Останні досягнення у відкритті кліщового антигену та розробці протикліщової вакцини. Частина 2

2.4. Мальпігієві антигени-кандидати

У живих організмах 50 -нуклеотидази є широко поширеною групою ферментів у різних видів кліщів. Існує значна подібність між 50 -нуклеотидазою кліщів і ферментами, які присутні у хребетних, і ці ферменти виконують цілий ряд передбачуваних функцій, включаючи участь у шляхах відновлення пуринів [108]. У кліщів ця група ферментів міститься в багатьох різних тканинах, таких як кишечник, слинні залози та яєчники.

Однак їх найбільше в мальпігієвих канальцях, особливо на поверхні мальпігієвих канальців і клітинах яєчників. Особливості 50 -нуклеотидаз вказують на те, що вони є потенційною мішенню для антитіл [109]. Надія та ін. досліджували 50 -нуклеотидази на предмет їх можливої ​​участі в імунізації хазяїна, і вони виявили, що ін’єкції лише рекомбінантної 50 -нуклеотидази вівцям викликають значне посилення антитіл проти нуклеозидази, що свідчить про те, що вони можуть бути хорошим антигеном для розробка вакцини [104].

Однак, коли та ж група дослідників проаналізувала їх функції як антигенів у великої рогатої худоби, підвищення рівня антитіл не було. Тому 50 -нуклеотидази більше не досліджувалися як антигени для розробки вакцини. Однак нещодавнє дослідження, проведене іншою групою дослідників, виявило, що рівень виробництва 50 -нуклеотидази/апірази збільшується в O. erraticus після годування [110]. Крім того, вони припустили, що блокування функції апірази імунізацією хазяїна рекомбінантним білком апірази може значно зменшити харчування кліщів O. moubata, демонструючи, що 50 -нуклеотидази/апірази є потенційно перспективними антигенами-кандидатами для розробки протикліщового засобу. вакцина [110,111].

Нуклеотидаза - це фермент, який може каталізувати реакцію гідролізу нуклеотидів, розщеплюючи нуклеотиди на нуклеозиди та неорганічні фосфати. Нуклеотиди виконують важливі біологічні функції в організмах, включаючи побудову, зберігання та передачу ДНК і РНК, передачу енергії та трансдукцію клітинного сигналу. Тому нуклеотидази відіграють важливу роль у живих організмах. Імунітет — це здатність організму протистояти патогенним мікроорганізмам у зовнішньому середовищі, що включає різноманітні біологічні процеси, включаючи розширення, диференціацію та регуляцію імунних клітин. Кілька досліджень показали, що нуклеотидази можуть впливати на функцію імунної системи і, таким чином, на імунітет.

Наприклад, деякі варіанти нуклеотидаз пов’язані з розвитком аутоімунних захворювань. Крім того, нуклеотидаза також може впливати на проліферацію та активацію імунних клітин і сприяти функціонуванню імунних клітин. Тому між нуклеотидазою та імунітетом існує певний зв'язок. З цієї точки зору необхідно приділити велику увагу підвищенню імунітету. Значний вплив на підвищення імунітету має цистанхея. М'ясна зола містить різноманітні біологічно активні інгредієнти, такі як полісахариди, два гриби, Хуан Лі та ін. Ці інгредієнти можуть стимулювати імунну систему. Різні типи клітин в системі підвищують свою імунну активність.

Переваги Click cistanche tubulosa

2.5. Кандидати в антигени, асоційовані з кліщем

Кліщовий цемент являє собою суміш гліколю та ліпопротеїнів, що виділяються в хазяїна через слину кліща незабаром після прикріплення до хазяїна, і є цінним джерелом кліщових антигенів для розробки вакцин [112]. На додаток до прикріплення ротового апарату кліща до шкіри господаря [113], було показано, що кліщовий цемент діє як депо для B. burgdorferi sensu lato (sl) і вірусу кліщового енцефаліту [114,115]. На даний момент було ідентифіковано та охарактеризовано різні антигени кліщового цементу, який також виявився ефективним у боротьбі з кліщовою інвазією та хворобами, що передаються кліщами.

Усічені конструкції 64P (64TRPs), білка цементу 15 кДа, що виділяється слинними залозами Rhipicephalus appendiculatus, показали перехресний захист від Rhipicephalus sanguineus та Ixodes ricinus шляхом націлювання на антигени в середній кишці та слинних залозах, викликаючи смертність у дорослих кліщів та німф. Вакцинація рекомбінантним 64P рекомбінантним 64P істотно зменшила кількість німф і дорослих кліщів, що призвело до 48% смертності німф і до 70% дорослих, з певним впливом на масу нагнітання та масу яєць [116].

З цих результатів випливає, що цей білок є вакцинним антигеном широкого спектру дії і ефективний проти дорослих і незрілих стадій різних видів кліщів, включаючи I. ricinus [100]. Цей цементний антиген виконував подвійну функцію (i) як вакцина на моделях хом’яків, морських свинок і кроликів, порушуючи прикріплення та годування, і (ii) шляхом перехресної реакції з «прихованими» антигенами середньої кишки, зрештою спричиняючи загибель кліщів, що нагнітаються. [100,117]. Цей антиген не тільки підвищує титр антитіл у відповідь на зараження кліщем, але також має перехресну реакцію з різними тканинами кліща; отже, він поєднує в собі переваги як «прихованих», так і «відкритих» антигенів [118].

3. Види протикліщових вакцин

Кліщі є найпоширенішими членистоногими паразитами, які харчуються людьми та худобою та переносять хвороби [19]. Зоонози становлять понад 60 відсотків усіх інфекційних захворювань, що вражають людей, і за оцінками, 22,8 відсотка цих інфекцій передаються кліщами-переносниками [131]. Існують також значні економічні збитки для тваринників у всьому світі через хвороби, переносниками яких є кліщі, які вражають їх худобу [132,133].

Тому актуальним є боротьба з кліщами для зменшення соціально-економічного навантаження. Контроль кліщів став складним завданням, оскільки кліщі можуть виробити стійкість до наявних у продажу акарицидів [134–136]. Інноваційні екологічно безпечні технології контролю необхідні через занепокоєння щодо безпеки акарицидів для працівників, харчових продуктів і навколишнього середовища, а також зростання витрат, пов’язаних із відкриттям, розробкою та маркетингом акарицидів. Вакцини мають багато переваг перед акарицидами, оскільки вони, як правило, нетоксичні, не забруднюють навколишнє середовище та дешевші порівняно з хімікатами.

Однак вони, як правило, дуже видовоспецифічні. Фармацевтична промисловість може відігравати вирішальну роль у підтримці досліджень для розробки вакцини, яка може забезпечити максимальний захист хазяїна та ефективна проти багатьох видів кліщів [133,137]. Програми дослідження вакцини тривають у різних країнах, і решту цієї статті буде зосереджено на прогресі нових технологій вакцин і на тих, які вже доступні (рис. 2).

Як і у випадку застосування хімічних речовин, не можна ігнорувати стійкість до вакцин, і існуючі вакцини можна модифікувати за допомогою процедур секвенування та клонування для виділення нових антигенів або зміни існуючих антигенів для відновлення їхньої ефективності. Також можна включити два або більше неспоріднених антигенів в одну вакцину, щоб зменшити ризик розвитку резистентності до будь-якого окремого антигену або антигенної детермінанти.

3.1. Вакцини проти кліщів на основі ДНК

Винахід ДНК-вакцини та її використання викликало занепокоєння щодо безпеки; зокрема можливість стабільної трансфекції генетичного матеріалу (ДНК) у соматичні або навіть зародкові клітини, що може призвести до зміни експресії генів і мутацій. Екстрахромосомний вектор люциферази, що кодує плазміду, можна було виявити в скелетних м’язах протягом більше 19 місяців після внутрішньом’язового введення (138). Крім того, внутрішньом'язова ін'єкція після електропорації значно збільшила загальну швидкість трансфекції. Хромосомна інтеграція векторної ДНК у випадкових сайтах пов’язана з будь-яким збільшенням швидкості трансфекції (139). Згідно з цими дослідженнями, частота інтеграції була значно нижчою за кількість спонтанних генних мутацій.

Однак Manam et al. виявили, що більшість плазмідної ДНК, введеної в скелетні м’язи різних гризунів, залишалася в місці ін’єкції. Незначні фракції також були виявлені в статевих залозах, але не були інтегровані в геном (140). Повторне внутрішньом’язове застосування репортерного вектора, що кодує люциферазу, у приматів призвело до тривалої експресії репортера, але не викликало антитіл проти ДНК (141,142). Незважаючи на це, слід зазначити, що вищезазначені та додаткові проблеми безпеки, пов’язані з ДНК-вакцинами, слід враховувати щодо їх впровадження в клінічну практику (143).

Протягом останніх двох десятиліть різні групи дослідників зосереджувалися на розробці ДНК-вакцини для контролю зараження кліщами, і до цього часу було введено кілька ДНК-вакцин для імунізації хазяїв (130,144,145). ДНК-вакцини, які відрізняються від традиційних білкових вакцин тим, що вони засновані на бактеріальних плазмідах, які кодують антигенні білки, а транскрипція контролюється ефективними еукаріотичними промоторами, мають переваги простого дизайну, високої стабільності та безпечного введення (143 Вважається, що при ДНК-вакцинації введені молекули плазмідної ДНК активно потрапляють у ядро ​​і залишаються там протягом усього життя як епісомальна ДНК, безперервно генеруючи захисні антигени, поки клітина жива (146). Високий титр антитіл може бути вирішений безперервним синтезом, обробкою та представленням антигенів Т-клітинам in vivo у тварин, вакцинованих ДНК.

Крім того, оскільки ДНК-вакцина містить лише плазмідну ДНК і не містить забруднювальних білків, здається правдоподібним, що багаторазові або повторні вакцинації не призведуть до імунної реакції на векторну ДНК (147). Експресований антиген може бути представлений МНС класу I та комплексами, які можуть індукувати CD4 плюс і CD8 плюс Т-клітини, стимулюючи клітинну та гуморальну імунну відповідь відповідно (148).

Докази отримані з дослідження De Rose et al. [144], в якому вівці породи Меринос були імунізовані проти B. micro plus за допомогою ДНК-вакцини. Коли плазміду, що містить повнорозмірну послідовність гена Bm86, вводили окремо або разом з плазмідою, що несе гени овець для цитокінів, гранулоцитарно-макрофагального колонієстимулюючого фактора (GM-CSF) або інтерлейкіну (IL) -1бета викликала відносно низький рівень захисту від подальшого зараження кліщами. Крім того, ко-вакцинація плазмідами Bm86 і GM-CSF призвела до статистично значущого зниження фертильності кліщів. У всіх групах, яким вводили ДНК-вакцину Bm86, титри антитіл проти Bm86 були низькими. Крім того, у цих групах спостерігався низький рівень антигенспецифічної стимуляції лімфоцитів периферичної крові. Однак ДНК-вакцинація призвела до сильної відповіді антитіл після однієї ін’єкції рекомбінантного білка Bm86 у ад’юванті. Виробництво антитіл, однак, виявилося дещо менш ефективним, ніж після двох вакцинацій рекомбінантними білками.

Крім того, багато інших дослідників досліджували ефективність антигенів на основі ДНК для імунізації господарів проти зараження кліщами. Наприклад, Sayed et al. [149] витягли ДНК з яєць Argas persicus і використали її для імунізації курей дозами 200–800 мкг ДНК/кг маси тіла курки. Результат був сприятливим, оскільки успішність вигодовування кліщів була знижена на 74,64 відсотка (50 мкг ДНК/кг маси тіла курчати) і 89,39 відсотка (100 мкг ДНК/кг маси тіла курчати), коли їх контактували з імунізованою ДНК куркою. Крім того, автори повідомили, що сироватка крові курей, імунізованих ДНК, має активність проти кишкових білків A. precious; однак подальший аналіз з використанням інших видів кліщів показав, що активність сироватки є видоспецифічною. Електрофоретична картина імунізованої курячої сироватки показала три нові білкові смуги, які, як припускали, беруть участь у розвитку імунного захисту курки від кліщів [149]. Після цього багато досліджень були зосереджені на вакцинації антиген-специфічної ДНК; однак рівень їх захисту змінювався залежно від різних типів антигенів. Було показано, що миші BALB/c, яким вводили плазміду pBMC2-кодує антиген Bm86, показали стійкість проти Boophilus microplus.

Вища доза індукованого вакцинацією виробництва антитіл до Bm86 і вищі рівні інтерлейкіну (IL) (IL-4, IL-5 та IL-12 (p40)) та рівні інтерферону-гамма (IFN-) у сироватках мишей, імунізованих pBMC2. Миші, імунізовані pBMC2, продемонстрували антиген-специфічну стимуляцію спленоцитів відповідно до включення бромдезоксиуридину та секреції IFN g . Застосування цієї вакцини у худобі викликало вироблення антитіл, що свідчить про те, що вакцинація ДНК Bm86 індукує сильну імунну відповідь проти B. micro plus [150]. Інше дослідження оцінювало імунний захист, викликаний рекомбінантними плазмідами, що кодують параміозин (Pmy) H. longicornis (pcDNA3.1(plus)-Pmy) у кроликів. У кроликів розвинувся високий рівень IgG, що свідчить про те, що вакцинація викликає гуморальну імунну відповідь. Деякі кліщі (27,31 відсотка), які харчувалися вакцинованими кроликами, загинули, тоді як середня вага нагнітання решти кліщів і яйцекладка дорослих самок зменшилися на 36 і 39 відсотків відповідно.

Таким чином, здається, що ДНК-вакцина Pmy може індукувати ефективну гуморальну імунну відповідь, незважаючи на те, що вона забезпечена та частково захищає кроликів від інфекції H. longicornis [151]. Цікаво, що багатоепітопна ДНК-вакцина, що включає епітопи цитотоксичних Т-лімфоцитів CD4 плюс і CD8 плюс, забезпечила 100-відсотковий захист овець від Ehrlichia ruminantium в лабораторних умовах. Однак у польових умовах результати не повторилися. У цьому дослідженні спільне введення pLamp з MPL шляхом внутрішньом’язового введення, на додаток до місцевого застосування, захищало овець до 60 відсотків від кліщів шляхом індукції активації відповідей Т-клітин пам’яті [152].

Кілька інших антигенів, таких як Salp14 і ліпокаліни, окремо або в поєднанні з іншими антигенами, нещодавно були оцінені як ДНК-вакцини, що додатково дає надію на розробку ДНК-вакцини проти кліщів [130,153]. Було показано, що ДНК-вакцина salp14 викликала еритему на місці укусу кліща після зараження кліщем [153]. Подібним чином, ліпокалінова вакцина (LIP), що містить рекомбінантну плазміду pcDNA3.1-HlLIP гомолога LIP з H. longicornis (HlLIP), була застосована для імунізації кролика-господаря. Хоча це застосування викликало гуморальний імунітет хазяїна, а також вплинуло на масу нагнітання, яйцекладку та виводимість H. longicornis, ефективність була надто низькою, що свідчить про те, що цей антиген не підходить для вакцин, оскільки він забезпечує частковий захист хазяїна [130]. ].

Нарешті, головною метою розробки ДНК-вакцини має бути розробка вакцини таким чином, щоб вона поляризувала імунну відповідь хазяїна на відповідь Th2, оскільки гуморальна імунна відповідь відіграє головну роль у імунітеті проти кліщів. Було виявлено, що у великої рогатої худоби, яка була вакцинована антигенами B. micro plus midgut, рівні специфічних IgG1, які модулюються клітинами Th2, корелюють із захистом. Існує ймовірність того, що якщо секреторну сигнальну послідовність розташувати відповідним чином нижче цільового гена, то цільовий антиген може секретуватися в позаклітинний компартмент і індукувати сильнішу гуморальну імунну відповідь. Також ймовірно, що виділення Th2-клітин буде сприятливим, якщо вони коінфіковані іншими імуномодулюючими генами, такими як IL4 та IL10.

3.2. мРНК вакцина

В останні роки було зроблено багато спроб виявити нові захисні антигени, які можна було б використовувати в розробці протикліщової вакцини з численними вдосконаленнями. Щоб перевірити ефективність вакцини-кандидата, рекомбінантні білки, незалежно від того, пов’язані вони з іншими білками чи ад’ювантами, були платформою вибору для перевірки їх ефективності за допомогою модельних організмів.

Завдяки легкості, з якою можуть бути створені платформи вакцин на основі ДНК і мРНК, останніми роками відбулися значні зміни у використанні генетичних (ДНК і мРНК) платформ вакцин [130,145]. МРНК-вакцина, що кодує коктейль білків слини кліщів, викликала «кліщовий імунітет» у морських свинок, тим самим значно зменшивши передачу кліщової Borrelia burgdorferi, збудника хвороби Лайма (бореліозу). Незважаючи на те, що було продемонстровано, що багато кандидатів на антигени кліщів викликають імунну відповідь у хазяїна, ще не вдалося відтворити надійний імунітет проти кліщів за допомогою вакцинації. Існує ймовірність того, що це може бути тому, що на різних етапах живлення склад білків слини кліщів може динамічно змінюватися, можливо, для управління внутрішніми змінами хазяїна. Ця інформація була надана в нещодавньому дослідженні, в якому група дослідників ідентифікувала та раціонально відібрала 19 білків слини чорноногого кліща I. scapularis, який є загальним переносником хвороби Лайма у людей. Вони створили мРНК, модифіковані нуклеозидами, які кодують ці білки.

Для отримання мРНК-LNP-вакцини 19ISP (білки слини 19 Ixodes) їх інкапсулювали в рівних кількостях у ліпідні наночастинки (LNP). Щоб оцінити вплив вакцини на харчову поведінку I. scapularis, морських свинок імунізували внутрішньошкірно тричі з 4-тижневими інтервалами, що призвело до стійких відповідей антитіл принаймні на десять закодованих антигенів. На наступному етапі експерименту тваринам заражали неінфікованих німф I. scapularis. У тварин, які були вакциновані, протягом 24 годин розвинулась значна еритема.

Крім того, кліщі на тваринах, які були вакциновані, погано харчувалися і почали відділятися через 48 годин, причому 80 відсотків кліщів відділялися від вакцинованих тварин через 96 годин, порівняно з 20 відсотками на тваринах, які не були вакциновані. Для подальшого вивчення того, чи впливає змінена харчова поведінка на передачу патогенів, німф I. scapularis, інфікованих B. burgdorferi, помістили на морських свинок, які були вакциновані або 19ISP, або мРНК-вакциною, що кодує люциферазу світляків. Кожна з цих тварин отримала по три заражених кліща. Враховуючи, що люди, ймовірно, видаляють кліща, який викликає свербіж, пов’язаний з еритемою, кліщів від’єднували подвійним сліпим способом, щойно з’являлося почервоніння.

Загалом 46 відсотків контрольних тварин були інфіковані B. burgdorferi через три тижні після зараження, тоді як жодна з вакцинованих тварин не була інфікована цим патогеном. Аналіз експресії генів показав, що вакцина активувала кілька імунних шляхів, включаючи Т- і В-клітинні рецептори, передачу сигналів хемокінів, FcεRI та IL-17, а також токсичність, опосередковану природними клітинами-кілерами. Крім того, аналіз місця укусу також показав, що вакцина індукувала Т-клітинні відповіді [154].

Одночасно та ж група дослідників використовувала Salp14 як модельний антиген для дослідження імунітету кліщів за допомогою ліпідних наночастинок мРНК (LNP), плазмідної ДНК або рекомбінантних білкових платформ [153]. У цьому дослідженні вакцинація, що включає нуклеозид-модифіковану мРНК ліпідних наночастинок, що кодують (мРНК-LNPs) Salp14, вводилася внутрішньошкірно з двома стимуляціями кожні 4 тижні. Вироблення Salp14-специфічних антитіл порівнювали серед різних стратегій імунізації. Імунізація мРНК Salp14 була платформою, яка індукувала найсильнішу гуморальну відповідь порівняно з вакцинацією ДНК та білком. Морські свинки, імунізовані мРНК salp14, викликали найсильнішу та інтенсивну еритему, що спостерігалася на місці укусу в усіх групах імунізації; однак це не вплинуло на швидкість від’єднання кліща і не змінило масу нагрубання [153]. Вакцина проти кліщів повинна викликати еритему, щоб бути ефективною, і одним із підходів до зміни наступних аспектів живлення кліщів, включаючи прикріплення та нагнітання, є використання вакцини, яка містить кілька антигенів слинних кліщів [154].

Таким чином, здається, що імунізація нуклеозид-модифікованою мРНКLNP salp14, яку можна використовувати як потенційний кандидат на вакцину, може призвести до більш високих титрів антитіл і більш раннього та більшого ступеня почервоніння, ніж імунізація ДНК або білком, що свідчить про те, що Salp14 може бути хорошим кандидатом на вакцину, або окремо з оптимізацією, або в комбінації з іншими антигенами-кандидатами [154].

Загалом виявляється, що полівалентна мРНК-вакцина може мати здатність викликати стійкість кліщів у лабораторних тварин, таких як морські свинки, і запобігати зараженню кліщами та кліщовим інфекціям, ймовірно, обмежуючи тривалість годування кліщів їх хазяїном. Також було припущено, що композиція мРНК-ЛНП, яка забезпечує повільну безперервну доставку антигену, може імітувати природні укуси кліщів. Якщо цю стратегію можна застосувати до людей, це буде перша вакцина, яка націлена не на патоген чи мікробну мішень, а натомість на її вектор. Крім того, оскільки вакцини проти кліщів все ще розробляються, щоб допомогти людям запобігти передачі захворювань, що передаються кліщами, необхідно враховувати стратегію імунізації та вибір антигенів для імунізації.

3.3. Вакцини на основі білка

Деякі вакцини на основі білка є комерційно доступними та ефективними. Програму вакцинації вперше було розпочато в 1970-х роках, коли дослідники почали експериментувати з двома різними типами вакцин для імунізації хазяїна проти кліщів (Д. Андерсон) на той час. Перший включав антигени, отримані з кишечника та яєчників, а другий включав усі внутрішні органи, вилучені з напівнаповнених самок D. Anderson.

Це дослідження виявило, що опосередковані антитілами імунні відповіді активуються проти кишкової тканини кліщів, коли велику рогату худобу інокулюють екстрактами, отриманими з дорослих самок R. microplus [155]. Це початкове дослідження для оцінки ефективності складу вакцини спонукало дослідників у всьому світі зосередитися на розробці вакцини для боротьби з кліщами та хворобами, що передаються кліщами. Так, у 1980-х роках дві окремі групи дослідників провели перші наукові дослідження з використанням рецептур вакцин для аналізу імунної відповіді великої рогатої худоби проти R. microplus [156].

Після наведених вище досліджень було виявлено, що глікопротеїн кишківника кліща може індукувати імунозахист у хазяїна [157]. У наступному дослідженні та ж дослідницька група виділила глікопротеїн з молекулярною масою 89 кДа, який отримав назву Bm86 і, як повідомляється, пов’язаний з клітинами кишечника R. microplus [158,159]. Рекомбінантний білок Bm86 був отриманий у великому масштабі за допомогою системи експресії дріжджів.

Наразі лише вакцина на основі Bm86-комерціалізована під різними торговими назвами, наприклад, в Австралії вона продається під торговою маркою TickGARD®, а на Кубі – під торговою маркою Gavac® [160,161]. Ці вакцини широко використовуються в різних країнах для зменшення тиску кліщів на велику рогату худобу. Було показано, що використання цих вакцин може зменшити популяцію кліщів на 74 відсотки, а їх загальна ефективність коливається від 51 до 91 відсотка, що залежить від популяції кліщів і стану харчування великої рогатої худоби [160–163]. Є докази того, що деякі колумбійські, мексиканські та бразильські штами кліщів R. micro plus виявляють нижчу загальну ефективність порівняно з кубинськими та австралійськими штамами кліщів R. micro plus, і навіть аргентинський штам R. micro plus, здається, стійкий до вакцинації Bm86 [34,164]. Було проведено подальший аналіз варіації ефективності вакцини Bm86 на популяціях одного виду кліщів у різних частинах світу, і було зроблено висновок, що різні популяції кліщів, швидше за все, мають поліморфізм Bm{ {12}} генів антигенів з точки зору амінокислотної послідовності гена, і це головна причина того, що існуючі вакцини на основі Bm86- не такі ефективні.

Наприклад, у популяціях кліщів в Аргентині виявлено поліморфізм гена, гомологічного Bm86 (позначеному як Bm95), що призвело до відмінностей у послідовності Bm86 між такими популяціями кліщів, як виявлено на Кубі та в Австралії, що може пояснити, чому вакцина Bm86 не була настільки ефективною проти аргентинського кліща [34]. Враховуючи проблеми резистентності вакцини Bm86, дослідники виготовили рекомбінантну вакцину Bm95, яка довела свою високу ефективність із загальною ефективністю 89 відсотків на Кубі та в Аргентині та 81 відсоток в Індії щодо зменшення зараження кліщами. [34,102,120,165].

Окрім згаданої вище комерційної вакцини та випробувань її ефективності, багато інших досліджень зосереджено на подальшому покращенні ефективності вакцини на основі Bm86-. Деякі нещодавні дослідження синтезували пептиди, зокрема SBm4912, SBm7462® і SBm19733, які були отримані з Bm86, а також виробляли рекомбінантний пептид rSBm7462® і аналізували їхню ефективність. Відсоток ефективності цих пептидів коливався від 35,87 відсотка до 81,05 відсотка, що свідчить про те, що ці пептиди, зокрема SBm7462® і rSBm7462®, відіграють вирішальну роль у індукції імунітету хазяїна і можуть бути комерційно використані, оскільки вони є високоефективними з точки зору зниження тику. зараження [121,122]. Крім того, щоб підвищити ефективність рекомбінантної білкової вакцини Bm86, нещодавно Lapisa SA представила в Мексиці вакцину Bovimune Ixovac® на основі Bm86-. Однак ця вакцина не була вивчена з точки зору її ефективності проти кліщів; тому необхідні дослідження, щоб визначити його вплив на різні популяції кліщів, щоб визначити його ефективність.

Вакцина на основі гомологів Bm86 (TickGard) є прийнятною, оскільки ця вакцина має широке застосування та може викликати перехресно реактивні антитіла в різних видів кліщів, таких як Rhipicephalus sanguineus, Hyalomma anatolicum anatolicum, Rhipicephalus (Boophilus ) decoloratus, Rhipicephalus (Boophilus) annulatus і Hyalomma dromedary [166–168]. Однак ця вакцина не здатна індукувати перехресно-реактивний захист у деяких інших видів кліщів (наприклад, Rhipicephalus appendiculatus, Amblyomma variegatum і Amblyomma cajennense) [169,170]. Цікаво відзначити, що вакцина Bm86 має 100-відсоткову ефективність проти R. annulatus, що призводить до більшої ефективності, ніж повідомлялося про ефективність гомологічної вакцини з R. microplus. Причина цього може бути пов’язана з фізіологічними факторами (наприклад, меншим кровопостачанням і нижчим рівнем активності протеази в організмі) або генетичними факторами кліща. Ці фактори можуть впливати на рівень білка BM86 або фізіологічні процеси кліща, такі як годування та деградація білка, що призводить до більш ефективної взаємодії антитіло–антиген [171]. Вакцинація Bm86 забезпечує чудовий захист від кліщів R. microplus, але екстраполювати цей досвід на вакцину проти іксодових кліщів складно.

На відміну від I. ricinus та I. scapularis, R. microplus є єдиним кліщем-хазяїном, який харчується виключно великою рогатою худобою [168]. Він також має короткий життєвий цикл, не линяє і знаходить нового хазяїна, коли кров’яна їжа закінчується. Ефективність вакцини Bm86 досліджували на коровах, які зазнали впливу личинок кліщів R. microplus, і проводили вимірювання параметрів, пов’язаних із імунітетом до кліщів, у дорослих самок, які наповнилися кров’ю, що відпали після вакцинації. Таким чином, виміряний захист є сумою впливу на два періоди линьки та три стадії кліщів. Було показано для R. microplus, що вакцинація Bm86 завдає шкоди і згодом зменшує вагу нагнітання дорослих самок кліщів [172]; тим не менш, відносний вплив вакцинації Bm86 на незрілі стадії життя R. microplus точно невідомий. Гомологи Bm86 також були виділені та ідентифіковані з іксодових кліщів. I. ricinus містить два гомологи Bm86, Ir86-1 та Ir-86-2, а I. scapularis також має два гомологи Is86-1 та Is{{10} } [173]. У наступному дослідженні було встановлено, що вакцинація рекомбінантними білками Ir86 підвищує титри IgG у сироватці проти рекомбінантних білків Ir86; однак антитіла не змогли захистити кроликів від зараження I. ricinus; ані кількість прикріплених кліщів, ані вага кліщів не були зменшені [174].

Таким чином, вакцинація проти гомологів Bm86 у Ixodes не вважається ефективним підходом до контролю популяцій Ixodes ricinus, навіть якщо вакцинація Bm86 має чіткий ефект проти R. microplus. Незважаючи на те, що вакцина Bm86 показала значний успіх, важливо розуміти, що вакцина навряд чи замінить акарициди, оскільки їй не вистачає «нокаут-ефекту», пов’язаного з акарицидами. Незважаючи на це, польовий досвід показав, що використання Bm86 значно зменшує потребу в застосуванні акарицидних обробок у полі. Наприклад, жорстке регулювання програми боротьби з кліщами на Кубі призвело до зменшення кількості акарицидів, що використовуються в країні, на 87 відсотків, що можна порівняти з результатами нещодавнього дослідження, проведеного у Венесуелі [161,175,176].

Крім того, використання вакцини Bm86 також значно зменшило захворювання, що передаються кліщами, зокрема бичачий анаплазмоз і бичачий бабезіоз. Застосування цієї вакцини також підвищило продуктивність худоби, наприклад великої рогатої худоби, і, як наслідок, зменшило економічні втрати фермерів [160]. Наведені вище аспекти вакцинації Bm86 показують, що це дуже економічно ефективний метод у порівнянні з хімічним застосуванням для боротьби з кліщовими інвазіями. Таким чином, ця вакцина може виявитися дуже корисною для зменшення захворювань, що передаються кліщами, а також для покращення боротьби зі спалахами кліщів на тваринницьких фермах для зменшення захворювань, що передаються кліщами.

4. Заключні зауваження

Кліщі харчуються кров'ю для розвитку, росту та розмноження, і вони відповідають за передачу різних хвороб, що передаються кліщами. Іксодові кліщі, наприклад, переносять велику кількість патогенів, включаючи бактерії, найпростіші та віруси. Важливо відзначити, що вакцини проти кліщів зменшують зараження кліщами та запобігають передачі патогенів, а також є безпечнішими, ніж хімічні засоби боротьби, які можуть мати негативні побічні ефекти. Було ідентифіковано кілька нових антигенів із різних тканин/органів, а їхню ефективність досліджено на лабораторних тваринах, що призвело до значного прогресу в розробці вакцини проти кліщів без повідомлень про побічні ефекти. Вакцини на основі білка Bm86 були комерціалізовані в різних країнах, і їх використання проти R. microplus показало, що вакцинація проти кліщів може бути ефективною. Однак вакцини на основі Bm86-не настільки ж ефективні проти інших видів кліщів, наприклад іксодових кліщів. Було показано, що вакцинація гомологом Bm86 I. ricinus не впливає на живлення кліщів [174].

Крім того, оскільки R. micro plus живиться лише одним хазяїном, личинки використовувалися для зараження корів, що призвело до повністю наповнених дорослих самок кліщів, що не тільки зменшило кількість кліщів, але й мало значний вплив на всі три життєві стадії кліщів. галочка. На відміну від R. microplus, іксодові кліщі змінюють хазяїв протягом свого життєвого циклу, тому вакцинація від іксодових кліщів вимагає ефективної профілактики прикріплення та/або живлення кліщів під час одного прийому крові на одному хазяїні. Тим не менш, вакцинація від іксодових кліщів виглядає можливою і реальною. Тому важливо зазначити, що перехресний захист хазяїна може бути складним завданням із цим типом вакцини. Існують деякі інші білки, окрім Bm86, які також можуть мати терапевтичний потенціал як імуносупресори або антикоагулянти [39,61].

Останні досягнення в геноміці та протеоміці дозволили нам відкрити нові антигени та застосувати молекулярні методи для маніпулювання ідентифікованими білками та тестувати нові вакцини значно швидше та економічно ефективніше, ніж у минулому. ДНК-вакцинація також є відмінним варіантом; однак, загалом, цей тип вакцинації може призвести лише до низьких рівнів експресії антигену та обмежує непрофесійну антигенпрезентуючу клітину, яка активує CD4 плюс Т-хелпери через шлях MHC класу II [177]. Однак ДНК-вакцинація не тільки забезпечує значний захист організму-хазяїна, але також вважається такою, що забезпечує перехресний захист від кліщів, якщо за нею слідує химерна вакцина або вакцинація рекомбінантним білком [178].

Крім того, мРНК-LNP можуть допомогти у виникненні еритеми в місці укусу кліща, що є одним із найважливіших ранніх показників набутої резистентності кліща. мРНК-LNP, що містять гени кліщів, є корисною платформою для розробки вакцин, які потенційно можуть запобігти вибраним хворобам, що передаються кліщами [153,154]. Вакцинація як ДНК, так і мРНК також, здається, є ефективними стратегіями, і є надія, що в майбутньому може бути розроблена вакцина мРНК або ДНК для контролю кліщової інвазії та захворювань, що передаються кліщами, а також забезпечить перехресний захист. Однак досі жодна вакцина не була комерціалізована, що вказує на те, що необхідні подальші дослідження для визначення ефективності все більшої кількості антигенів для їх використання для розробки вакцини ДНК або мРНК. Ідентифікація та характеристика нових кандидатів на вакцину проти кліщів може запобігти живленню кліщів і передачі патогенів. Використання цих антигенів у вакцинах для одомашнених тварин і дикої природи, не кажучи вже про людей, залишається проблемою.

Авторські внески:

MNA, MAJ та MK розробили структуру статті. Усі автори виконали пошук літератури та написали частини рукопису/укомплектували дані. MNA та IM створили та відредагували малюнки. ID та MK зробили критичні доопрацювання та перевірку рукопису. Усі автори прочитали та погодилися з опублікованою версією рукопису.

Фінансування:

MK отримав фінансування від Грантового агентства Чеської Республіки (грант {{0}}S) та ERD Funds, проект CePaVip OPVVV (№ 384 CZ.02.1.01 /0.0/0.0/16_019/0000759). Спонсори не брали участі в плануванні дослідження, зборі та аналізі даних, у прийнятті рішення про публікацію чи підготовці рукопису.

Заява інституційної ревізійної ради: не застосовується.

Заява про інформовану згоду: не застосовується.

Заява про доступність даних: не застосовується

Конфлікт інтересів: автори заявляють, що дослідження проводилося за відсутності будь-яких комерційних або фінансових відносин, які можна було б витлумачити як потенційний конфлікт інтересів.

Список літератури

1. де ла Фуенте Дж.; Kocan, KM Досягнення в ідентифікації та характеристиці захисних антигенів для рекомбінантних вакцин проти кліщових інвазій. Expert Rev. Vaccines 2003, 2, 583–593. [CrossRef]

2. Ткач Г.В.; Андерсон, Н.; Гаррет, К.; Томпсон, AT; Ябслі, М. Дж. Кліщі та патогени, які переносяться кліщами, у домашніх тварин, диких свиней та вибірки зовнішнього середовища на Гуамі, США. Фронт. вет. наук. 2022, 8, 803424. [CrossRef] [PubMed]

3. Джонс, К.Е.; Патель, Н.Г.; Леві, М.А.; Сторейгард, А.; Балк, Д.; Гіттлман, JL; Daszak, P. Глобальні тенденції щодо нових інфекційних захворювань. Nature 2008, 451, 990–993. [CrossRef]

4. Бегне, Ф.; Маріє, Ж.-Л. Нові захворювання тварин-компаньйонів, що передаються членистоногими, у Європі. вет. Паразитол. 2009, 163, 298–305. [CrossRef] [PubMed]

5. Петро, ​​С.Г.; Каріукі, HW; Абодж, ГО; Гакуя, Д.В.; Майнгі, Н.; Mulei, CM Поширеність кліщів, які заражають молочну худобу, і патогени, які вони містять у дрібних фермах у приміських районах Найробі, Кенія. вет. Мед. Міжн. 2021, 2021, 9501648. [CrossRef]

6. Граф, Й.-Ф.; Гоголевський, Р.; Ліч-Бінг, Н.; Сабатіні, GA; Моленто, М.Б.; Бордін, Е.Л.; Arantes, GJ Боротьба з кліщами: точка зору галузі. Паразитологія 2004, 129, S427–S442. [CrossRef] [PubMed]

7. де ла Фуенте, Дж. Вакцини для боротьби з переносниками: захоплюючі можливості для майбутнього. вет. J. 2012, 194, 139–140. [CrossRef] [PubMed]

8. Спарагано, О.; Földvári, G.; Derdáková, M.; Kazimírová, M. Нові виклики, пов'язані з кліщами та хворобами, що передаються кліщами. Біологія 2022, 77, 1497–1501. [CrossRef]

9. Дулан, DL; Апте, SH; Proietti, C. Дизайн вакцини на основі генома: перспективи проти малярії та інших інфекційних захворювань. Міжн. J. Parasitol. 2014, 44, 901–913. [CrossRef]

10. Брагацці, NL; Джанфреді, В.; Вілларіні, М.; Росселлі, Р.; Наср, А.; Хусейн, А.; Мартіні, М.; Бехзадіфар, М. Вакцини зустрічаються з великими даними: сучасні технології та перспективи на майбутнє. Від класичної вакцинології 3Is («Ізолювати-Інактивувати-Ін'єктувати») вакцинології 1.0 до вакцинології 3.0, вакциноміки та поза межами історичного огляду. Фронт. Public Health 2018, 6, 62. [CrossRef]

11. Зепп, Ф. Принципи розробки вакцин — Уроки природи. Vaccine 2010, 28 (Додаток 3), C14–C24. [CrossRef]

12. Буаззауї, А.; Абделлатіф, А.; Аль-Аллаф, Ф.; Богарі, Н.; Аль-Дехлаві, С.; Карі, С. Стратегії вакцинації: звичайні підходи до вакцин проти стратегій нового покоління в поєднанні з ад’ювантами. Pharmaceutics 2021, 13, 140. [CrossRef] [PubMed]

13. D'Argenio, DA; Wilson, CB Десятиліття вакцин: інтеграція імунології та вакцинології для раціонального проектування вакцин. Імунітет 2010, 33, 437–440. [CrossRef]

14. Меріно, О.; Антунес, С.; Москеда, Дж.; Moreno-Cid, JA; де ла Ластра, JMP; Розаріо-Крус, Р.; Родрігес, С.; Домінгос, А.; de la Fuente, J. Вакцинація білками, залученими у взаємодію кліщів і патогенів, зменшує зараження переносниками та патогенну інфекцію. Вакцина 2013, 31, 5889–5896. [CrossRef] [PubMed]

15. Білий, А. Л.; Gaff, H. Review: Application of Tick Control Technologies for Blacklegged, Lone Star, and American Dog Ticks. J. Integr. Боротьба зі шкідниками 2018, 9, 12. [CrossRef]

16. Вілладсен, П. Вакцини проти кліщів. Паразитологія 2004, 129, S367–S387. [CrossRef]

17. де ла Фуенте, Дж.; Merino, O. Вакциноміка, новий шлях до вакцин від кліщів. Вакцина 2013, 31, 5923–5929. [CrossRef] 18. Хілл, Каліфорнія; Wikel, SK Проект геному Ixodes scapularis: можливість для просування досліджень кліщів. Тенденції Parasitol. 2005, 21, 151–153. [CrossRef]

19. Медіна, Дж.М.; Аббас, MN; Bensaoud, C.; Хакенберг, М.; Коцифакіс, М. Біоінформаційний аналіз довгих некодуючих РНК Ixodes ricinus передбачає їх здатність зв'язувати мікроРНК господаря. Міжн. J. Mol. наук. 2022, 23, 9761. [CrossRef]

20. Валле, М.Р.; Герреро, Ф. Д. Вакцини проти кліщів в епоху оміків. Фронт. Biosci. (Ред. Еліт) 2018, 10, 122–136. [CrossRef]

21. Логулло К.; Ваз, IDS; Соргін, MHF; Пайва-Сілва, GO; Фаріа, Ф. С.; Зінгалі Р.Б.; DE Ліма, MFR; Абреу, Л.; Олівейра, Е.Ф.; Алвес, EW; та ін. Виділення попередника аспарагінової протеїнази з яйця твердого кліща Boophilus microplus. Паразитологія 1998, 116, 525–532. [CrossRef]

22. Курлов А.Х.; Лі, Дж.; Ченг, Д.; Zhong, J. Кліщі Ixodes pacificus підтримують ембріогенез і вилуплення яєць після лікування антибіотиками рикетсійного ендосимбіонта. PLoS ONE 2014, 9, e104815. [CrossRef] [PubMed]

23. Саппінгтон, TW; Хейс, А.Р.; Raikhel, AS Рецептор вітелогеніну комарів: очищення, розвиток і біохімічна характеристика. Біохімія комах. мол. Biol. 1995, 25, 807–817. [CrossRef] [PubMed]

24. Ваз, IDS; Логуллод, К.; Sorgine, M.; Velloso, FF; де Ліма, MFR; Gonzales, JC; Масуда, Х.; Олівейра, PL; Masudaa, A. Імунізація великої рогатої худоби попередником аспарагінової протеїнази, виділеної з яєць Boophilus microplus. вет. Immunol. Імунопатолог. 1998, 66, 331–341. [CrossRef]

25. Ліл, А.Т.; Сейксас, А.; Пол, ПК; Феррейра, Каліфорнія; Логулло, К.; Олівейра, PL; Фаріас, SE; Termignoni, C.; Ваз, IDS; Масуда, А. Вакцинація великої рогатої худоби рекомбінантним жовтковим прокатепсином Boophilus. вет. Immunol. Імунопатолог. 2006, 114, 341–345. [CrossRef]

26. Ліл, AT; Пол, ПК; Феррейра, Каліфорнія; Nascimento-Silva, MC; Sorgine, MH; Логулло, К.; Олівейра, PL; Фаріас, SE; Ваз, IDS; Масуда, А. Очищення та антигенність двох рекомбінантних форм прокатепсину жовтка Boophilus microplus, експресованого в тільцях включення. Протеїн Expr. Пуриф. 2006, 45, 107–114. [CrossRef] [PubMed]

27. Ямашіта, О.; Індрасіт, Л. С. Метаболічні долі білків жовтка під час ембріогенезу в членистоногих. (Членистоногі/ембріогенез/білки жовтка/обмежений протеоліз/протеаза). Dev. Зростання диф. 1988, 30, 337–346. [CrossRef]

28. Теллам, Р.; Кемп, Д.; Їзда, Г.; Бріско, С.; Сміт, Д.; Шарп, П.; Ірвінг, Д.; Вілладсен, П. Зменшення яйцекладки Boophilus microplus при годуванні овець, вакцинованих вітеліном. вет. Паразитол. 2002, 103, 141–156. [CrossRef]

29. Болдбаатар, Д.; Умемія-Ширафуджі, Р.; Ляо, М.; Танака, Т.; Сюань, X.; Fujisaki, K. Кілька вітелогенінів кліща Haemaphysalis longicornis мають вирішальне значення для розвитку яєчників. J. Insect Physiol. 2010, 56, 1587–1598. [CrossRef]

30. Сейксас, А.; Дос Сантос, ПК; Velloso, FF; Ваз, IDS; Масуда, А.; Горн, Ф.; Termignoni, C. A Boophilus microplus цистеїнова ендопептидаза, що розкладає вітелін. Паразитологія 2003, 126, 155–163. [CrossRef]

31. Сейксас, А.; Ліл, AT; Nascimento-Silva, MCL; Масуда, А.; Termignoni, C.; Ваз, IDS Потенціал вакцини кліщового ферменту, що розкладає жовтець (VTDCE). вет. Immunol. Імунопатолог. 2008, 124, 332–340. [CrossRef] [PubMed]

32. Джармі, Дж.; Їзда, Г.; Пірсон, Р.; Маккенна, Р.; Willadsen, P. Carboxydipeptidase from Boophilus microplus: «прихований» антиген, схожий на ангіотензинперетворюючий фермент. Біохімія комах. мол. Biol. 1995, 25, 969–974. [CrossRef] [PubMed]

33. Вілладсен, П.; Сміт, Д.; Кобон, Г.; McKenna, RV Порівняльна вакцинація великої рогатої худоби проти Boophilus microplus рекомбінантним антигеном Bm86 окремо або в комбінації з рекомбінантним Bm91. Імунол проти паразитів. 1996, 18, 241–246. [CrossRef]

34. Гарсія-Гарсія, Дж. К.; Монтеро, К.; Редондо, М.; Варгас, М.; Каналес, М.; Буе, О.; Родрігес, М.; Джоглар, М.; Мачадо, Х.; Гонсалес, Іллінойс; та ін. Контроль кліщів, стійких до імунізації Bm86, у великої рогатої худоби, вакцинованої рекомбінантним антигеном Bm95, виділеним із великої рогатої худоби Boophilus microplus. Vaccine 2000, 18, 2275–2287. [CrossRef]

35 Ламберц К.; Чонкасікіт, Н.; Джіттапалапонг, С.; Гангулі, М. Імунна відповідь великої рогатої худоби Bos indicus проти антикліщового антигену Bm91, отриманого з місцевих кліщів Rhipicephalus (Boophilus) microplus, і його вплив на розмноження кліщів за природного зараження. J. Parasitol. рез. 2012, 2012, 907607. [CrossRef]

For more information:1950477648nn@gmail.com