Un candidato vaccino a subunità induce immunità protettiva contro la paratubercolosi della sottospecie Mycobacterium avium nei topi

npj Vaccini volume 8, numero articolo: 72 (2023) Citare questo articolo

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Il Mycobacterium avium sottospecie paratuberculosis (MAP) causa la paratubercolosi (PTB), un'enterite granulomatosa nei ruminanti che minaccia il sano sviluppo dell'industria lattiero-casearia e la sicurezza della salute pubblica in tutto il mondo. Poiché i vaccini inattivati ​​commerciali non sono completamente protettivi e interferiscono con la diagnostica della tubercolosi bovina, abbiamo testato quattro proteine ​​di fusione, vale a dire 66NC, 66CN, 90NC e 90CN, che sono state costruite con MAP3527, Ag85B e Hsp70 di MAP in diverse combinazioni tandem. In particolare, 66NC, che codifica per una proteina di fusione da 66 kDa che combina in ordine lineare MAP3527N40–232, Ag85B41–330 e MAP3527C231–361, ha indotto una risposta IFN-γ potente e specifica. L'immunizzazione di topi C57BL/6 con la proteina di fusione 66NC formulata nell'adiuvante Montanide ISA 61 VG ha generato robuste risposte immunitarie di tipo Th1, Th2 e Th17 e forti risposte anticorpali. Il vaccino 66NC ha protetto i topi C57BL/6 dall'infezione virulenta MAP K-10. Ciò ha comportato una riduzione della carica batterica e un miglioramento dei danni patologici a livello epatico e intestinale, oltre ad una riduzione della perdita di peso corporeo; è stata anche indotta una protezione significativamente migliore rispetto al vaccino 74 F riportato. Inoltre, l’efficacia del vaccino era correlata ai livelli dei linfociti T CD4+ e CD8+ antigene-specifici secernenti IFN-γ, TNF-α e IL-17A, nonché ai livelli sierici di IFN-γ e TNF-α dopo la vaccinazione. Questi risultati dimostrano che la proteina ricombinante 66NC è un candidato efficiente per l'ulteriore sviluppo di un vaccino protettivo in termini di induzione di una protezione specifica contro la MAP.

Il Mycobacterium avium sottospecie paratuberculosis (MAP) provoca la paratubercolosi (PTB), comunemente nota come malattia di Johne, che è un'infiammazione granulomatosa a lungo termine dell'intestino dei ruminanti domestici e selvatici. Perdita di peso, diarrea grave e diminuzione della produzione di latte e delle condizioni fisiche sono tra i segni clinici associati al progredire di questa condizione1. La PTB presenta una distribuzione mondiale e un'elevata incidenza e minaccia lo sviluppo sostenibile e sano dell'industria lattiero-casearia2,3. Si stima che la maggioranza degli allevamenti da latte statunitensi, circa il 90%, siano infetti da MAP4, con una perdita economica annua di circa 250 milioni di dollari negli Stati Uniti3. Inoltre, la MAP è stata rilevata nel latte artificiale in polvere e nel latte pastorizzato venduto al dettaglio5,6, e l'agente patogeno è stato trovato in numerose malattie umane come il morbo di Crohn, il diabete di tipo I e la tiroidite di Hashimoto7,8,9, mettendo a rischio la salute pubblica globale e sicurezza socioeconomica.

Nonostante la gravità della nascita pretermine nei ruminanti, non è stato sviluppato alcun vaccino efficace. Tre vaccini precedentemente utilizzati (Mycopar, Silirum e Gudair) sono tutti MAP a cellule intere inattivate formulate in emulsioni oleose. Tuttavia, questi vaccini non sono completamente protettivi1 e causano granulomi locali e formazione di ascessi nel sito di iniezione; il principale ostacolo probabilmente è l'interferenza con un test diagnostico regolarmente utilizzato per la tubercolosi bovina e la PTB1,10. Per qualsiasi programma di controllo efficace della PTB, il fattore più importante è la riduzione dell'eliminazione fecale della MAP. Tuttavia, è stato riscontrato che i vaccini inattivati ​​determinano solo una riduzione minima dell'eliminazione fecale11,12. Pertanto, i ricercatori negli Stati Uniti hanno lavorato insieme attraverso il programma integrato della malattia di Johne e hanno utilizzato un approccio di eliminazione genetica per sviluppare vaccini vivi modificati, che sembrano fermare l'eliminazione fecale di MAP1,10. In effetti, i vaccini MAP vivi attenuati forniscono una protezione migliore, ma la potenziale interferenza nei test diagnostici della tubercolosi non viene eliminata. Inoltre, anche la possibilità di esposizione umana involontaria a MAP vivi modificati costituisce un notevole problema per la salute pubblica13,14.