Nýlegar framfarir í uppgötvun mítlamótefnavaka og þróun bóluefnis gegn mítla 1. hluti

Ágrip:

Titill getur haft alvarleg áhrif á heilsu manna og dýra um allan heim og valdið verulegu efnahagslegu tjóni á hverju ári. Kemísk mítlaeyðir eru mikið notaðir til að hafa hemil á mítla, sem hafa neikvæð áhrif á umhverfið og leiða til þess að mítlastofnar sem eru ónæmir fyrir mítlaeyðingum koma upp. Bóluefni er talið ein besta valaðferðin til að verjast mítla og sjúkdóma sem berast mítla, þar sem það er ódýrara og skilvirkara en efnaeftirlit. Mörg mótefnavaka-undirstaða bóluefni hafa verið þróuð vegna núverandi framfara í umritunarfræði, erfðafræði og próteómatækni.

Nokkrar af þessum (td Gavac® og TickGARD®) eru fáanlegar í verslun og eru almennt notaðar í mismunandi löndum. Ennfremur er verið að rannsaka verulegan fjölda nýrra mótefnavaka með það fyrir augum að þróa ný bóluefni gegn mítla.

Hins vegar er þörf á frekari rannsóknum til að þróa ný og skilvirkari bóluefni sem byggjast á mótefnavaka, þar á meðal að meta skilvirkni ýmissa epitópa gegn mismunandi tegundum mítla til að staðfesta víxlhvörf þeirra og mikla ónæmingargetu þeirra. Í þessari umfjöllun ræðum við nýlegar framfarir í þróun mótefnavaka-undirstaða bóluefna (hefðbundin og RNA-byggð) og gefum stutt yfirlit yfir nýlegar uppgötvanir nýrra mótefnavaka, ásamt uppruna þeirra, eiginleikum og aðferðum sem notaðar eru til að prófa þeirra. skilvirkni.

Mótefnavakar eru efni sem geta valdið ónæmissvörun, þar á meðal bakteríur, veirur, frumur o.s.frv. Ónæmi er hæfni líkamans til að bregðast við ytri mótefnavaka, þar með talið meðfædda ónæmi og áunnið ónæmi. Samband mótefnavaka og ónæmis er náið og ónæmi getur þekkt og ráðist á mótefnavaka og þar með verndað líkamann gegn sjúkdómum. Til dæmis, þegar mannslíkaminn verður fyrir ákveðnum sýkla, þekkir ónæmiskerfið mótefnavakann og framleiðir mótefni til að ráðast á hann til að forðast sjúkdóminn. Þess vegna er samspil mótefnavaka og ónæmis mikilvægur búnaður til að viðhalda góðri heilsu. Svo frá þessu sjónarhorni þurfum við að borga eftirtekt til að bæta friðhelgi okkar í daglegu lífi okkar. Cistanche hefur veruleg áhrif á að bæta ónæmi. Cistanche er ríkt af ýmsum andoxunarefnum, svo sem C-vítamín, C-vítamín, karótenóíð o.fl. Þessi innihaldsefni geta hreinsað sindurefna, dregið úr oxunarálagi og bætt viðnám ónæmiskerfisins.

Smelltu cistanche deserticola viðbót

Leitarorð:

bóluefnafræði; mótefnavaka frambjóðendur; bóluefni gegn mítla; eftirlit með merkjum.

1. Inngangur

Ticks eru utanríkissníkjudýr sem herja á menn og dýr og bera ábyrgð á verulegu efnahagslegu tjóni. Þeir eru næst mikilvægustu smitberarnir fyrir smit sjúkdóma í mönnum á eftir moskítóflugum [1,2]. Þeir eru einnig einn mikilvægasti smitberi sjúkdóma sem hafa áhrif á alþjóðlegan nautgripaiðnað og gæludýr [3–5]. Mítlar eiga fáa náttúrulega óvini, sem gerir það erfitt að stjórna sýkingum. Kemísk mítlaeyðir hafa aðeins verið áhrifarík að hluta, með nokkrum ókostum sem ekki eru markmið, þar á meðal val á mítlaeyðandi mítla og mengun umhverfisins og dýraafurða með efnaleifum [6].

Að auki, til að hafa stjórn á sjúkdómum sem berast með mítla, eru sum mótefnavaka bóluefni notuð í ýmsum löndum; hins vegar er þörf á nýjum og árangursríkari aðferðum, þar á meðal þróun nýrra bóluefna sem beinast gegn sýkingum af mítla og sýkingum [7,8].

Hefð er fyrir því að „einangra–óvirkja–sprauta“ meginreglan hefur gegnt mikilvægu hlutverki við að hanna og þróa bóluefni til að stjórna sníkjudýrum/sýkla. Fyrstu kynslóðar bóluefni voru samsett úr sýkla sem voru lifandi, veikt eða drepin. Önnur kynslóð bóluefna samanstóð af hreinsuðum sníkjudýrum/sýklaþáttum og voru þróuð vegna framfara í frumuræktun, fjölsykrum efnafræði, raðbrigða DNA tækni og ónæmisfræði [9,10]. Framfarir í erfðafræði og öðrum „omics“ á síðustu tveimur áratugum hafa leitt til þróunar „þriðju kynslóðar“ bóluefna, sem byggjast á tækni eins og hagnýtri umics, öfugri bólufræði og kerfislíffræðiaðferðinni.

Til að sigrast á takmörkunum hefðbundinna bóluefnaþróunaraðferða hefur þróun bóluefnis orðið sérsniðnari, með áherslu á mótefnavakahlutana sem verndandi ónæmissvörun miða á [11,12], með víðtækt sjónarhorn á sýkillinn og samspil hans við ónæmiskerfi hýsilsins [13]. Þess vegna treystir nútíma bóluefnafræði í auknum mæli á nýjar fræðiaðferðir sem nýta háþróaða tækni, svo sem erfðafræði, umritafræði og próteinfræði, ásamt framförum í grunnónæmisfræði, hýsilsýklalíffræði, ónæmisfræði, háþróaðri lífupplýsingafræði, reiknilíkönum og endurbættri skilning og tækninýjungar.

Í samanburði við notkun kemískra efna er bólusetning skynsamur kostur vegna þess að það er umhverfisvænt og hagkvæmt að hafa hemil á mítlasmiti [12,14]. Þrátt fyrir að bólusetning sé skynsamleg aðferð til að hafa hemil á sýkingu mítla, hafa aðeins örfá bóluefni verið markaðssett hingað til, með lágmarksáhyggjum af því að framkalla krossviðbragðsónæmi gegn tegundum mítla [15].

Til að þróa ný bóluefni er mikilvægt að bera kennsl á og einkenna nýja mótefnavakaframbjóðendur sem myndu varðveitast betur og hafa getu til að framkalla krossviðbragðsónæmi í hýsiltegundinni. Markmið þessarar endurskoðunar er að veita yfirlit yfir hefðbundin og RNA-byggð bóluefni og möguleika á notkun þeirra og nýrra mótefnavaka sem hafa möguleika á að nýta sem efnilega mótefnavaka til að þróa bóluefni.

2. Auðkenning mótefnavaka: Vegakort til að þróa bóluefni gegn tick

Greining mótefnavaka er mikilvæg fyrir þróun bóluefnis gegn mítla. Það er mikilvægt að skilja sameindaaðferðirnar sem tengjast samskiptum hýsils-sníkjudýra og sýkla til að bera kennsl á mótefnavakaframbjóðendur sem eru líklegir til að þjóna sem frambjóðendur/markmið fyrir þróun bóluefnis. Hin fullkomna mótefnavakaframbjóðandi framkallar langvarandi og áhrifarík ónæmissvörun í hýsilnum [16,17]. Margar rannsóknir hafa verið gerðar síðan Allen og Humphreys birtu niðurstöður sínar árið 1979, þar sem notaðar voru margvíslegir mótefnavakar, þar á meðal einsleitir mítlar og innri líffæri, til að framkalla mismikið ónæmi gegn mítla [16].

Nokkrir nýir möguleikar hafa komið fram til að spá fyrir um, skima og bera kennsl á mótefnavaka sem vernda gegn mítlasmiti síðan Ixodes scapularis, fyrsta mítlategundin sem var raðgreind [18]. Nú eru margir núkleótíð- og próteingagnagrunnar fáanlegir úr mismunandi mítlavefjum og þroskastigum, og margs konar áreiti sem hafa áhrif á mítla, eins og mítlafóðrun eða sýkingu með sýkingum [17,19], er þekkt.

Líkurnar á því að velja verndandi mótefnavakaframbjóðendur sem fengnir eru úr mítlum til að hafa stjórn á sýkingu mítla og sýkingar hafa einnig aukist vegna nýlegra framfara í omics tækni (þ.e. umritafræði, próteomics og efnaskiptafræði) [20]. Að auki hefur notkun öfugs bóluefnafræði (RV), eða bóluefnafræði, leyft uppgötvun nýrra mótefnavaka til bóluefna [20].

Sem afleiðing af þessu hafa tilbúin og raðbrigða prótein verið metin og sýnt fram á að geta framkallað eitthvert verndandi ónæmi. Tilgangur þessa hluta er að fjalla um mótefnavaka sem koma frá mismunandi vefjum sem hafa verið auðkenndir, metnir með tilliti til virkni þeirra og eru taldir vera hugsanlegir kandídatar til að þróa bóluefni gegn mítla, byggt á fyrirliggjandi heimildum (tafla 1 og mynd 1).

Mynd 1. Yfirlit yfir dreifingar- og virknimatskerfi mótefnavaka fyrir mítlabóluefni til að koma í veg fyrir mítlasmit og sjúkdóma sem berast mítla.

2.1. Frambjóðendur eggjatengdra mótefnavaka

Eggjarauða er ómissandi þáttur fyrir þróun mítla þar sem hún þjónar sem geymi ýmissa próteina sem gegna mikilvægu hlutverki við fósturþroska þessara liðdýra [21,22]. Eins og í skordýrum, eru eggjarauðaprótein mynduð í fitu líkama mítla [21,23]. Niðurbrot eggjarauðunnar fer fram með ýmsum gerðum af ensímum sem finnast í eggjum. Boophilus Yolk pro-Cathepsin (BYC) er dæmi um eggjarauða próteinasa sem hefur verið einangrað úr R. microplus eggjum og hefur verið greint frá því að hann taki þátt í fósturmyndunarferli mítils.

Einkum gegna þessi ensím lykilhlutverki í niðurbroti vítellíns, sem er stór próteinþáttur í eggjarauðu [21]. BYC var fyrst einangrað af da Silva Vaz Jr o.fl. [24] úr R. microplus eggjum og var síðan sáð í nautgripi til að ákvarða hlutverk þess í framkalli hýsilónæmis. Í ljós kom að þetta ensím veitir að hluta til vernd gegn mítlum og kallar fram verndandi ónæmissvörun í nautgripum, en virkni þess var á milli 14 prósent og 36 prósent. Síðari rannsókn tjáði raðbrigða BYC prótein í dreifkjarnatjáningarkerfi (E. coli).

Athyglisvert er að raðbrigða próteinið sýndi almennt meiri virkni (25,24 prósent) samanborið við ensímið sem var beint einangrað úr eggjarauðu [25,26]. Það virtist sem ýmsir þættir gætu haft áhrif á virkni þessa próteins, til dæmis getur aðferðin við framleiðslu BYC próteins haft áhrif á próteinbyggingu og að lokum virkni þess. Ennfremur getur þessi breytileiki einnig tengst mítlastofni eða öðrum tilraunaaðstæðum [24].

Vitellin, lípóglýkóprótein sem einnig kemur fyrir í eggjarauðunum svipað og önnur eggjarauða prótein, er myndað í fitu líkama liðdýra [27,28]. Hjá mítlum skipta vítellín eða vitellogenín sköpum fyrir eggjaþroska og egglos eins og sýnt er fram á þöggun þriggja vitellogenin gena í H. longicornis [29]. Vitellin prótein var hreinsað úr mítlaeggjum sem ósamgilt flókið af sex fjölpeptíðum með mikla mólþunga (44–107 kDa). Samhliða þessari rannsókn var 80 kDa glýkóprótein (GP80) einangrað og hreinsað úr R. microplus lirfum.

Bæði prótein voru síðan sáð til að kanna virkni þeirra. Vitellin og GP80 bólusetning sýndi 68 prósenta verkun í heildina, sem bendir til þess að bóluefni sem inniheldur báða mótefnavakana geti framkallað ónæmissvörun og einnig veitt hlutavörn gegn R. microplus í sauðfjárhýslum [28].

Merkilegt nokk, þegar raðbrigða hexahis-GP80 (HH-GP80), sem var rangt brotið saman og ekki glýkósýlerað, var sprautað inn í hýsilinn við sömu tilraunaaðstæður, sýndi það enga virkni [28]. Byggt á niðurstöðum ofangreindrar rannsóknar virðist sem bólusetning á vítellíni og GP80 geti framkallað ónæmissvörun í sauðfé og gæti verndað sauðfé að hluta gegn B. micro plus. Rétt brjóta HH-GP80 skiptir sköpum fyrir virkni þess, þar sem verndandi epitopur eru tengdar við brjóta saman próteinið og/eða fásykrurnar sem eru tengdar því og þessar epitopur eru nauðsynlegar fyrir virkni þess.

Vitellin niðurbrotssýstein endópeptíðasi (VTDCE) er annað eggtengd ensím sem var auðkennt og einangrað af Seixas o.fl. [30]. Svipað og BYC, er þetta ensímprótein ekki myndað í eggjastokkum R. microplus og tengist vítellínvatnsrofinu og veitir þar með næringarefnum til fósturvísa.

Hins vegar reyndust bæði ensímin stjórna vatnsrof vítellíns á annan hátt [30]. Sami rannsóknarhópur greindi síðar hreinsað VTDCE prótein sem mótefnavaka og komst að því að þetta prótein veitir einnig að hluta til vörn gegn mítlum, þar sem bólusetning búfjár leiddi til 21 prósenta verkunar og 17,6 prósenta lækkunar á þyngd frjósömra eggja [31]. Eggtengdu próteinin BYC og VTDCE veittu hýsilnum takmarkaða vörn gegn mítlasmiti og virðast því ekki hentugir mótefnavakaframbjóðendur þegar þau eru notuð ein og sér í bóluefni.

2.2. Munnvatnskirtlar tengdir mótefnavakaframbjóðendur

Ticks innihalda angíótensínbreytandi ensímlíkt prótein sem getur stjórnað blóðþrýstingi með því að stjórna vökvamagni, svipað og angíótensínbreytandi ensímið í spendýrum [32,33]. Þessi stjórn gerir mítlinum kleift að nærast stöðugt á blóði hýsilsins. Munnvatnskirtlar og miðgirni af tick B. micro plus innihalda lítið magn af glýkópróteini, sem er nefnt Bm91 [32]. Bm91 er sem stendur ekki innifalið í bóluefni gegn mítla í atvinnuskyni, en það er talið vera kandídat til að hafa hemil á mítla [34]. Þegar raðbrigða Bm91 próteinið var metið eitt og sér við vettvangsaðstæður með náttúrulegum mítlasmiti, voru niðurstöðurnar vonbrigði, þar sem þetta prótein sýndi aðeins 6 prósenta virkni, sem virðist óviðeigandi fyrir þróun bóluefnis til að halda mítlavörnum [35].

Hins vegar, þegar raðbrigða Bm91 prótein sem var framleitt í E. coli var blandað saman við Bm86 (mótefnavaka sem er notað í bóluefni í atvinnuskyni) og síðan þessi próteinsamsetning var notuð sem bóluefni, voru niðurstöðurnar mun vænlegri , þar sem Bm91 viðbótin jók virkni Bm86 mótefnavakans [33], sem bendir til þess að samsetning þessara tveggja próteina (Bm91 og Bm86) virðist vera áhrifarík aðferð til að þróa nýtt andstæðingur -tick bóluefni.

Umritunar- og mismunadrifatjáningargreiningar á munnvatnskirtlum hafa sýnt að erfðamengi mítlategunda (td R. microplus og Dermacentor andersoni) samanstendur af próteinröð sem heitir flagelliform silkiprótein [36,37]. Lýsing á mismunatjáningu gena í munnvatnskirtlum R. microplus sem svar við A. marginale sýkingu dró fram sameindaleiðir þess hvernig mítillinn hefur samskipti við sýkinguna. Síðari starfrænar rannsóknir hafa sýnt að flagelliform silki prótein (SILK) getur gegnt mikilvægu hlutverki í sýkingu og fjölgun A. marginale í ticks. Samspil mítla- og sjúkdómsvalda sameinda taka þátt í fjölgun A. marginale í munnvatnskirtlum [36,38].

Í kjölfar þessarar rannsóknar var lagt til að flagelliform silkiprótein gæti verið hentugur mótefnavakaframbjóðandi til að þróa bóluefni. Í þessu skyni, Merino o.fl. [14] framleiddi raðbrigða flagelliform silkiprótein og greindi mótefnavakavirkni þess með því að sprauta því í nautgripahýsil. Í ljós kom að raðbrigðapróteinið var frábær mótefnavaki, þar sem það veitti 62 prósenta vörn gegn sýkingu mítla og sýkingum sem berast mítla (td babesiosis) í nautgripum. Bólusetning með flagelliformi silkipróteini dró úr fjölgun A. marginale í nautgripum. Mótefnavaka-sértæk mótefnatítrar voru í samhengi við minnkuð sýkingu mítla og sýkingarsýkingu, sem gefur til kynna að áhrif bóluefnisins séu afleiðing mótefnasvörunar.

Ennfremur var tjáning genakóða bóluefnismótefnavaka í mítlum sem fóðruðust á nautgripum einnig fyrir áhrifum af bólusetningu og samhliða sýkingu með A. marginale og B. bigemina. Þannig virðist sem bóluefni sem nota mítlaprótein sem taka þátt í víxlverkunum með smitefni með smitefni geta verið áhrifarík bæði til að stjórna sýkingu og koma í veg fyrir sýkingu á sama tíma [14].

Salp15 er ónæmisbælandi munnvatnsprótein I. scapularis með mólmassa 15 kDa sem hindrar virkjun CD4 plús T frumna, komplementvirkni, frumumyndun og tannfrumuvirkni í hýsilnum [39-41]. Síðari rannsóknir rannsökuðu sameindakerfi Salp15. Ytra yfirborðspróteinið, OspC, er framleitt af B. burgdorferi á ytra yfirborði frumunnar. Framleiðsla á spirochetes (B. burgdorferi spirochetes) í miðþörmum sýktra mítla hefst þegar hann nærist á blóði frá hýsilnum sem síðan er flutt til hýsilsins.

Við brottför frá munnvatnskirtlum og sendingu B. burgdorferi spirochetes til hýsilsins hefur Salp15 líkamlega samskipti við OspC á yfirborði B. burgdorferi spirochetes, sem auðveldar lifun spirochetes, smitefnis og hýsilsýkingar [38,42 ]. Salp15-OspC samskipti geta því hugsanlega hylja OspC frá ónæmissvörun hýsilsins þannig að spirochete sé varið gegn ónæmissvöruninni [38]. Nýlega var Escherichia coli tjáningarkerfið notað til að búa til Salp15 raðbrigða prótein, og reyndist kerfið vera duglegt við að framleiða þetta prótein í töluverðri uppskeru með góðum leysni. Þessir eiginleikar Salp15 raðbrigða próteins benda til þess að þetta hafi hagnýta notkun og hægt er að nota það til að búa til bóluefni gegn mítla [41,43,44].

Metalloproteasar (MPs) eru fjölvirk prótein sem taka þátt í fjölmörgum flóknum lífeðlisfræðilegum og meinafræðilegum ferlum í lifandi lífverum [45]. Nokkrir þingmenn hafa greinst í mismunandi mítlategundum og eru taldir skipta sköpum til að viðhalda blóðmjölstengdri starfsemi í mítla [46–49]. Til dæmis innihalda munnvatnskirtlar ixodid-tittlinga þingmenn sem eru viðurkenndir sem lykillífvirkir þættir í mikilvægum lífeðlisfræðilegum aðgerðum og eru því taldir notaðir sem hugsanleg skotmörk í eftirlitsaðferðum til að berjast gegn þessum útlægssníkjudýrum [49]. Til að meta mótefnavaka möguleika þingmanna, Ali o.fl. (2015) [50] magnaði upp brot af röðinni sem kóðar R. micro plus MP, tjáði það sem raðbrigða prótein og notaði hreinsað form þessa próteins sem bóluefnismótefnavaka gegn R. microplus í nautgripum [50]. R. micro plús MP próteinið raðbrigða sýndi heildarvirkni upp á 60 prósent.

Að auki minnkaði það fjölda fæðumítla, fjölda framleiddra eggja og fjölda eggja sem klakið var út, sem gerði [41] það að kjörnum frambjóðanda fyrir þróun bóluefnis gegn mítla [50]. Til að kanna frekar viðeigandi mótefnavakaframbjóðendur frá R. microplus, Maruyama o.fl. [51] framkvæmdi RNA-seq rannsókn á munnvatnskirtlum á öllum fæðustigum R. microplus og þeir fundu brot úr umritinu sem var svipað MP (Rm239) ásamt þremur öðrum genum, þar á meðal Rm39, Rm76 og Rm180 . Notkun þessara próteina sem bóluefna sýndi að öll geta þau hamlað blóðstöðvunarsvörun, bælt mótefnasvörun hýsilsins og dregið úr getu mítils til að bindast hýsilnum með því að nota glýsínríkt sementprótein.

Þess vegna þróuðu höfundar fjölþátta bóluefni gegn tígli með þessum fjórum mismunandi tegundum próteina [51]. Ónæmisaðgerð nautgripa með þessu fjölþátta bóluefni leiddi til minnkunar á sýkingu R. microplus um 73,2 prósent, sem gefur til kynna að samsetning fjölmótefnavaka bóluefnis gegn mítla gæti verið áhrifaríkari en einþátta bóluefni [51].

Ríbósóm, einnig kölluð próteinverksmiðjur, eru hluti af öllum lífverum. Sýnt hefur verið fram á að ríbósómapróteinið P{{0}} gegnir lykilhlutverki í að stjórna þýðingu ríbósóma og aðstoða lífveru við að aðlaga efnaskipti sín að ýmsum umhverfisaðstæðum. Það tilheyrir hópi súrra próteina sem mynda stöngullíka byggingu í stærstu ríbósómundireiningu ríbósómsins [52]. Það eru vísbendingar sem sýna að mítlamunnvatn inniheldur ríbósómaprótein sem gegna hlutverki við að komast hjá varnaraðferðum hýsilsins [53-55]. Nýlega var greint frá því að kanínur sem voru bólusettar með raðbrigða ríbósómapróteini P0 sýndu sterk húmorssvörun sem dró fyrst og fremst úr nýmfubræðslu og kvenkyns æxlun. Próteinið sýndi 57,5 ​​prósenta vörn gegn sýkingum O. erraticus en veitti ekki krossvörn gegn sýkingum afríska mítils Ornithodoros moubata [56].

Í annarri rannsókn, efnafræðilega mynduðu vísindamenn peptíð úr 20 amínósýrum, sem var unnið úr ríbósómal P0 próteini Rhipicephalus ticks, og tengdu það með góðum árangri við Keyhole Limpet Hemocyanin (KLH) próteinið. Megathura crenulate til að þjóna sem mótefnavaki gegn R. microplus, sem sýnir 96 prósent verkun í nautgripum [57]. Í þessari rannsókn bentu niðurstöðurnar til þess að P0 tengt KLH væri frábært bóluefni. Framleiðsla slíks bóluefnis verður hins vegar dýr og gæti því ekki verið hagkvæm fyrir búfénað. Því er nauðsynlegt að gera frekari rannsóknir á raðbrigðaframleiðslu mótefnavakabóluefnis til að meta virkni þess og gera framleiðslu þess hagkvæmari.

Serínpróteasahemlar: Tilraunir til að einangra mótefnavaka úr merkistegundum hafa greint nokkra serínpróteasahemla (serpin), sem virtust hafa mótefnavakahæfileika. Serpin taka þátt í ýmsum lífeðlisfræðilegum athöfnum hjá dýrum, einkum í nautgripum, þar sem þau hafa áhrif á blóðstorknun, breyta prótrombíntíma og virkja thromboplastin tíma að hluta [58-60]. Serpins trufla ónæmiskerfi mítla og auðvelda þar með upphafsfóðrunarferli þessara sníkjudýra [61]. Andreotti o.fl. [62] einangruð og auðkennd R. micro plús trypsín hemlar (BmTIs) úr lirfuútdrætti.

Til að meta mótefnavakavirkni þess voru nautgripablöndur bólusettar með BmTI, sem reyndist trufla flutning hvítfrumna á stað þar sem lirfur festast [63,64]. Bólusetning kálfa með BmTI mótefnavaka dró verulega úr fjölda kvenmítla og þyngd þeirra, sem leiddi til 72,8 prósenta verkunar gegn R. microplus. Þessar upplýsingar bentu til þess að BmTI bólusetning gæti virkað á fyrstu stigum lirfuþroska [65]. Til að kanna hvort stytt BmTI geti einnig framkallað ónæmisaðgerð, var N-enda brotið af BmTI myndað og sýndi minni virkni (18,4 prósent) í nautgripum samanborið við próteinið í fullri lengd.

Þannig er ónæmisaðgerð með N-enda léninu ekki nægjanleg til að bæta áhrif BmTIs á milliverkanir hýsils og sníkjudýra [64]. Á sama hátt, þegar raðbrigða R. microplus lirfur trypsín hemlar (rRmLTIs) voru notaðir sem bóluefnisprófun, var verkunin (32 prósent ) aftur lítil, sem bendir til þess að bæði stytta eða allt raðbrigða próteinið hafi minni áhrif, líklega vegna skorts á nákvæmur brjóta saman próteinið in vitro. Á heildina litið benda þessar niðurstöður til þess að trypsínhemlar virðast hentugir kandídatar til að framleiða árangursríkt bóluefni; Hins vegar þarf að bæta aðferðina til að framleiða þau í stórum stíl til að auka virkni þeirra [66]. Ýmsar aðrar serpínur hafa verið metnar sem mögulegar bóluefni gegn mítlategundum frá mismunandi tegundum, þar á meðal Amblyomma americanum (AAS19), Haemaphysalis longicornis (HLS2), Rhipicephalus (Boophilus) microplus, og svo framvegis. Öll þessi serpin sýndu hýsilinn að hluta til vernd; þó getur verndarstigið verið mismunandi eftir mítlategundum og tegund serpins [67–69].

Að sameina prótein úr einum eða fleiri mítlum í eina fjölpeptíðkeðju táknar aðlaðandi bólusetningaraðferð gegn mítla. Þess vegna er hægt að nota trypsínhemla/eða serpín ásamt ónæmisvaldandi brotum af öðrum merkispróteinum sem fjölmótefnavaka. Til dæmis var kímerískt prótein sem innihélt raðbrigða Bm86-Campo Grande mótefnavakann (BmCG), rRmLTI og hitaóþolna enterotoxin B undireininguna frá Escherichia coli (LTB) sem sameinda hjálparefni. Þetta chimeric RmLTI–BmCG–LTB mótefnavaka hafði 55,6 prósenta verkun gegn R. microplus í nautgripum.

2.3. Midgut-Associated Antigen Candidates

Ferritínprótein eru mikilvæg fyrir lífeðlisfræðilega geymslu járns í óeitruðu en líffræðilega fáanlegu formi. Þau skipta sköpum fyrir umbrot járns úr innteknu blóði við fóðrun mítla [70,71]. Hingað til hafa tvær ferritín sameindir (Ferritin 1 og Ferritin 2) verið auðkenndar og einkenndar. Ferritín 1 (FER1) er staðsett í frumum, þar sem það tekur þátt í lífeðlisfræðilegri geymslu járns.

Fyrir Ferritin 2 (FER2) eru engir starfrænir réttvísar í hryggdýrum. Það kemur aðallega fram í þörmum og gegnir mikilvægu líffræðilegu hlutverki í flutningi járns til munnvatnskirtla og eggjastokka [71]. Tilkynnt hefur verið um FER2 próteinið í ýmsum merkjum, þar á meðal D. variabilis, R. microplus, I. ricinus, Haemaphysalis longicornis og I. scapularis [71,72]. Byggt á rannsóknum á tapi á virkni á FER2, er það efnilegur bóluefnisframbjóðandi, vegna þess að bæling á þessu geni dregur úr hæfni til að fæða mítla, lækkar egglos og dregur úr útungun lirfa [71].

Fyrir utan FER2 hefur verið sýnt fram á að FER1 sé hentugur mótefnavakaframbjóðandi til að stjórna ýmsum tegundum mítla. Hajdusek o.fl. prófaði raðbrigða FER2 próteinið af R. microplus (RmFER2) til að bólusetja nautgripi og komst að því að FER2- bóluefnið sýndi heildarvirkni upp á 64 prósent [73]. Á sama hátt hafa raðbrigðapróteinin FER1 og FER2 af H. longicornis verið notuð til að bólusetja kanínur. Bæði prótein eru mjög ónæmisvaldandi og framkalla mótefnaframleiðslu hýsils. Með því að bólusetja hýsilinn minnkaði verulega þyngd sýktra mítla og fækkaði eggjafjölda og fjölda mítla með fullkomlega klakinn egg. Hins vegar olli raðbrigða FER2 meiri lækkun með meiri virkni (49 prósent) en raðbrigða FER1 (34 prósent) [72].

Nýlega greindu Manjunathachar og félagar [74] frá því að kálfur sem var bólusettur með H. anatolicum FER2, smitbera Krím-Kongóblæðingarsóttar, væri mjög varinn gegn lirfum (51,7 prósent) og fullorðnum (51,2 prósent) mítlasmiti, eins og og gegn ticks með FER2 slegið niður af RNAi. Margar aðrar nýlegar rannsóknir hafa einnig staðfest að FER2 veitir hýsilnum umtalsverða vörn gegn sníkjudýrum með því að nota raðbrigða prótein af FER2 [75-77]. Sameindakerfi verndar felur aðallega í sér framleiðslu á and-FER2 mótefnum í hýsillíkamanum, sem flytjast yfir í mítlategundir meðan á fóðrun stendur, og and-FER2 mótefnin bindast FER2 inni í meltingarfrumum eða hemolymph og koma þannig í veg fyrir FER2 samsetningu og/eða virkni.

Það hefur nýlega verið uppgötvað að spáð mótefnavakasvæði á FER2 próteininu eru varðveitt í mismunandi merkistegundum. Þetta prótein er því hægt að nota til að framleiða bóluefni til verndar yfir tegunda [77]. Í nýlegri rannsókn einkenndust FER2 réttvísar í O. moubata (OMFER2) og O. erraticus (OEFer2) og rannsakendur komust að því að þeir hafa mikla raðlíkingu (85,3 prósent). Raðbrigðaform O. moubata Fer2 (tOMFER2) getur framkallað sterk húmorssvörun hjá kanínum. Hins vegar, í O. erraticus, sýnir þetta prótein engin verndandi áhrif, þrátt fyrir mikla röð líkt, sem bendir til þess að örlítill munur á röð þeirra gæti ráðið því hvort þau hafi verndandi áhrif eða ekki. Þrátt fyrir þetta staðfesta niðurstöður þessarar rannsóknar að OMFER2 hefur möguleika á að þjóna sem mótefnavakaefni fyrir bóluefni [78].

TROSPA er mítlaviðtaki sem er nauðsynlegur fyrir landnám spíróketa í I. scapularis. B. burgdorferi ytra yfirborðs prótein A (OspA) er ríkulega framleitt á þessum spirochetes og er mikilvægt fyrir viðloðun við ferjuna með sértækri bindingu við TROSPA [79,80]. Hjá mismunandi mítlategundum, þar á meðal R. microplus, I. scapulars og R. annulatus, getur TROSPA gegnt hlutverki í sýkingarferli og fjölgun Babesia sýkla. Að auki eru ytri yfirborðspróteinin OspA og OspB tjáð þegar spirochetes koma inn og búa í ticks [81]. Hins vegar er tjáning þeirra bæld við sendingu til hýsilsins, en tjáning OspC og bba52 er uppstýrð. BBA52, ásamt OspC próteini borrelials, hefur aukahlutverk en ómissandi hlutverk í flutningsferlinu, þar sem þessir mótefnavakar eru allir staðbundnir í ytri himnunni og tjáir samtímis í fæðumítlum [82-84].

Líffræðileg virkni viðtakans er óþekkt, en binding OspA við TROSPA er nauðsynleg til þess að bakterían B. burgdorferi geti landað mítlaþörmum, sem styður við bakteríusýkingu í ferjunni [79]. Sýking af B. burgdorferi framkallar framleiðslu á tilteknum merkjagenum (TROSPA og salp15), sem hægt er að miða við til að hindra sendingu Borrelia spirochetes og annarra merkjaborinna örvera [80,85]. Að blokka TROSPA með TROSPA andserum eða í gegnum RNAi dregur úr viðloðun B. burgdorferi við þörmum I. scapulars og dregur þannig úr landnámi baktería í ferjunni og hugsanlega sendingu sýkla til hýsilsins [79]. Sem afleiðing af þessari milliverkun var raðbrigða TROSPA greind í nautgripum sem mótefnavaka bóluefni til að hafa hemil á mítlasmiti og smiti, en það hafði ekki áhrif á fóðrun eða frjósemi mítla [14].

Aquaporins (AQPs) eða vatnsrásir yfir himnu gegna stóru hlutverki í vatnsjafnvægi og frostvörn [86,87]. Þeir eru þróunarlega mjög varðveittir meðlimir stærri fjölskyldu helstu innri próteina. Þau mynda svitahola í frumuhimnunni sem flytja vatn eða önnur uppleyst efni [86,88,89]. Auk þess að flytja vatn og lítil hlutlaus uppleyst efni taka AQP þátt í fjölmörgum lífeðlisfræðilegum ferlum [90].

Í mítlum hefur verið greint frá AQPs í meltingarvegi, Malpighian píplum og einnig í munnvatnskirtlum [91]. AQPs draga úr hýsilblóðrúmmáli í mítlaþörmum, mikilvæg lífeðlisfræðileg virkni þar sem mítlar taka inn mikið magn af blóði miðað við stærð þeirra og þyngd [62]. Brot af aquaporin frá R. micro plus gruggum kvendýrum hefur verið einangrað og í kjölfarið framleitt með raðbrigðum og tilnefnt sem RmAQP1 bóluefni [62]. Þetta bóluefni var prófað í tveimur rannsóknum á nautgripabúrum með tilliti til virkni gegn R. microplus, sem sýndi 68 prósent og 75 prósent verkun. Þetta bendir til þess að RmAQP1 gæti verið hugsanlegur bóluefnismótefnavaki [62] og að hægt sé að nota aquaporins í bóluefni gegn tígli [62]. Í nýlegri rannsókn á RmAQP2 sömu tegundar hefur verið sýnt fram á að nautgripir sem voru bólusettir með tilbúnu peptíðinu í utanfrumusviðum RmAQP2 gátu fækkað fjölda mítla sem fóðruðust til endurbóta um 25 prósent í heildina, sem bendir til þess að þetta markmið (RmAQP2) getur verið gagnlegur þáttur í bóluefniskokkteil gegn mítlabiti [92].

Önnur rannsókn á I. ricinus staðfesti virkni AQP mótefnavakanna fyrir mítla til að hafa stjórn á sýkingum af mítla með því að sýna fram á áhrif IrAQP og CoAQP bólusetningar á I. ricinus mítilsirfur í kanínum. Verkun bóluefnisins sem innihélt AQP varðveitt svæði sem er til staðar í CoAQP mótefnavakanum var meiri en IrAQP bóluefnisins [93]. Ennfremur veitti bólusetning með tilbúnum ónæmisvaldandi peptíðum úr Ornithodoros erraticus AQPs (OeAQP og OeAQP1) marktæka vörn fyrir nautgripi gegn einsleitu tegundinni O. erraticus, en krosstegundavörn gegn Ornithodoros moubata var minni [94]. Að auki hafa sumar aðrar rannsóknir einnig bent á AQPs frá mismunandi tegundum, þar á meðal O. moubata og Ixodid ticks, með lífupplýsingagreiningum sem benda til þess að þessi AQPs hafi góða möguleika til að nota sem bóluefni. Þess vegna er þörf á frekari tilraunagögnum til að staðfesta mótefnavaka möguleika þessara AQPs [95,96].

I. ricinus er ein af mítlategundum sem bera ábyrgð á vaxandi útbreiðslu mítlasjúkdóma í gæludýrum í Evrópu [4]. Áhrif AQP-undirstaða bóluefna á I. ricinus lirfursmit og bráðnun gætu leitt til minnkunar á mítlasmiti hjá bólusettum dýrum og styður að CoAQP gæti verið verndandi mótefnavaki til að stjórna mismunandi tegundum mítla sem nærast á sama hýsil.

Rannsókn sem notaði tjáningarsafnbólusetningu gegn múslíkani af sníkjudýrum sýndi að 4D8 próteinið, sem síðar var nefnt subleasing (SUB), er hugsanlegur mótefnavaki sem hægt væri að nota sem bóluefni gegn I. scapularis [97]. Það kom í ljós að raðir gensins og próteins SUB eru varðveittar yfir hryggleysingjum og hryggdýrum. Að auki hefur þetta gen verið auðkennt og einkennt í mismunandi tegundum mítla og kom í ljós á mismunandi þroskastigum og í mismunandi vefjum fullorðinna mítla [98]. Vegna víðtækrar dreifingar SUB var lagt til að það væri góður mótefnavakabóluefnisframbjóðandi. Möguleiki mótefnavaka SUB hefur áður verið rannsakaður hjá nautgripum með því að nota raðbrigða prótein og kom í ljós að SUB getur verndað (51 prósent verkun) gegn mítlum.

Ennfremur náði sambland af SUB bólusetningu og blóðmítlaeyðingu í kjölfar þess að SUB-genið var fellt niður í mítlum sem fóðruðust á nautgripum til að stjórna R. microplus, 75 prósenta verkun eftir meðferð [99.100]. Ennfremur framleiddu Shakya og félagar raðbrigða SUB af R. microplus og notuðu þetta raðbrigða prótein til að bólusetja nautgripi. Þessar jórturdýr voru síðan ögraðar með R. microplus lirfum. Að auki var metin virkni þessa próteins gegn öðrum landfræðilega ólíkum mítlastofni. Verkun raðbrigða SUB var á bilinu 32,7 prósent til 44,1 prósent og benti til mikillar raðsamstæðu milli mítlastofna frá Mexíkó og Indlandi [101]. Í annarri rannsókn var raðbrigða SUB myndað sem kímerískt prótein með MSP1a og síðan borið á nautgripi til að stjórna R. microplus.

Furðu, þetta chimeric prótein sýndi 81 prósent verkun [102]. Vegna árangursríkra og efnilegra niðurstaðna SUB umsóknarinnar var samsetning þessa mótefnavaka með Bm86 prófuð og gert ráð fyrir að hún gæfi betri niðurstöður, en heildarverkunin studdi ekki notkun þessarar samsetningar sem bóluefnis. Þó að sýnt hafi verið fram á að mikið magn sértækra mótefna sé virkjað fyrir hvern mótefnavaka þegar tveir mótefnavakar eru gefnir samtímis, eru þeir aðskildir í mismunandi samsetningar og notaðar á mismunandi sáningarstöðum í dýrinu [103,104].

Glútaþíon S-transferasar (GSTs) sem áður voru kallaðir ligandín mynda fjölskyldu fjölvirkra próteina sem eru víða í dýraríkinu. Þessi ensímprótein gegna hlutverki í innanfrumuflutningi, meltingu, framleiðslu prostaglandína, afeitrun bæði innrænna og utanaðkomandi efna og vörn gegn oxunarálagi. Tjáningarmagn GST eykst í lífverum þegar þær verða fyrir skordýraeitri og acaricide [105]. Kanínusermi sem innihélt fjölstofna mótefni gegn GST frá R. microplus hvarfast við raðbrigða GST af H. longicornis og R. appendiculatus, sem bendir til þess að mítla GSTs gætu verið hluti af alhliða bóluefni sem verndar gegn fleiri en einni tegund af mítla [106] .

Byggt á þessari forrannsókn einangruðu Parizi og félagar (2011) GST frá H. longicornis og framleiddu raðbrigða GST og notuðu þetta til að bólusetja nautgripi gegn R. microplus [107]. Þetta verndaði nautgripi gegn R. micro plus með 57 prósenta virkni. Raðbrigða GST próteinið veitti hýsilnum víxlverndandi ónæmi að hluta, sem bendir til þess að próteinverndandi getu GST sé ekki nægjanleg, og því virðist notkun þessa próteins í bóluefni með eins mótefnavaka ekki vera áhrifarík til að koma í veg fyrir sýkingu af mítla. 107].

For more information:1950477648nn@gmail.com