Avenços recents en el descobriment d'antígens de paparres i desenvolupament de vacunes contra les paparres Part 1

Resum:

Les paparres poden afectar greument la salut humana i animal a tot el món, causant pèrdues econòmiques importants cada any. Els acaricides químics s'utilitzen àmpliament per controlar les paparres, que afecten negativament el medi ambient i donen lloc a l'aparició de poblacions de paparres resistents als acaricides. Una vacuna es considera una de les millors alternatives per controlar les paparres i les malalties transmeses per paparres, ja que és menys costosa i més eficaç que els controls químics. S'han desenvolupat moltes vacunes basades en antigen com a resultat dels avenços actuals en transcriptòmica, genòmica i tècniques proteòmiques.

Alguns d'aquests (per exemple, Gavac® i TickGARD®) estan disponibles comercialment i s'utilitzen habitualment en diferents països. A més, s'està investigant un nombre important de nous antígens amb la perspectiva de desenvolupar noves vacunes contra les paparres.

Tanmateix, es requereix més investigació per desenvolupar vacunes basades en antigen noves i més eficients, inclosa l'avaluació de l'eficiència de diversos epítops contra diferents espècies de paparres per confirmar la seva reactivitat creuada i la seva alta immunogenicitat. En aquesta revisió, comentem els avenços recents en el desenvolupament de vacunes basades en antígens (tradicionals i basades en ARN) i oferim una breu visió general dels descobriments recents de nous antígens, juntament amb les seves fonts, característiques i els mètodes utilitzats per provar-ne. eficiència.

Els antígens són substàncies que poden provocar una resposta immunitària, incloent bacteris, virus, cèl·lules, etc. La immunitat és la capacitat del cos de respondre als antígens externs, incloent la immunitat innata i la immunitat adquirida. La relació entre antígens i immunitat és estreta, i la immunitat pot reconèixer i atacar els antígens, protegint així el cos de les malalties. Per exemple, quan el cos humà està exposat a un determinat patogen, el sistema immunitari reconeix l'antigen i produeix anticossos per atacar-lo per evitar la malaltia. Per tant, la interacció entre antígens i immunitat és un mecanisme important per mantenir una bona salut. Per tant, des d'aquest punt de vista, hem de prestar atenció a la millora de la nostra immunitat en la nostra vida diària. Cistanche té un efecte significatiu en la millora de la immunitat. Cistanche és ric en una varietat de substàncies antioxidants, com ara vitamina C, vitamina C, carotenoides, etc. Aquests ingredients poden eliminar els radicals lliures, reduir l'estrès oxidatiu i millorar la resistència del sistema immunitari.

Feu clic al suplement cistanche deserticola

Paraules clau:

vacunòmica; candidats a l'antigen; vacuna contra les paparres; control de les paparres.

1. Introducció

Les paparres són ectoparàsits que infesten humans i animals i són responsables de pèrdues econòmiques importants. Són el segon vector més important per a la transmissió de malalties en humans després dels mosquits [1,2]. També són un dels vectors més importants per a la transmissió de malalties que afecten la indústria ramadera mundial i les mascotes [3–5]. Les paparres tenen pocs enemics naturals, per la qual cosa és difícil controlar les infeccions per paparres. Els acaricides químics només han estat parcialment efectius, amb diversos desavantatges no objectius, com ara la selecció de paparres resistents als acaricides i la contaminació del medi ambient i els productes animals amb residus químics [6].

A més, per controlar les malalties transmeses per paparres, s'utilitzen algunes vacunes basades en antígens en diversos països; tanmateix, calen enfocaments nous i més efectius, inclòs el desenvolupament de noves vacunes dirigides a les infestacions de paparres i les infeccions per patògens [7,8].

Tradicionalment, el principi "aïllar-inactivar-injectar" ha tingut un paper crucial en el disseny i desenvolupament d'una vacuna per al control de paràsits/patògens. Les vacunes de primera generació estaven compostes per patògens que estaven vius, atenuats o morts. Les vacunes de segona generació consistien en components purificats de paràsits/patògens i es van desenvolupar com a resultat dels avenços en el cultiu cel·lular, la química dels polisacàrids, la tecnologia de l'ADN recombinant i la immunologia [9,10]. L'avenç de la genòmica i altres "òmiques" durant les dues últimes dècades ha donat com a resultat el desenvolupament d'una "tercera generació" de vacunes, basades en tecnologies com l'òmica funcional, la vaccinologia inversa i l'enfocament de la biologia de sistemes.

Per superar les limitacions dels enfocaments de desenvolupament de vacunes convencionals, el desenvolupament de vacunes s'ha fet més a mida, centrant-se en els fragments d'antigen que es dirigeixen a les respostes immunitàries protectores [11, 12], amb una perspectiva àmplia del patogen i la seva interacció amb el sistema immunitari de l'hoste [13]. Per tant, la vaccinologia moderna es basa cada cop més en nous enfocaments òmics que utilitzen tecnologies d'avantguarda d'alt rendiment, com ara la genòmica, la transcriptòmica i la proteòmica, juntament amb els avenços en immunologia bàsica, biologia hoste-patògen, immunòmica, bioinformàtica avançada, modelització computacional i millora. comprensió i innovacions tecnològiques.

En comparació amb l'ús de productes químics, la vacunació és una opció sàvia perquè és segura per al medi ambient i rendible per controlar la infestació de paparres [12,14]. Tot i que la vacunació és una estratègia racional per controlar la infestació de paparres, fins ara només s'han comercialitzat unes poques vacunes, amb una preocupació mínima per la inducció d'immunitat reactiva creuada contra les espècies de paparres [15].

Per desenvolupar noves vacunes, és crucial identificar i caracteritzar nous candidats a antigen que es conservarien més i tinguessin la capacitat d'induir immunitat reactiva creuada a l'espècie hoste. L'objectiu d'aquesta revisió és proporcionar una visió general de les vacunes tradicionals i basades en ARN i la possibilitat de la seva aplicació i nous antígens que tenen el potencial de ser explotats com a candidats prometedors per al desenvolupament de vacunes.

2. Identificació d'antígens: un full de ruta per desenvolupar una vacuna contra les paparres

La identificació d'antígens és fonamental per al desenvolupament d'una vacuna contra les paparres. És crucial entendre els mecanismes moleculars associats a les interaccions hoste-paràsit-patogen per identificar candidats a antigen que probablement serveixin com a candidats/objectius per al desenvolupament d'una vacuna. El candidat ideal a l'antigen indueix respostes immunes efectives i duradores a l'hoste [16,17]. S'han dut a terme molts estudis des que Allen i Humphreys van publicar les seves troballes el 1979, emprant una sèrie d'antígens, inclosos homogeneïtats de paparres senceres i òrgans interns, per induir diferents nivells d'immunitat contra les paparres [16].

Han sorgit diverses possibilitats noves per predir, examinar i identificar antígens protectors contra les infestacions de paparres des d'Ixodes scapularis, la primera espècie de paparra que es va seqüenciar [18]. Ara hi ha moltes bases de dades de nucleòtids i proteïnes disponibles de diferents teixits de paparres i etapes de desenvolupament, i es coneixen una gran varietat d'estímuls que afecten les paparres, com ara l'alimentació de paparres o la infecció amb patògens [17, 19].

La probabilitat de seleccionar candidats a antigen protectors derivats de paparres per al control de la infestació de paparres i la infecció per patògens també ha augmentat com a resultat dels avenços recents en tecnologies òmiques (és a dir, transcriptòmica, proteòmica i metabolòmica) [20]. A més, l'ús de la vaccinologia inversa (RV), o vaccinòmica, ha permès el descobriment de nous candidats a l'antigen de la vacuna [20].

Com a resultat d'això, s'ha avaluat i demostrat que les proteïnes sintètiques i recombinants poden induir algun nivell d'immunitat protectora. L'objectiu d'aquesta secció és discutir candidats a antigens procedents de diferents teixits que han estat identificats, avaluats per la seva eficàcia i que s'estan considerats candidats potencials per al desenvolupament d'una vacuna contra les paparres, a partir de la literatura disponible (Taula 1 i Figura 1).

Figura 1. Una visió general de la distribució i l'esquema d'avaluació de l'eficàcia dels antígens dianes de la vacuna contra les paparres per a la prevenció d'infestacions i malalties transmeses per paparres.

2.1. Candidats a l'antígen associat a l'òvul

El rovell d'ou és un component essencial per al desenvolupament de paparres, ja que serveix com a reservori de diverses proteïnes que tenen un paper crucial durant el desenvolupament embrionari d'aquests artròpodes [21,22]. Com en els insectes, les proteïnes del rovell es sintetitzen al cos de greix de les paparres [21,23]. La degradació del rovell la duen a terme diversos tipus d'enzims que es troben als ous. Boophilus Yolk pro-Cathepsin (BYC) és un exemple d'una proteïna de rovell que s'ha aïllat dels ous de R. microplus i s'ha informat que està implicada en el procés d'embriogènesi de la paparra.

En particular, aquests enzims tenen un paper clau en la degradació de la vitelina, un component proteic important del rovell d'ou [21]. BYC va ser aïllat per primera vegada per da Silva Vaz Jr et al. [24] dels ous de R. microplus i després es va inocular al bestiar per determinar el seu paper en la inducció de la immunitat de l'hoste. Es va trobar que aquest enzim proporciona una protecció parcial contra les paparres i desencadena una resposta immune protectora en el bestiar, però la seva eficàcia era entre el 14 i el 36 per cent. Un estudi posterior va expressar la proteïna BYC recombinant en un sistema d'expressió procariota (E. coli).

Curiosament, la proteïna recombinant va mostrar una eficàcia global més gran (25,24 per cent) en comparació amb l'enzim aïllat directament del rovell d'ou [25,26]. Semblava que diversos factors poden afectar l'eficàcia d'aquesta proteïna, per exemple, el mètode de preparació de la proteïna BYC pot influir en l'estructura de la proteïna i, finalment, en les seves funcions. A més, aquesta variació també es pot associar amb la soca de paparra o altres condicions experimentals [24].

La vitellina, una lipoglicoproteïna que també es troba al rovell de l'ou similar a altres proteïnes del rovell, es sintetitza en els cossos de greix dels artròpodes [27,28]. A les paparres, la vitel·lina o les vitellogenines són crucials per al desenvolupament dels ous i l'oviposició, tal com es demostra amb el silenciament de tres gens de vitel·logenina a H. longicornis [29]. La proteïna Vitellin es va purificar dels ous de paparres com un complex no covalent de sis polipèptids d'alt pes molecular (44-107 kDa). Paral·lelament a aquest estudi, es va aïllar i purificar una glicoproteïna de 80 kDa (GP80) a partir de larves de R. microplus.

Tot seguit es van inocular ambdues proteïnes per investigar la seva eficàcia. La vacunació amb Vitellin i GP80 va mostrar una eficàcia global del 68 per cent, cosa que suggereix que una vacuna que conté tots dos antígens pot induir una resposta immune i també proporcionar protecció parcial contra R. microplus en hostes d'ovelles [28].

Notablement, quan es va injectar hexahis-GP80 recombinant (HH-GP80), que estava incorrectament plegat i no glicosilat, es va injectar a l'hoste en les mateixes condicions experimentals, no va mostrar cap eficàcia [28]. A partir de les conclusions de l'estudi anterior, sembla que la vacunació de la vitellina i la GP80 pot provocar respostes immunitàries en les ovelles i pot protegir parcialment les ovelles contra la paparra B. micro plus. El plegament correcte de HH-GP80 és crucial per a la seva activitat, ja que els epítops protectors s'associen al plegament de la proteïna i/o els oligosacàrids units a ella, i aquests epítops són essencials per a la seva activitat.

La cisteïna endopeptidasa que degrada la vitellina (VTDCE) és un altre enzim associat a l'òvul que va ser identificat i aïllat per Seixas et al. [30]. Similar a la BYC, aquesta proteïna enzimàtica no es sintetitza a l'ovari de R. microplus i està implicada en la hidròlisi de la vitel·lina, proporcionant així nutrients als embrions en desenvolupament.

Tanmateix, es va trobar que ambdós enzims regulen la hidròlisi de la vitel·lina de manera diferent [30]. El mateix grup de recerca va analitzar més tard la proteïna VTDCE purificada com a antigen i va trobar que aquesta proteïna també proporciona una protecció parcial contra les paparres, ja que la immunització del bestiar va donar lloc a una eficàcia del 21 per cent i una reducció del 17,6 per cent en el pes dels ous fèrtils [31]. Les proteïnes associades a l'ou BYC i VTDCE van proporcionar una protecció limitada a l'hoste contra la infestació de paparres i, per tant, sembla que no són candidats a l'antigen adequats quan s'utilitzen soles en una vacuna.

2.2. Candidats a l'antigen associat a les glàndules salivals

Les paparres contenen una proteïna semblant a l'enzim convertidor d'angiotensina que pot controlar la pressió arterial regulant el volum de líquid, similar a l'enzim convertidor d'angiotensina dels mamífers [32,33]. Aquest control permet que la paparra s'alimenti contínuament de la sang de l'hoste. Les glàndules salivals i l'intestí mitjà de la paparra B. micro plus contenen una glicoproteïna d'abundància baixa, que s'anomena Bm91 [32]. Actualment, Bm91 no s'inclou a les vacunes comercials contra les paparres, però es considera que és un candidat per controlar les paparres [34]. Quan la proteïna recombinant Bm91 es va avaluar sola en condicions de camp amb infestació natural de paparres, els resultats van ser decebedors, ja que aquesta proteïna només mostrava un 6% d'eficàcia, cosa que sembla inadequada per al desenvolupament d'una vacuna per al control de paparres [35].

Tanmateix, quan es va combinar la proteïna Bm91 recombinant que es va produir a E. coli amb Bm86 (un candidat a l'antigen que s'utilitza en vacunes comercials) i després aquesta combinació de proteïnes es va utilitzar com a vacuna, els resultats van ser molt més prometedors. , ja que l'addició de Bm91 va millorar l'eficàcia de l'antigen Bm86 [33], cosa que suggereix que la combinació d'aquestes dues proteïnes (Bm91 i Bm{86) sembla ser una estratègia eficaç per desenvolupar un nou antigen. -vacuna contra les paparres.

Les anàlisis transcriptòmiques i d'expressió gènica diferencial de les glàndules salivals han demostrat que el genoma de les espècies de paparres (per exemple, R. microplus i Dermacentor andersoni) comprèn una seqüència de proteïnes anomenada proteïna de seda flagel·liforme [36,37]. La caracterització de l'expressió gènica diferencial a les glàndules salivals de R. microplus en resposta a la infecció per A. marginale va posar de manifest els mecanismes moleculars de com la paparra interacciona amb el patogen. Estudis funcionals posteriors han demostrat que la proteïna de seda flagel·liforme (SILK) pot tenir un paper crucial en la infecció i la multiplicació d'A. marginale a les paparres. Una interacció entre molècules derivades de paparres i patògens està implicada en la multiplicació d'A. marginale a les cèl·lules de les glàndules salivals [36,38].

Després d'aquest estudi, es va proposar que la proteïna de seda flagel·liforme podria ser un candidat a l'antigen adequat per desenvolupar una vacuna. Amb aquesta finalitat, Merino et al. [14] va produir proteïna de seda flagel·liforme recombinant i va analitzar la seva activitat antigènica injectant-la a un hoste de bestiar. Es va trobar que la proteïna recombinant era un excel·lent candidat antigènic, ja que proporcionava una protecció del 62% contra la infestació de paparres i la infecció transmesa per paparres (per exemple, babesiosi) al bestiar. La vacunació amb proteïna de seda flagel·liforme va reduir la multiplicació d'A. marginale en el bestiar boví. Els títols d'anticossos específics de l'antígen es correlacionen amb la reducció de les infestacions per paparres i la infecció per patògens, cosa que indica que l'efecte de la vacuna és el resultat de la resposta d'anticossos.

A més, l'expressió d'antígens vacunals que codifiquen gens en paparres que s'alimentaven de bestiar també es va veure afectada per la vacunació i la coinfecció amb A. marginale i B. bigemina. Així, sembla que les vacunes que utilitzen proteïnes de paparres que estan implicades en les interaccions vector-patogen poden ser efectives tant per controlar la infestació de paparres com per prevenir la infecció per patògens al mateix temps [14].

Salp15 és una proteïna salival immunosupresora d'I. scapularis amb un pes molecular de 15 kDa que inhibeix l'activació de les cèl·lules T CD4 més, l'activitat del complement, la producció de citocines i la funció de les cèl·lules dendrítiques a l'hoste [39–41]. Estudis posteriors van investigar el mecanisme molecular de Salp15. La proteïna de la superfície externa, OspC, és produïda per B. burgdorferi a la superfície exterior de la cèl·lula. La producció d'espiroquetes (B. burgdorferi spirochetes) a l'intestí mitjà de paparres infectades s'inicia quan s'alimenta de sang de l'hoste, que després es transporta a l'hoste.

Durant la sortida de les glàndules salivals i la transmissió de les espiroquetes de B. burgdorferi a l'hoste, Salp15 interacciona físicament amb OspC a la superfície de les espiroquetes de B. burgdorferi, cosa que facilita la supervivència de les espiroquetes, la transmissió de patògens i la infecció de l'hoste [38,42] ]. Per tant, la interacció Salp15-OspC pot enfosquir OspC de la resposta immune de l'hoste de manera que l'espiroqueta estigui protegida de la resposta immune [38]. Recentment, es va utilitzar el sistema d'expressió d'Escherichia coli per sintetitzar la proteïna recombinant Salp15, i es va trobar que el sistema era eficient per produir aquesta proteïna amb un rendiment considerable amb bona solubilitat. Aquestes característiques de la proteïna recombinant Salp15 indiquen que aquesta té aplicació pràctica i es pot utilitzar per generar vacunes contra les paparres [41,43,44].

Les metal·loproteases (MP) són proteïnes multifuncionals que participen en una gran varietat de processos fisiològics i patològics complexos en organismes vius [45]. S'han identificat diversos MP en diferents espècies de paparres i es consideren crucials per al manteniment de les funcions associades a l'àpat de sang a les paparres [46–49]. Per exemple, les glàndules salivals de les paparres ixodid contenen MP que es reconeixen com a components bioactius clau en funcions fisiològiques vitals i, per tant, es consideren per utilitzar-les com a objectius potencials en estratègies de control per combatre aquests ectoparàsits [49]. Per avaluar el potencial antigènic dels MP, Ali et al. (2015) [50] van amplificar un fragment de la seqüència que codificava un R. micro plus MP, el van expressar com a proteïna recombinant i van utilitzar la forma purificada d'aquesta proteïna com a antigen de vacuna contra R. microplus al bestiar [50]. La proteïna recombinant R. micro plus MP va demostrar una eficàcia global del 60%.

A més, va reduir el nombre de paparres alimentades, el nombre d'ous produïts i el nombre d'ous eclosionats, convertint-lo [41] en un candidat ideal per al desenvolupament de vacunes contra les paparres [50]. Per explorar més els candidats a antigen adequats de R. microplus, Maruyama et al. [51] van realitzar un estudi d'ARN-seq sobre glàndules salivals en totes les etapes d'alimentació de R. microplus, i van detectar un fragment del transcriptoma que era similar a MP (Rm239) juntament amb altres tres gens, inclosos Rm39, Rm76 i Rm180. . L'aplicació d'aquestes proteïnes com a vacunes va demostrar que totes elles poden inhibir les respostes hemostàtiques, suprimir les respostes d'anticossos de l'hoste i reduir la capacitat de la paparra per unir-se a l'hoste mitjançant una proteïna de ciment rica en glicina.

Per tant, els autors van desenvolupar una vacuna multicomponent contra les paparres utilitzant aquests quatre tipus diferents de proteïnes [51]. La immunització del bestiar amb aquesta vacuna multicomponent va donar lloc a una reducció de la infestació de R. microplus en un 73,2 per cent, cosa que indica que la formulació d'una vacuna contra les paparres multiantígens pot ser més eficaç que les vacunes monocomponents [51].

Els ribosomes, també anomenats fàbriques de proteïnes, són components de tots els organismes vius. S'ha demostrat que la proteïna ribosòmica P{{0}} té un paper fonamental en la regulació de l'activitat translacional dels ribosomes i ajuda un organisme a ajustar el seu metabolisme a diverses condicions ambientals. Pertany a un grup de proteïnes àcides que formen una estructura semblant a la tija a la subunitat de ribosoma més gran del ribosoma [52]. Hi ha proves que mostren que la saliva de paparres conté proteïnes ribosòmiques que juguen un paper a l'hora d'evadir els mecanismes defensius de l'hoste [53–55]. Recentment es va informar que els conills vacunats amb proteïna ribosòmica recombinant P0 van mostrar fortes respostes humorals que van reduir principalment la muda de la nimfa i la reproducció femenina. La proteïna va demostrar una protecció del 57,5 ​​per cent contra les infestacions d'O. erraticus, però no va proporcionar una protecció creuada contra les infestacions de la paparra africana Ornithodoros moubata [56].

En un altre estudi, els investigadors van sintetitzar químicament un pèptid de 20 aminoàcids, que es derivava de la proteïna ribosòmica P0 de les paparres Rhipicephalus, i el van conjugar amb èxit amb la proteïna Keyhole Limpet Hemocyanin (KLH) de Megathura crenulate per servir com a antigen contra R. microplus, mostrant un 96 per cent d'eficàcia en el bestiar [57]. En aquest estudi, els resultats van suggerir que la P0 conjugada a KLH és una vacuna excel·lent. Tanmateix, la producció d'aquesta vacuna serà cara i, per tant, pot ser que no sigui rendible per al bestiar. Per tant, és essencial dur a terme més investigacions sobre la producció recombinant d'una vacuna antigènica per avaluar-ne l'eficàcia i fer-ne més viable econòmicament.

Inhibidors de la serina proteasa: els intents d'aïllar els antígens d'espècies de paparres han identificat alguns inhibidors de la serina proteasa (serpines), que semblaven tenir habilitats antigen. Les serpines estan implicades en diverses activitats fisiològiques en animals, en particular en bestiar, on influeixen en la coagulació de la sang, alterant el temps de protrombina i activant parcialment el temps de tromboplastina [58–60]. Les serpins interfereixen amb el sistema immunitari de les paparres i, per tant, faciliten el procés d'alimentació inicial d'aquests paràsits [61]. Andreotti et al. [62] van aïllar i identificar inhibidors de R. micro plus tripsina (BmTIs) a partir d'extractes de larves.

Per avaluar la seva activitat antigènica, es va vacunar el bestiar creuat amb BmTI, que es va trobar que interfereix amb la migració de leucòcits al lloc de fixació de larves [63, 64]. La vacunació dels vedells amb antígens BmTI va reduir notablement el nombre de paparres femelles engorjades i el seu pes, donant lloc a una eficàcia del 72,8 per cent contra R. microplus. Aquestes dades suggereixen que la immunització de BmTI pot actuar en la fase inicial del desenvolupament larvari [65]. Per investigar si el BmTI truncat també pot induir la immunització, es va sintetitzar el fragment N-terminal de BmTI i va mostrar una menor eficàcia (18,4 per cent) al bestiar en comparació amb la proteïna de longitud completa.

Per tant, la immunització amb el domini N-terminal no és suficient per millorar l'efecte dels BmTI en les interaccions hoste-paràsit [64]. De la mateixa manera, quan es van utilitzar els inhibidors de tripsina de larves de R. microplus recombinants (rRmLTI) com a assaig de vacuna, l'eficàcia (32 per cent) va tornar a ser baixa, cosa que suggereix que tant la proteïna recombinant truncada com la sencera són menys efectives, probablement a causa de la manca de plegament precís de la proteïna in vitro. En general, aquests resultats indiquen que els inhibidors de la tripsina semblen candidats adequats per produir una vacuna eficaç; tanmateix, el mètode per produir-los a gran escala s'ha de millorar per millorar la seva eficàcia [66]. S'han avaluat diverses altres serpines com a possibles candidats a la vacuna contra les paparres de diferents espècies de paparres, incloent Amblyomma americanum (AAS19), Haemaphysalis longicornis (HLS2), Rhipicephalus (Boophilus) microplus, etc. Totes aquestes serpines van demostrar una protecció parcial a l'hoste; tanmateix, el nivell de protecció pot variar segons les espècies de paparres i el tipus de serpina [67–69].

La combinació de proteïnes d'una o més paparres en una única cadena polipeptídica representa una atractiva estratègia de vacunació contra les paparres. Per tant, els inhibidors de tripsina/o serpines combinats amb fragments immunogènics d'altres proteïnes de paparres es poden utilitzar com a construccions multi-antigen. Per exemple, es va sintetitzar una proteïna quimèrica que conté l'antigen recombinant Bm86-Campo Grande (BmCG), rRmLTI i la subunitat B d'Escherichia coli (LTB) làbil a la calor com a adjuvant molecular. Aquest antigen quimèric RmLTI–BmCG–LTB tenia una eficàcia del 55,6 per cent contra R. microplus en el bestiar.

2.3. Candidats a l'antigen associat a l'intestí mitjà

Les proteïnes de ferritina són importants per a l'emmagatzematge fisiològic del ferro en una forma no tòxica però biològicament disponible. Són crucials per al metabolisme del ferro de la sang ingerida durant l'alimentació de paparres [70,71]. Fins ara, s'han identificat i caracteritzat dues molècules de ferritina (Ferritina 1 i Ferritina 2). La ferritina 1 (FER1) es troba dins de les cèl·lules, on està implicada en l'emmagatzematge fisiològic del ferro.

Per a la ferritina 2 (FER2), no hi ha ortòlegs funcionals en vertebrats. S'expressa principalment a l'intestí i té un paper biològic crucial en el transport del ferro a les glàndules salivals i els ovaris [71]. La proteïna FER2 s'ha informat en diverses espècies de paparres, com ara D. variabilis, R. microplus, I. ricinus, Haemaphysalis longicornis i I. scapularis [71,72]. Basat en estudis de pèrdua de funció de FER2, és un candidat a vacuna prometedor, perquè la supressió d'aquest gen perjudica la capacitat d'alimentació de paparres, redueix l'oviposició i redueix l'eclosió de larves [71].

A més de FER2, FER1 s'ha demostrat com un antigen candidat adequat per controlar una varietat d'espècies de paparres. Hajdusek et al. va provar la proteïna FER2 recombinant de R. microplus (RmFER2) per immunitzar el bestiar i va trobar que la vacuna basada en FER2-va mostrar una eficàcia global del 64 per cent [73]. De la mateixa manera, les proteïnes recombinants FER1 i FER2 de H. longicornis s'han utilitzat per immunitzar els conills. Ambdues proteïnes són altament immunogèniques i indueixen la producció d'anticossos hoste. La immunització de l'hoste va reduir significativament el pes engorjat de les paparres infestades i va reduir el nombre d'ous i el nombre de paparres amb ous completament eclosionats. Tanmateix, el FER2 recombinant va provocar una major reducció amb una eficàcia més gran (49 per cent) que el FER1 recombinant (34 per cent) [72].

Més recentment, Manjunathachar i col·laboradors [74] van informar que un vedell vacunat amb H. anatolicum FER2, un vector de la febre hemorràgica de Crimea-Congo, estava fortament protegit de les infestacions de larves (51,7 per cent) i adultes (51,2 per cent), ja que així com contra paparres amb FER2 enderrocat per RNAi. Molts altres estudis recents també han confirmat que FER2 proporciona una protecció significativa a l'hoste contra la infestació de paparres mitjançant l'ús d'una proteïna recombinant de FER2 [75–77]. El mecanisme molecular de protecció implica principalment la producció d'anticossos anti-FER2 al cos hoste, que es transfereixen a espècies de paparres durant el procés d'alimentació, i els anticossos anti-FER2 s'uneixen a FER2 dins de les cèl·lules intestinals de la paparra o hemolinfa, evitant així FER2. muntatge i/o funció.

Recentment s'ha descobert que les regions antigèniques previstes a la proteïna FER2 es conserven en diferents espècies de paparres. Per tant, aquesta proteïna es pot utilitzar per produir una vacuna per a la protecció entre espècies [77]. En un estudi recent, es van caracteritzar els ortòlegs FER2 a O. moubata (OMFER2) i O. erraticus (OEFer2), i els investigadors van trobar que tenen una gran similitud de seqüències (85,3 per cent). La forma recombinant d'O. moubata Fer2 (tOMFER2) pot provocar fortes respostes humorals en conills. Tanmateix, a O. erraticus, aquesta proteïna no presenta cap efecte protector, malgrat l'alta similitud de seqüències, la qual cosa suggereix que una lleugera diferència en les seves seqüències pot determinar si tenen o no un efecte protector. Malgrat això, els resultats d'aquest estudi confirmen que OMFER2 té el potencial de servir com a candidat d'antigen per a vacunes [78].

TROSPA és un receptor de paparres necessari per a la colonització d'espiroquetes a I. scapularis. La proteïna A de la superfície exterior de B. burgdorferi (OspA) es produeix abundantment en aquestes espiroquetes i és fonamental per a l'adhesió al vector mitjançant la unió específica a TROSPA [79, 80]. En diferents espècies de paparres, incloses R. microplus, I. scapulars i R. annulatus, TROSPA pot tenir un paper en els mecanismes d'infecció i la multiplicació dels patògens Babesia. A més, les proteïnes de la superfície exterior OspA i OspB s'expressen quan les espiroquetes entren i resideixen a les paparres [81]. Tanmateix, la seva expressió es suprimeix durant la transmissió a l'amfitrió, mentre que les expressions d'OspC i bba52 estan regulades. BBA52, juntament amb la proteïna OspC de borrelial, té papers complementaris però no essencials en el procés de transmissió, ja que tots aquests antígens es localitzen a la membrana externa i s'expressen conjuntament en l'alimentació de paparres [82–84].

La funció biològica del receptor és desconeguda, però la unió d'OspA a TROSPA és necessària perquè les paparres perquè el bacteri B. burgdorferi colonitzi l'intestí de la paparra, que admet la infecció bacteriana al vector [79]. La infecció de B. burgdorferi indueix la producció de gens de paparres particulars (TROSPA i salp15), que es poden orientar per inhibir la transmissió d'espiroquetes de Borrelia i altres microbis transmesos per paparres [80,85]. El bloqueig de TROSPA amb antisers TROSPA o mitjançant RNAi redueix l'adherència de B. burgdorferi a l'intestí d'I. scapulars i, per tant, redueix la colonització bacteriana del vector i la possible transmissió de patògens a l'hoste [79]. Com a resultat d'aquesta interacció, es va analitzar TROSPA recombinant en bestiar com a vacuna antigen per controlar la infestació de paparres i la transmissió de patògens, però no va afectar l'alimentació ni la fecunditat de les paparres [14].

Les aquaporines (AQP) o els canals d'aigua transmembrana tenen un paper important en l'homeòstasi de l'aigua i la crioprotecció [86,87). Són membres evolutivament molt conservats d'una família més gran de proteïnes intrínseques principals. Formen porus a la membrana cel·lular que transporten aigua o altres soluts [86,88,89]. A més de transportar aigua i petits soluts neutres, els AQP estan implicats en nombrosos processos fisiològics [90].

En paparres, s'han reportat AQP al tracte digestiu, als túbuls de Malpighi i també a les glàndules salivals [91]. Els AQP redueixen el volum de sang de l'hoste a les tripes de les paparres, una funció fisiològica important ja que les paparres ingereixen grans volums de sang en relació amb la seva mida i pes [62]. S'ha aïllat un fragment d'una aquaporina de R. micro més femelles engorjades i posteriorment s'ha produït recombinantment i s'ha designat com a vacuna RmAQP1 [62]. Aquesta vacuna es va provar en dos assaigs de corral de bestiar per a l'eficàcia contra R. microplus, demostrant un 68 i un 75 per cent d'eficàcia. Això suggereix que RmAQP1 pot ser un potencial antigen de la vacuna [62] i que les aquaporines es poden utilitzar en vacunes contra les paparres [62]. En un estudi recent sobre el RmAQP2 de la mateixa espècie, s'ha demostrat que el bestiar vacunat amb el pèptid sintètic dels dominis extracel·lulars del RmAQP2 va ser capaç de reduir el nombre de paparres que s'alimenten fins a l'ompliment en un 25% en general, cosa que suggereix que aquest objectiu. (RmAQP2) pot ser un component útil d'un còctel de vacuna contra les picades de paparres [92].

Un altre estudi sobre I. ricinus va confirmar l'eficàcia dels antígens AQP de paparres per al control de les infestacions de paparres mostrant l'efecte de la vacunació IrAQP i CoAQP sobre les larves de paparres d'I. ricinus en conills. L'eficàcia de la vacuna que contenia la regió conservada AQP present a l'antigen CoAQP va ser superior a la de la vacuna IrAQP [93]. A més, la vacunació amb pèptids immunogènics sintètics derivats dels AQP d'Ornithodoros erraticus (OeAQP i OeAQP1) va proporcionar una protecció significativa al bestiar contra l'espècie homòloga O. erraticus, però la protecció entre espècies contra Ornithodoros moubata va ser menor [94]. A més, alguns altres estudis també han identificat AQP de diferents espècies, com ara O. moubata i paparres Ixodid, amb anàlisis bioinformàtiques que suggereixen que aquests AQP tenen un bon potencial per ser utilitzats com a vacuna. Per tant, calen proves experimentals addicionals per confirmar el potencial d'antigen d'aquests AQP [95, 96].

I. ricinus és una de les espècies de paparres responsables de la creixent prevalença de malalties transmeses per paparres en animals de companyia a Europa [4]. L'efecte de les vacunes basades en AQP sobre la infestació i la muda de larves d'I. ricinus podria provocar una reducció de les infestacions de paparres en animals vacunats i admet que CoAQP podria ser un antigen protector candidat per al control de diferents espècies de paparres que s'alimenten del mateix hoste.

Un estudi que utilitzava la immunització de la biblioteca d'expressió contra un model de ratolí d'infestacions de paparres va demostrar que la proteïna 4D8, més tard anomenada subarrendament (SUB), és un antigen potencial que es podria utilitzar com a vacuna contra I. scapularis [97]. Es va trobar que les seqüències del gen i la proteïna de SUB es conserven entre invertebrats i vertebrats. A més, aquest gen s'ha identificat i caracteritzat en diferents espècies de paparres i es va trobar que s'expressa en diferents etapes de desenvolupament i en diferents teixits de paparres adultes [98]. A causa de l'àmplia distribució de SUB, es va proposar que fos un bon candidat a la vacuna antigen. El potencial d'antigen de SUB s'ha investigat prèviament en el bestiar amb proteïnes recombinants, i es va trobar que SUB pot protegir (51 per cent d'eficàcia) contra les paparres.

A més, una combinació de vacunació SUB i control autocida de paparres després de la derrota del gen SUB en paparres que s'alimentaven de bestiar per controlar R. microplus, va aconseguir un 75 per cent d'eficàcia després del tractament [99,100]. A més, Shakya i els seus companys van produir SUB recombinant de R. microplus i van utilitzar aquesta proteïna recombinant per immunitzar boví. A continuació, aquests remugants van ser desafiats amb larves de R. microplus. A més, es va avaluar l'eficàcia d'aquesta proteïna contra una altra soca de paparres geogràficament diferent. L'eficàcia del SUB recombinant va oscil·lar entre el 32,7 i el 44,1% i va indicar una alta homologia de seqüència entre les soques de paparres de Mèxic i l'Índia [101]. En un altre estudi, SUB recombinant es va sintetitzar com una proteïna quimèrica amb MSP1a i posteriorment es va aplicar al bestiar per controlar R. microplus.

Sorprenentment, aquesta proteïna quimèrica va demostrar una eficàcia del 81 per cent [102]. Com a resultat dels resultats exitosos i prometedors de l'aplicació de SUB, es va provar la combinació d'aquest antigen amb Bm86 i es va suposar que donava millors resultats, però l'eficàcia global no va recolzar l'ús d'aquesta combinació com a vacuna. Tot i que s'ha demostrat que s'activen nivells elevats d'anticossos específics per a cada antigen quan s'administren dos antígens simultàniament, es separen en diferents formulacions i s'utilitzen en diferents llocs d'inoculació de l'animal [103,104].

Antigament conegudes com ligandines, les glutatió S-transferases (GST) formen una família de proteïnes multifuncionals àmpliament distribuïdes al regne animal. Aquestes proteïnes enzimàtiques tenen un paper en el transport intracel·lular, la digestió, la producció de prostaglandines, la desintoxicació de substàncies tant endògenes com exògenes i la defensa contra l'estrès oxidatiu. Els nivells d'expressió de GST augmenten en els organismes quan s'exposen a insecticides i acaricides [105]. Un sèrum de conill que conté anticossos policlonals contra GST de R. microplus va reaccionar amb el GST recombinant de H. longicornis i R. appendiculatus, cosa que suggereix que els GST de paparres podrien ser un constituent d'una vacuna universal que protegeix contra més d'una espècie de paparres [106] .

A partir d'aquest estudi preliminar, Parizi i col·laboradors (2011) van aïllar GST de H. longicornis i van produir GST recombinant, i van utilitzar-ho per vacunar el bestiar contra R. microplus [107]. Aquest va protegir el bestiar contra R. micro plus amb una eficàcia del 57 per cent. La proteïna GST recombinant va proporcionar una immunitat de protecció creuada parcial a l'hoste, cosa que suggereix que la capacitat protectora de proteïnes de GST no és suficient i, per tant, l'ús d'aquesta proteïna en una vacuna d'un sol antigen sembla no ser efectiu per prevenir la infestació de paparres. 107].

For more information:1950477648nn@gmail.com