokazuju da je to visoko isplativa metoda u poređenju sa primjenom kemikalija u borbi protiv infestacije krpeljima. Kao takva, ova vakcina se može pokazati kao veoma korisna u smanjenju bolesti koje prenose krpelji, kao i u poboljšanju upravljanja epidemijama krpelja na stočnim farmama kako bi se smanjile bolesti koje prenose krpelji.

4. Završne napomene

Krpelji se hrane krvlju za razvoj, rast i reprodukciju, a odgovorni su za prijenos raznih bolesti koje prenose krpelji. Ixodes krpelji, na primjer, prenose veliki broj patogena, uključujući bakterije, protozoe i viruse. Važno je napomenuti da vakcine protiv krpelja smanjuju infestaciju krpelja i sprječavaju prijenos patogena, a osim toga su sigurnije od kemijske kontrole, što može imati negativne nuspojave. Identificirano je nekoliko novih antigena iz različitih tkiva/organa i ispitana je njihova efikasnost na laboratorijskim životinjama, što je dovelo do značajnog napretka u razvoju cjepiva protiv krpelja bez prijavljenih nuspojava. Vakcine na bazi proteina Bm86 komercijalizovane su u raznim zemljama, a njihova upotreba protiv R. microplus pokazala je da se vakcinacija protiv krpelja može efikasno koristiti. Međutim, vakcine zasnovane na Bm86-u nisu jednako efikasne protiv drugih vrsta krpelja, kao što su Ixodes krpelji. Pokazalo se da vakcinacija Bm{4}} homologom I. ricinus nema nikakvog efekta na hranjenje krpelja [174].

Osim toga, s obzirom da se R. micro plus hrani samo jednim domaćinom, larve su korištene za izazivanje krava, što je rezultiralo potpuno napijenim odraslim ženkama krpelja, što ne samo da je smanjilo broj krpelja već je imalo značajan utjecaj na sva tri životna stadijuma. tick. Za razliku od R. microplus, Ixodes krpelji mijenjaju domaćine tokom svog životnog ciklusa i stoga vakcinacija Ixodes krpelja zahtijeva efikasnu prevenciju vezivanja i/ili hranjenja krpelja tokom jednog obroka krvi na jednom domaćinu. Ipak, vakcinacija protiv iksodskih krpelja se čini mogućom i realnom. Stoga je važno napomenuti da unakrsna zaštita domaćina može biti izazovan zadatak s ovom vrstom vakcine. Postoje i neki drugi proteini, osim Bm86, koji takođe mogu imati terapeutski potencijal kao imunosupresivni ili antikoagulantni agensi [39,61].

Nedavni napredak u genomici i proteomici omogućio nam je da otkrijemo nove antigene i koristimo molekularne tehnike za manipulaciju identificiranim proteinima i testiranje novih vakcina znatno brže i isplativije nego u prošlosti. DNK vakcinacija je takođe odlična opcija; međutim, generalno, ova vrsta vakcinacije može dovesti samo do niskog nivoa ekspresije antigena i ograničava neprofesionalne ćelije koje predstavljaju antigen koji aktiviraju CD4 plus T pomoćne ćelije preko puta MHC klase II [177]. Međutim, DNK vakcinacija ne samo da pruža značajnu zaštitu domaćinu, već se smatra i da pruža unakrsnu zaštitu od krpelja ako je praćena himernom vakcinom ili vakcinacijom rekombinantnim proteinom [178].

Nadalje, mRNA-LNP mogu pomoći u izazivanju eritema na mjestu ugriza krpelja, što je jedan od najvažnijih ranih pokazatelja stečene rezistencije krpelja. mRNA-LNP-ovi koji sadrže gene krpelja korisna su platforma za razvoj vakcina koje potencijalno mogu spriječiti odabrane bolesti koje se prenose krpeljima [153,154]. Čini se da su i DNK i mRNA vakcinacija efikasne strategije i postoji nada da će se mRNA ili DNK vakcinacija za kontrolu infestacije krpeljima i bolesti koje se prenose krpeljima razviti i pružiti unakrsnu zaštitu. Međutim, do sada nijedna vakcina nije komercijalizovana, što ukazuje da su potrebne dalje studije kako bi se utvrdila efikasnost sve većeg broja antigena za njihovu upotrebu za razvoj DNK ili mRNA vakcine. Identifikacija i karakterizacija novih kandidata za vakcinu protiv krpelja može spriječiti hranjenje krpelja i prijenos patogena. Upotreba ovih antigena u vakcinama za domaće životinje i divlje životinje, a kamoli za ljude, ostaje izazov.

Doprinosi autora:

MNA, MAJ i MK dizajnirali su strukturu članka. Svi autori su izvršili pretragu literature i napisali dijelove rukopisa/sastavili podatke. MNA i IM kreirali su i uređivali figure. ID i MK su izvršili kritičke revizije i lektorirali rukopis. Svi autori su pročitali i pristali na objavljenu verziju rukopisa.

finansiranje:

MK je dobio sredstva od Agencije za grantove Republike Češke (grant {{0}}S) i ERD fondova, projekat CePaVip OPVVV (br. 384 CZ.02.1.01 /0.0/0.0/16_019/0000759). Finanseri nisu imali nikakvu ulogu u dizajnu studije, prikupljanju podataka i analizi, odluci o objavljivanju ili pripremi rukopisa.

Izjava institucionalnog odbora za reviziju: Nije primjenjivo.

Izjava o informiranom pristanku: Nije primjenjivo.

Izjava o dostupnosti podataka: Nije primjenjivo

Sukob interesa: Autori izjavljuju da je istraživanje sprovedeno u odsustvu bilo kakvih komercijalnih ili finansijskih odnosa koji bi se mogli protumačiti kao potencijalni sukob interesa.

Reference

1. de la Fuente, J.; Kocan, KM Napredak u identifikaciji i karakterizaciji zaštitnih antigena za rekombinantne vakcine protiv infestacije krpeljima. Expert Rev. Vaccines 2003, 2, 583–593. [CrossRef]

2. Weaver, GV; Anderson, N.; Garrett, K.; Thompson, AT; Yabsley, MJ Krpelji i patogeni koji se prenose krpeljima kod domaćih životinja, divljih svinja i uzorkovanja okoliša izvan domaćina u Guamu, SAD. Front. Vet. Sci. 2022, 8, 803424. [CrossRef] [PubMed]

3. Jones, KE; Patel, NG; Levy, MA; Storeygard, A.; Balk, D.; Gittleman, JL; Daszak, P. Globalni trendovi u nastajanju zaraznih bolesti. Nature 2008, 451, 990–993. [CrossRef]

4. Beugnet, F.; Marié, J.-L. Nove bolesti kućnih ljubimaca koje se prenose artropodima u Evropi. Vet. Parasitol. 2009, 163, 298–305. [CrossRef] [PubMed]

5. Petar, SG; Kariuki, HW; Aboge, GO; Gakuya, DW; Maingi, N.; Mulei, CM Prevalencija krpelja koji zaraze mliječna goveda i patogeni koje čuvaju na malim farmama u peri-urbanim područjima Najrobija, Kenija. Vet. Med. Int. 2021, 2021, 9501648. [CrossRef]

6. Graf, J.-F.; Gogolewski, R.; Leach-Bing, N.; Sabatini, GA; Molento, MB; Bordin, EL; Arantes, GJ Kontrola krpelja: gledište industrije. Parasitology 2004, 129, S427–S442. [CrossRef] [PubMed]

7. de la Fuente, J. Vakcine za kontrolu vektora: uzbudljive mogućnosti za budućnost. Vet. J. 2012, 194, 139–140. [CrossRef] [PubMed]

8. Sparagano, O.; Földvári, G.; Derdáková, M.; Kazimírová, M. Novi izazovi koje predstavljaju krpelji i bolesti koje prenose krpelji. Biologia 2022, 77, 1497–1501. [CrossRef]

9. Doolan, DL; Apte, SH; Proietti, C. Dizajn vakcine zasnovan na genomu: obećanje za malariju i druge zarazne bolesti. Int. J. Parasitol. 2014, 44, 901–913. [CrossRef]

10. Bragazzi, NL; Gianfredi, V.; Villarini, M.; Rosselli, R.; Nasr, A.; Hussein, A.; Martini, M.; Behzadifar, M. Vakcine susreću velike podatke: najmodernije i budući izgledi. Od klasične 3Is ("izolirati-inaktivirati-ubrizgati") vakcinologije 1.0 do vakcinologije 3.0, vakcinomike i izvan istorijskog pregleda. Front. Javno zdravstvo 2018, 6, 62. [CrossRef]

11. Zepp, F. Principi dizajna vakcine—Lekcije iz prirode. Vakcina 2010, 28 (Suppl. 3), C14–C24. [CrossRef]

12. Bouazzaoui, A.; Abdellatif, A.; Al-Allaf, F.; Bogari, N.; Al-Dehlawi, S.; Qari, S. Strategije za vakcinaciju: konvencionalni pristupi vakcinaciji u odnosu na strategije nove generacije u kombinaciji sa adjuvansima. Pharmaceutics 2021, 13, 140. [CrossRef] [PubMed]

13. D'Argenio, DA; Wilson, CB Decenija vakcina: Integracija imunologije i vakcinologije za racionalni dizajn vakcina. Imunitet 2010, 33, 437–440. [CrossRef]

14. Merino, O.; Antunes, S.; Mosqueda, J.; Moreno-Cid, JA; de la Lastra, JMP; Rosario-Cruz, R.; Rodríguez, S.; Domingos, A.; de la Fuente, J. Vakcinacija proteinima uključenim u interakcije krpelja i patogena smanjuje infestaciju vektora i infekciju patogenom. Vaccine 2013, 31, 5889–5896. [CrossRef] [PubMed]

15. White, AL; Gaff, H. Recenzija: Primjena tehnologija kontrole krpelja za krpelje crnonoge, usamljene zvijezde i američkog psa. J. Integr. Pest Manag. 2018, 9, 12. [CrossRef]

16. Willasen, P. Vakcine protiv krpelja. Parasitology 2004, 129, S367–S387. [CrossRef]

17. de la Fuente, J.; Merino, O. Vaccinomics, novi put do vakcina protiv krpelja. Vaccine 2013, 31, 5923–5929. [CrossRef] 18. Hill, CA; Wikel, SK Projekat genoma Ixodes scapularis: prilika za unapređenje istraživanja krpelja. Trends Parasitol. 2005, 21, 151–153. [CrossRef]

19. Medina, JM; Abbas, MN; Bensaoud, C.; Hackenberg, M.; Kotsyfakis, M. Bioinformatička analiza dugih nekodirajućih RNK ​​Ixodes ricinus predviđa njihovu sposobnost vezivanja miRNA domaćina. Int. J. Mol. Sci. 2022, 23, 9761. [CrossRef]

20. Valle, MR; Guerrero, FD Vakcine protiv krpelja u eri omike. Front. Biosci. (Elitno izdanje) 2018, 10, 122–136. [CrossRef]

21. Logullo, C.; Vaz, IDS; Sorgine, MHF; Paiva-Silva, GO; Faria, FS; Zingali, RB; DE Lima, MFR; Abreu, L.; Oliveira, EF; Alves, EW; et al. Izolacija prekursora asparaginske proteinaze iz jajeta tvrdog krpelja, Boophilus microplus. Parasitology 1998, 116, 525–532. [CrossRef]

23. Kurlovs, AH; Li, J.; Cheng, D.; Zhong, J. Ixodes pacificus Krpelji održavaju embriogenezu i izleganje jaja nakon tretmana antibiotikom Rickettsia Endosymbiont. PLOS ONE 2014, 9, e104815. [CrossRef] [PubMed]

23. Sappington, TW; Hays, AR; Raikhel, AS Receptor vitelogena komaraca: prečišćavanje, razvojna i biohemijska karakterizacija. Insect Biochem. Mol. Biol. 1995, 25, 807–817. [CrossRef] [PubMed]

25. Vaz, IDS; Logullod, C.; Sorgine, M.; Velloso, FF; de Lima, MFR; Gonzales, JC; Masuda, H.; Oliveira, PL; Masudaa, A. Imunizacija goveda prekursorom asparaginske proteinaze izolovanim iz jaja Boophilus microplus. Vet. Immunol. Imunopathol. 1998, 66, 331–341. [CrossRef]

25. Leal, AT; Seixas, A.; Pohl, PC; Ferreira, CA; Logullo, C.; Oliveira, PL; Farias, SE; Termignoni, C.; Vaz, IDS; Masuda, A. Vakcinacija goveda rekombinantnim Boophilus Yolk pro-Cathepsinom. Vet. Immunol. Imunopathol. 2006, 114, 341–345. [CrossRef]

26. Leal, AT; Pohl, PC; Ferreira, CA; Nascimento-Silva, MC; Sorgine, MH; Logullo, C.; Oliveira, PL; Farias, SE; Vaz, IDS; Masuda, A. Pročišćavanje i antigenost dva rekombinantna oblika pro-katepsina iz žumanca Boophilus microplus izražena u inkluzijskim tijelima. Protein Expr. Purif. 2006, 45, 107–114. [CrossRef] [PubMed]

27. Yamashita, O.; Indrasith, LS Metaboličke sudbine proteina žumanca tokom embriogeneze kod člankonožaca. (Artropoda/embriogeneza/proteini žumanca/ograničena proteoliza/proteaza). Dev. Growth Differ. 1988, 30, 337–346. [CrossRef]

28. Tellam, R.; Kemp, D.; Jahanje, G.; Briscoe, S.; Smith, D.; Sharp, P.; Irving, D.; Willasen, P. Smanjena ovipozicija Boophilus microplus hraneći se ovcama vakcinisanim vitelinom. Vet. Parasitol. 2002, 103, 141–156. [CrossRef]

29. Boldbaatar, D.; Umemiya-Shirafuji, R.; Liao, M.; Tanaka, T.; Xuan, X.; Fujisaki, K. Višestruki vitelogenini iz krpelja Haemaphysalis longicornis su ključni za razvoj jajnika. J. Insect Physiol. 2010, 56, 1587–1598. [CrossRef]

30. Seixas, A.; Dos Santos, PC; Velloso, FF; Vaz, IDS; Masuda, A.; Horn, F.; Termignoni, C. A Boophilus microplus cistein endopeptidaza koja razgrađuje vitelin. Parasitology 2003, 126, 155–163. [CrossRef]

31. Seixas, A.; Leal, AT; Nascimento-Silva, MCL; Masuda, A.; Termignoni, C.; Vaz, IDS Vakcinski potencijal enzima koji razgrađuje vitelin krpelja (VTDCE). Vet. Immunol. Imunopathol. 2008, 124, 332–340. [CrossRef] [PubMed]

32. Jarmey, J.; Jahanje, G.; Pearson, R.; McKenna, R.; Willasen, P. Karboksidipeptidaza iz Boophilus microplus: "skriveni" antigen sličan enzimu koji pretvara angiotenzin. Insect Biochem. Mol. Biol. 1995, 25, 969–974. [CrossRef] [PubMed]

33. Willasen, P.; Smith, D.; Cobon, G.; McKenna, RV Komparativna vakcinacija goveda protiv Boophilus microplus sa rekombinantnim antigenom Bm86 samim ili u kombinaciji sa rekombinantnim Bm91. Parasite Immunol. 1996, 18, 241–246. [CrossRef]

34. García-García, JC; Montero, C.; Redondo, M.; Vargas, M.; Canales, M.; Boue, O.; Rodríguez, M.; Joglar, M.; Machado, H.; González, IL; et al. Kontrola krpelja otpornih na imunizaciju Bm86 kod goveda vakcinisanih rekombinantnim antigenom Bm95 izolovanim iz goveđeg krpelja, Boophilus microplus. Vaccine 2000, 18, 2275–2287. [CrossRef]

35. Lambertz, C.; Chongkasikit, N.; Jittapalapong, S.; Ganguly, M. Imuni odgovor goveda Bos indicus na anti- krpelj antigen Bm91 izveden iz lokalnog Rhipicephalus (Boophilus) microplus krpelja i njegov učinak na reprodukciju krpelja pod prirodnom infestacijom. J. Parasitol. Res. 2012, 2012, 907607. [CrossRef]

For more information:1950477648nn@gmail.com