Иммунизация против белка членистоногих ухудшает передачу риккетсиозного возбудителя от клещей позвоночному хозяину.

npj Вакцины, том 8, Артикул: 79 (2023) Цитировать эту статью

319 Доступов

1 Альтметрика

Подробности о метриках

Анаплазмоз человека, вызываемый Anaplasma phagocytophilum, является одним из наиболее распространенных клещевых заболеваний в США. Черноногие клещи Ixodes scapularis являются переносчиками и передают эту бактерию человеку. В этом исследовании мы предоставляем доказательства того, что нацеливание антивекторной вакцины на мембраносвязанный полипептид 4056, транспортирующий органический анион I. scapularis (IsOATP4056), влияет на передачу A. phagocytophilum от клещей позвоночному хозяину. Anaplasma phagocytophilum индуцирует экспрессию IsOATP4056 в клещах и клетках клещей. Повышенная мембранная локализация IsOATP4056 была очевидна в клетках клещей, инфицированных A. phagocytophilum. Лечение высокой дозой (10 мкг/мл), но не низкой дозой (5 мкг/мл) антитела EL-6, нацеленного на самую большую внеклеточную петлю IsOATP4056, показало цитотоксические эффекты в клетках клеща, но не в клеточной линии кератиноцитов человека (HaCaT). Пассивная иммунизация, клещевая передача и исследования in vitro, проведенные на мышах, заказанных у двух коммерческих поставщиков, и на клетках клещей, показали, что антитело EL-6 не только ухудшает передачу A. phagocytophilum от клещей мышиному хозяину, но также способствует снижению бактериальная нагрузка внутри набухших клещей и в клетках клещей за счет активации пути Toll членистоногих. Кроме того, снижение эффективности линьки было отмечено у клещей, которых кормили мышами, иммунизированными антителом EL-6. В совокупности эти результаты являются хорошим кандидатом на разработку противоклещевой вакцины, направленной против передачи A. phagocytophilum и, возможно, других клещевых патогенов, имеющих медицинское значение.

Клещевые заболевания, такие как боррелиоз Лайма, анаплазмоз человека, эрлихиоз, пятнистая лихорадка Скалистых гор, туляремия, повассанский энцефалит, клещевой энцефалит, лесная болезнь Кьясанур и другие, представляют собой серьезную угрозу здоровью человека во всем мире1,2,3,4,5 . Возбудители, вызывающие эти заболевания, в основном передаются клещами через кровь1,2,4,6,7. Абиотические и биотические факторы, такие как изменение климата и наличие резервуарных хозяев и клещей, могут способствовать географическому расширению/распространению клещей и клещевых заболеваний8,9,10. Традиционные методы сдерживания заражения клещами, такие как использование акарицидов, во многих случаях менее эффективны11. Поэтому разработка вакцин представляется более эффективным и экологически чистым подходом к предотвращению этих заболеваний.

Одобрение вакцины против клещевого энцефалита (TICOVAC) свидетельствует о том, что вакцины являются идеальной стратегией для борьбы с клещевыми заболеваниями или их предотвращения12. Однако не существует разрешенных вакцин для лечения/профилактики некоторых других клещевых бактериальных заболеваний6,13,14. Один вид клещей может быть переносчиком и переносчиком нескольких патогенов человека15,16,17. Поэтому весьма желательны инновационные стратегии, направленные непосредственно на заражение клещами и передачу патогенов6,13,18. Несколько исследований показали, что вакцинация против клещевых защитных антигенов предотвратит питание клещей и/или передачу патогенов6,13,18,19,20,21,22,23,24. Поэтому исследования, характеризующие новые консервативные защитные антигены, важны для разработки универсальной противоклещевой вакцины, нацеленной на несколько видов клещей. Кандидатная противовекторная вакцина дает надежду на борьбу с более чем одним патогеном, передающимся одним и тем же вектором.

Анаплазмоз человека, вызываемый облигатной внутриклеточной бактерией Anaplasma phagocytophilum, является одним из наиболее распространенных трансмиссивных заболеваний в США25,26. Клинические проявления включают лихорадку, недомогание, головную боль, артралгию, тромбоцитопению и лейкопению25. Этот возбудитель в основном передается черноногим клещом Ixodes scapularis. Эти клещи имеют четыре фазы развития: яйца, личинки, нимфы и взрослые стадии10. Инфекция A. phagocytophilum приводит к ряду событий, которые нарушают передачу сигналов хозяина и помогают бактерии персистировать как у млекопитающих, так и у членистоногих-переносчиков26,27,28,29,30,31,32,33,34. Предыдущее исследование, проведенное в нашей лаборатории, показало, что уровень полипептида, переносящего органические анионы (OATP) 4056 (IsOATP4056), I. scapularis активируется во время инфекции A. phagocytophilum35. Кроме того, экзогенное добавление к клещам и клеткам клещей метаболита триптофанового пути, ксантуреновой кислоты (ХА), приводило к увеличению как экспрессии изоатр4056, так и бактериальной нагрузки35. Изоатр4056 является единственным ОАТР среди девяти ОАТР у клещей, активность которого в слюнных железах повышалась во время инфекции A. phagocytophilum35. Опосредованный РНКи нокдаун isoatp4056 и ингибирование OATP ингибитором влияют на репликацию бактерий в клещах и клещевых клетках35. Мы также отметили, что клещевой вирус Лангат (LGTV) модулирует ОАТФ у клещей, и ингибирование этих белков влияет на вирусную нагрузку в клетках клещей36. Совсем недавно мы сообщили, что XA может помочь патогену уклоняться от активных форм кислорода37. В последующем исследовании мы сообщили, что A. phagocytophilum подавляет микроРНК133 (миР-133), которая нацелена на мРНК38 isoatp4056. Сверхэкспрессия миР-133 у клещей влияет на передачу A. phagocytophilum от клещей позвоночному хозяину, что указывает на важность IsOATP4056 в этой бактериальной передаче38. Мы также отметили, что экспрессия isoatp4056 повышалась во время передачи A. phagocytophilum от клещей позвоночному хозяину. В целом, эти исследования предоставляют убедительные доказательства того, что нацеливание на IsOATP4056 может быть идеальной стратегией для блокирования передачи A. phagocytophilum от клещей позвоночному хозяину.

250 kDa band (in all conditions) and ~250 kDa and ~100 kDa bands (in deglycosylation condition followed by probing with EL-2 antibody) was evident in lysates prepared from A. phagocytophilum-infected tick cells when compared to the levels noted in lysates prepared from uninfected controls (Fig. 1f and g). In addition, immunofluorescence analysis performed with EL-6 antibody showed increased IsOATP4056 staining in A. phagocytophilum-infected tick cells compared to the staining noted in uninfected control (Fig. 2). Furthermore, increased levels of IsOATP4056 were noted to be localized on the plasma membrane of A. phagocytophilum-infected tick cells when compared to the levels noted on the plasma membranes of uninfected control (Fig. 2). Collectively, these results show that A. phagocytophilum upregulates IsOATP4056 in ticks and tick cells and enhances the localization of this protein on the plasma membrane of tick cells./p>250 kDa). ** indicates dimeric form of IsOATP4056 (~250 kDa) and * indicates monomeric form of IsOATp4056 (~100 kDa). M indicate marker, UI indicate uninfected, and I indicate A. phagocytophilum-infected ticks or tick cells./p> 0.05) difference in the expression of tested immune genes was evident between EL-2 antibody-treated or control-antibody-treated A. phagocytophilum-infected tick cells (Supplementary Fig. 2b-h). To further confirm if Toll pathway is critical for EL6 antibody-mediated bacterial clearance, we silenced myd88 expression in A. phagocytophilum-infected tick cells (Fig. 3i). RNAi-mediated knockdown of myd88 in A. phagocytophilum-infected tick cells resulted in significantly (P < 0.05) increased bacterial burden (Fig. 3j). However, treatment of myd88-dsRNA-containing A. phagocytophilum-infected tick cells with EL-6 antibody resulted in significantly (P < 0.05) increased myd88 expression (Fig. 3k) and reduced bacterial burden (Fig. 3l) compared to the levels noted in control-antibody-treated cells. Taken together, these results indicate that EL-6 antibody-treatment efficiently clears A. phagocytophilum infection in tick cells through activation of the arthropod innate immune pathway./p>250 kDa in all A. phaghocytophilum-infected tick and tick cell samples. The presence of increased intense band (detected with EL2 antibody) in infected tick cell sample > 250 kDa even after deglycosylation indicates that IsOATP4056 could be present in an oligomerized form or in other posttranslational-modified form. The detection of band ~ 250 kDa indicates dimerization of IsOATp4056 and the band at ~ 100 kDa indicates monomeric form. EL-2 and EL-6 are different extracellular loops of IsOATP4056 protein. Deglycosylation did not impact binding of EL-6 antibody to the oligomerized form or other posttranslational-modified form of IsOATP4056 (band >250 kDa). We believe that the binding affinity for EL-2 and EL-6 antibodies on IsOATP4056 could be different. Where, EL-6 antibody could readily recognize the epitope in the oligomeric form of IsOATP4056 and EL-2 antibody could recognize oligomeric/other post-translational-modified form more but also could recognize deglycosylated/dimeric/monomeric form of IsOATP4056. The observation of multiple forms of tick IsOATP4056 is consistent with the observation of mammalian OATPs that forms dimers/homo or hetero-oligomers47,48. In addition, observation of multiple bands in immunoblotting analyses with EL-2 antibody suggests that IsOATP4056 might also be proteolytically cleaved./p>