Senaste framstegen inom upptäckt av fästingantigen och utveckling av anti-fästingsvaccin del 2

2.4. Malpighian-associerade antigenkandidater

I levande organismer är 50 -nukleotidaser en vitt spridd grupp enzymer i olika fästingarter. Det finns betydande likheter mellan 50 -nukleotidas från fästingar och enzymerna som finns i ryggradsdjur, och en rad förmodade funktioner utförs av dessa enzymer, inklusive involvering i purinräddningsvägarna [108]. Bland fästingar finns denna grupp av enzymer i många olika vävnader, såsom tarmen, spottkörtlarna och äggstockarna.

De är dock mest förekommande i malpighiska tubuli, särskilt på ytan av malpighian tubuli och äggstocksceller. Funktionerna hos 50 -nukleotidaser indikerar att de är ett potentiellt mål för antikroppar [109]. Hope et al. undersökte 50 -nukleotidaser för deras möjliga inblandning i värdimmunisering, och de fann att injektioner av enbart rekombinant 50 -nukleotidas hos får orsakade en betydande uppreglering av anti-nukleosidasantikroppar, vilket tyder på att de kan vara bra antigen för utveckling av ett vaccin [104].

Men när samma grupp forskare analyserade deras funktioner som antigener hos nötkreatur skedde ingen ökning av antikroppsnivåerna. Därför undersöktes inte 50 -nukleotidaser ytterligare som antigener för vaccinutveckling. En nyligen genomförd studie gjord av en annan grupp forskare har emellertid funnit att nivån av 50 -nukleotidas/apyrasproduktion ökar i O. erraticus efter utfodring [110]. Vidare föreslog de att blockering av apyrasfunktionen genom värdimmunisering med ett rekombinant apyrasprotein kraftigt kan minska utfodringen av O. moubata-fästingar, vilket visar att 50 -nukleotidaser/apyraser är potentiellt lovande kandidatantigener för utvecklingen av en anti-fästing vaccin [110,111].

Nukleotidas är ett enzym som kan katalysera hydrolysreaktionen av nukleotider och bryta ner nukleotider till nukleosider och oorganiska fosfater. Nukleotider har viktiga biologiska funktioner i organismer, inklusive konstruktion, lagring och överföring av DNA och RNA, energiöverföring och cellsignaltransduktion. Därför spelar nukleotidaser en viktig roll i levande organismer. Immunitet är kroppens förmåga att motstå patogener i den yttre miljön, vilket involverar en mängd olika biologiska processer, inklusive expansion, differentiering och reglering av immunceller. Flera studier har visat att nukleotidaser kan påverka immunförsvarets funktion och därmed immuniteten.

Till exempel har vissa varianter av nukleotidaser kopplats till utvecklingen av autoimmuna sjukdomar. Dessutom kan nukleotidas också påverka proliferationen och aktiveringen av immunceller och främja funktionen av immunceller. Därför finns det ett visst samband mellan nukleotidas och immunitet. Ur denna synvinkel måste vi ägna stor uppmärksamhet åt att förbättra immuniteten. Cistanche har en betydande effekt på att förbättra immuniteten. Köttaska innehåller en mängd olika biologiskt aktiva ingredienser, såsom polysackarider, två svampar, Huang Li, etc. Dessa ingredienser kan stimulera immunförsvaret. Olika typer av celler i systemet ökar deras immunförsvar.

Klicka cistanche tubulosa fördelar

2.5. Tick-Cement-associerade antigenkandidater

Fästcement är en blandning av glykol och lipoproteiner som utsöndras till värden via fästingsaliv kort efter fästning till värden, och är en värdefull källa till fästinghärledda antigener för vaccinutveckling [112]. Förutom att fästingmunstyckena fäster på värdhuden [113], har fästingcement visat sig fungera som en depå för B. burgdorferi sensu lato (sl) och det fästingburna encefalitviruset [114,115]. Hittills har olika antigener identifierats och karakteriserats från fästingcement som också har visat sig vara effektivt för att kontrollera fästingangrepp och fästingburna sjukdomar.

Trunkerade konstruktioner av 64P (64TRPs), ett 15 kDa cementprotein som utsöndras av spottkörtlarna i Rhipicephalus appendiculatus, visade korsskydd mot Rhipicephalus sanguineus och Ixodes ricinus genom att rikta in sig mot antigener i mellantarmen och spottkörtlarna hos vuxna dödssjuka och döda. Vaccinationen av fästingnaiva värdar med rekombinant 64P reducerade signifikant antalet nymfa- och vuxna fästingangrepp, vilket resulterade i 48 procent nymfa och upp till 70 procent vuxendödlighet, med vissa effekter på översvämningsvikt och äggmassa också [116].

Av dessa resultat framgår det att detta protein är ett bredspektrumvaccinantigen och är effektivt mot vuxna och omogna stadier av olika fästingarter, inklusive I. ricinus [100]. Detta cementantigen utförde en dubbel funktion (i) som ett vaccin i hamster-, marsvins- och kaninmodeller genom att försämra vidhäftning och utfodring och (ii) genom att korsreagera med de "dolda" mellantarmsantigenerna, vilket i slutändan orsakade döden av översvämmade fästingar [100,117]. Detta antigen ökar inte bara antikroppstitrarna som svar på fästingangrepp utan har också korsreaktivitet med olika fästingvävnader; därför kombinerar det fördelarna med både "dolda" och "exponerade" antigener [118].

3. Typerna av vaccin mot fästing

Fästingar är de vanligaste leddjursparasiter som livnär sig på människor och boskap och överför sjukdomar [19]. Zoonotiska sjukdomar står för mer än 60 procent av alla infektionssjukdomar som drabbar människor, och det uppskattas att 22,8 procent av dessa infektioner överförs av fästingvektorer [131]. Det finns också enorma ekonomiska förluster för djuruppfödare över hela världen på grund av de sjukdomar som smittas av fästingar som påverkar deras boskap [132,133].

Därför är det relevant att kontrollera fästingar för att minska den socioekonomiska bördan. Bekämpningen av fästingar har blivit utmanande, eftersom fästingar kan utveckla resistens mot kommersiellt tillgängliga akaricider [134–136]. Innovativ miljövänlig kontrollteknik behövs på grund av farhågor om säkerheten för akaricider för arbetare, livsmedel och miljön och de stigande kostnaderna i samband med upptäckt, utveckling och marknadsföring av akaricider. Vacciner har många fördelar jämfört med akaricider eftersom de i allmänhet är giftfria, icke-förorenande och billigare jämfört med kemikalier.

De tenderar dock att vara mycket artspecifika. Läkemedelsindustrin kan spela en avgörande roll för att stödja forskning för att utveckla ett vaccin som kan ge maximalt skydd till värden och som är effektivt mot flera fästingarter [133,137]. Vaccinforskningsprogram pågår i olika länder och resten av denna artikel kommer att fokusera på framstegen med nya vaccintekniker och på de som redan är tillgängliga (Figur 2).

Som med kemiska tillämpningar kan vaccinresistens inte ignoreras, och befintliga vacciner kan modifieras med sekvenserings- och kloningsprocedurer för att isolera nya antigener eller ändra befintliga antigener för att återställa deras effektivitet. Det är också möjligt att inkludera två eller flera icke-relaterade antigener i en enda vaccinprodukt för att minska risken för resistensutveckling mot någon enskild antigen eller antigen determinant.

3.1. DNA-baserade anti-fästingsvacciner

Uppfinningen av DNA-vaccinet och dess användning har väckt säkerhetsproblem; i synnerhet möjligheten till stabil transfektion av genetiskt material (DNA) till somatiska eller till och med könsceller, vilket kan resultera i förändrat genuttryck och mutationer. En extrakromosomal plasmidkodande luciferasvektor kunde detekteras i skelettmuskulaturen i mer än 19 månader efter intramuskulär behandling (138). Dessutom ökade intramuskulär injektion efter elektroporering den totala transfektionshastigheten avsevärt. Den kromosomala integrationen av vektor-DNA på slumpmässiga ställen är relaterad till eventuell ökning av transfektionshastigheten (139] Enligt dessa studier var integrationsfrekvensen långt under antalet spontana genmutationer.

Emellertid har Manam et al. fann att majoriteten av plasmid-DNA som administrerats i skelettmusklerna hos olika gnagare fanns kvar på injektionsstället. Mindre fraktioner detekterades också i gonaderna men integrerades inte i genomet (140). Upprepad intramuskulär applicering av en luciferaskodande reportervektor i primater resulterade i långvarigt reporteruttryck men inducerade inga anti-DNA-antikroppar (141,142). Trots detta bör det noteras att de ovannämnda och ytterligare säkerhetsproblemen i samband med DNA-vacciner bör övervägas när det gäller deras översättning till klinisk praxis (143].

Under de senaste två decennierna har olika grupper av forskare fokuserat på att utveckla ett DNA-vaccin för att kontrollera fästingangrepp, och hittills har flera DNA-vacciner introducerats för att immunisera värdar (130 144 145). DNA-vacciner, som skiljer sig från traditionella proteinbaserade vacciner genom att de är baserade på bakteriella plasmider som kodar för antigena proteiner, och transkriptionen kontrolleras av effektiva eukaryota promotorer, har fördelarna med en enkel design, hög stabilitet och säker administrering (143 ]. Vid DNA-vaccination tros de injicerade plasmid-DNA-molekylerna aktivt komma in i kärnan och förbli där livslångt som episomalt DNA, vilket genererar de skyddande antigenerna kontinuerligt så länge som cellen är vid liv (146). Problemet med upprepad boostning för att bibehålla en hög antikroppstiter skulle kunna lösas genom kontinuerlig syntes, bearbetning och presentation av antigener för T-celler in vivo i DNA-vaccinerade djur.

Dessutom, eftersom ett DNA-vaccin endast innehåller plasmid-DNA och inte har några kontaminerande proteiner, verkar det troligt att mottagande av flera eller upprepade vaccinationer inte skulle resultera i en immunreaktion mot vektor-DNA (147). Det uttryckta antigenet kan presenteras av MHC klass I och komplex, som kan inducera CD4 plus och CD8 plus T-celler, stimulera cellulära respektive humorala immunsvar (148].

Bevisen kom från studien av De Rose et al. [144], där Merino-korsningsfår immuniserades mot B. micro plus med användning av ett DNA-vaccin. När en plasmid innehållande en fullängdsgensekvens av Bm86 administrerades antingen ensam eller med en plasmid som bär fårgenerna för cytokinerna, granulocyt-makrofagkolonistimulerande faktor (GM-CSF) eller interleukin (IL) -1beta inducerade en relativt låg nivå av skydd mot efterföljande fästingangrepp. Dessutom resulterade samvaccination med Bm86 och GM-CSF-plasmider i en statistiskt signifikant minskning av fästingarnas fertilitet. I alla grupper som injicerades med Bm86 DNA-vaccinet var antikroppstitrarna mot Bm86 låga. Dessutom förekom en låg nivå av antigenspecifik stimulering av perifera blodlymfocyter i dessa grupper. DNA-vaccination resulterade emellertid i ett starkt efterföljande antikroppssvar efter en enda injektion av rekombinant Bm86-protein i adjuvans. Produktionen av antikroppar verkade dock vara något mindre effektiv än efter två vaccinationer med rekombinanta proteiner.

Dessutom undersökte många andra forskare effekten av DNA-baserade antigener för att immunisera värdar mot fästingangrepp. Till exempel, Sayed et al. [149] extraherade DNA från Argas persicus-ägg och använde det för att immunisera kycklingar med doser på 200–800 µg DNA/kg kycklingkroppsvikt. Resultatet var stödjande, eftersom fästingarnas utfodringsframgång minskade med 74,64 procent (50 µg DNA/kg kycklingkroppsvikt) och 89,39 procent (100 µg DNA/kg kycklingkroppsvikt) när de exponerades för DNA-immuniserad kyckling. Dessutom rapporterade författarna att serumet från kycklingar immuniserade med DNA har aktivitet mot tarmproteinerna från A. precious; ytterligare analys med användning av andra fästingarter visade emellertid att serumaktiviteten är artspecifik. Det elektroforetiska mönstret hos det immuniserade kycklingserumet visade tre nya proteinband, som antogs vara involverade i utvecklingen av kycklingens immunförsvar mot fästingar [149]. Efteråt fokuserade många studier på antigenspecifik DNA-vaccination; deras skyddsnivå varierade dock med olika typer av antigener. Det har visats att BALB/c-möss injicerade med plasmid pBMC2-kodande antigen Bm86 visade resistens mot Boophilus microplus.

En högre dos av vaccinationsinducerad produktion av anti-Bm86 antikroppar och högre interleukinnivåer (IL-4, IL-5 och IL-12 (p40)) och interferon-gamma (IFN-)-nivåer i sera från möss immuniserade med pBMC2. Möss immuniserade med pBMC2 visade antigenspecifik stimulering av splenocyter enligt inkorporeringen av bromodeoxiuridin och IFNg-utsöndring. Applicering av detta vaccin i boskap orsakade antikroppsproduktion, vilket tyder på att Bm86 DNA-vaccination inducerar ett starkt immunsvar mot B. micro plus [150]. En annan studie utvärderade immunskyddet framkallat av rekombinanta plasmider som kodar för Paramyosin (Pmy) från H. longicornis (pcDNA3.1(plus )-Pmy) hos kaniner. Kaninerna utvecklade en hög nivå av IgG, vilket tyder på att ett humoralt immunsvar induceras av vaccination. Vissa fästingar (27,31 procent) som livnärde sig på de vaccinerade kaninerna dog, medan de återstående fästingarnas genomsnittliga översvämningsvikt och äggläggningen av vuxna honor minskade med 36 respektive 39 procent.

Således verkar det som att ett Pmy DNA-vaccin kan inducera ett effektivt humoralt immunsvar hur det än tillhandahålls och delvis skyddar kaniner mot H. longicornis-infektion [151]. Intressant nog gav ett multi-epitop-DNA-vaccin som innehåller både CD4 plus och CD8 plus cytotoxiska T-lymfocytepitoper 100 procent skydd för får under laboratorieförhållanden mot Ehrlichia ruminantium. Resultaten upprepades dock inte under fältförhållanden. I denna studie skyddade samtidigt administrering av pLamp med MPL via intramuskulär väg, förutom topisk applicering, fåren med upp till 60 procent mot fästingar genom att inducera aktivering av minnes-T-cellssvar [152].

Flera andra antigener, såsom Salp14 och lipokaliner, antingen ensamma eller i kombination med andra antigener har nyligen utvärderats som DNA-vacciner, vilket ytterligare ger hopp om att utveckla ett DNA-vaccin mot fästingar [130,153]. Det har visats att salp14 DNA-vaccinet framkallade erytem vid fästingbettsstället efter fästingutmaningen [153]. På liknande sätt applicerades ett lipocalins (LIP)-vaccin innefattande den rekombinanta plasmiden pcDNA3.1-HlLIP av LIP-homologen från H. longicornis (HlLIP) för att immunisera en kaninvärd. Även om denna applikation inducerade humoral immunitet hos värden och även påverkade översvämningsvikten, äggläggningen och kläckbarheten av H. longicornis, var effekten för låg, vilket tyder på att detta antigen inte är lämpligt för vacciner eftersom det ger partiellt skydd till värden [130 ].

Slutligen bör huvudmålet med att utveckla ett DNA-vaccin vara att designa vaccinet på ett sådant sätt att det polariserar värdens immunsvar mot Th2-svaret eftersom det humorala immunsvaret spelar en stor roll i fästingimmuniteten. Hos nötkreatur som hade vaccinerats med B. micro plus midgut-antigener visade sig nivåerna av specifik IgG1, som moduleras av Th2-celler, korrelera med skyddet. Det finns en möjlighet att om den sekretoriska signalsekvensen placeras på lämpligt sätt nedströms om målgenen, då kan målantigenet utsöndras till det extracellulära utrymmet och inducera ett större humoralt immunsvar. Det är också troligt att valet av Th2-celler skulle gynnas om de saminfekteras med andra immunmodulerande gener såsom IL4 och IL10.

3.2. mRNA-vaccin

Under de senaste åren har många försök gjorts för att upptäcka nya skyddande antigener som kan användas i utvecklingen av ett anti-fästingsvaccin, med många förbättringar. För att testa effektiviteten av vaccinkandidaten har rekombinanta proteiner, oavsett om de är associerade med andra proteiner eller adjuvanser eller inte, varit den valda plattformen för att testa deras effektivitet genom användning av modellorganismer.

På grund av den lätthet med vilken DNA- och mRNA-vaccinplattformar kan genereras, har det skett en betydande utveckling i användningen av genetiska (DNA och mRNA) vaccinplattformar under de senaste åren [130,145]. Ett mRNA-vaccin som kodar för en cocktail av fästingsalivproteiner inducerade "fästingimmunitet" hos marsvin, och reducerade därigenom anmärkningsvärt överföringen av fästingburen Borrelia burgdorferi, det orsakande medlet för borrelia (borrelios). Även om många fästingantigenkandidater har visat sig framkalla immunsvar i en värd, har det ännu inte varit möjligt att replikera robust fästingimmunitet med vaccination. Det finns en möjlighet att detta kan bero på att sammansättningen av salivproteiner i fästingar i olika stadier av utfodring kan förändras dynamiskt, möjligen för att hantera värdens interna förändringar. Denna information gavs i en nyligen genomförd studie, där en grupp forskare identifierade och rationellt valde ut 19 salivproteiner från den svartbenta fästingen I. scapularis, som är en vanlig vektor för borrelia hos människor. De konstruerade nukleosid-modifierade mRNA som kodar för dessa proteiner.

För att producera mRNA-LNP-vaccinet 19ISP (19 Ixodes salivproteiner) inkapslades dessa i lika stora mängder i lipidnanopartiklar (LNP). För att utvärdera effekten av vaccinet på ätbeteendet hos I. scapularis immuniserades marsvin intradermalt tre gånger i 4-veckors intervall, vilket resulterade i robusta antikroppssvar mot minst tio av de kodade antigenerna. I nästa steg av experimentet utmanades djuren med oinfekterade I. scapularis-nymfer. Djuren som hade vaccinerats utvecklade betydande erytem inom 24 timmar.

Dessutom matades fästingar på djur som hade vaccinerats dåligt och började lossna efter 48 timmar, där 80 procent av fästingarna lossnade från vaccinerade djur efter 96 timmar, jämfört med 20 procent på djur som inte hade vaccinerats. För att ytterligare undersöka om det förändrade matbeteendet påverkar överföringen av patogener, placerades B. burgdorferi-infekterade I. scapularis-nymfer på marsvin som vaccinerades antingen med 19ISP eller med ett mRNA-vaccin som kodar för eldflugeluciferas. Vart och ett av dessa djur fick tre fästingar som var infekterade. Med tanke på att människor sannolikt tar bort en fästing som orsakar erytemrelaterad klåda, lossades fästingarna på ett dubbelblindt sätt så fort rodnad uppträdde.

Totalt 46 procent av kontrolldjuren infekterades med B. burgdorferi tre veckor efter utmaningen, medan inget av de vaccinerade djuren var infekterat med denna patogen. En genuttrycksanalys har visat att vaccinet aktiverade flera immunvägar, inklusive T- och B-cellsreceptorer, kemokin, FcεRI och IL-17-signalering, såväl som naturlig mördarcellförmedlad toxicitet. Dessutom visade bitställsanalyser också att vaccinet hade inducerat T-cellssvar [154].

Samtidigt använde samma grupp forskare Salp14 som ett modellantigen för att undersöka fästingimmunitet med hjälp av mRNA-lipidnanopartiklar (LNP), plasmid-DNA eller rekombinanta proteinplattformar [153]. I denna studie gavs vaccination, inklusive de nukleosidmodifierade mRNA-lipidnanopartiklarna som kodar för (mRNA-LNP) Salp14, intradermalt, med två booster var fjärde vecka. Utvecklingen av Salp14-specifika antikroppar jämfördes mellan de olika immuniseringsstrategierna. Salp14 mRNA-immunisering var den plattform som inducerade det starkaste humorala svaret jämfört med DNA- och proteinvaccination. Marsvin immuniserade med salp14-mRNA:t framkallade det mest robusta och intensiva erytem som observerats vid bettstället i alla immuniseringsgrupper; det påverkade dock inte graden av fästingavlossning och förändrade inte översvämningsvikterna [153]. Ett fästingvaccin bör inducera erytem för att vara effektivt, och ett tillvägagångssätt för att ändra senare aspekter av fästingmatning, inklusive vidhäftning och översvämning, är att använda ett vaccin som innehåller flera salivfästingsantigener [154].

Därför verkar det som att immunisering med nukleosidmodifierad mRNALNP salp14, som kan användas som en potentiell vaccinkandidat, kan leda till högre antikroppstitrar och en tidigare och högre grad av rodnad än immunisering med antingen DNA eller protein, vilket tyder på att Salp14 skulle kunna vara en bra kandidat för ett vaccin, antingen ensamt med optimeringar eller i kombination med andra kandidatantigener [154].

På det hela taget verkar det som att ett multivalent mRNA-vaccin kan ha förmågan att framkalla fästingresistens hos laboratoriedjur som marsvin och att förhindra fästingangrepp och fästingburen infektion, troligen genom att begränsa den tid som fästing äter på sin värd. Det har också föreslagits att en mRNA-LNP-formulering som möjliggör långsam, kontinuerlig antigentillförsel kan efterlikna naturliga fästingbett. Om denna strategi kan översättas till människor skulle det vara det första vaccinet som inte direkt riktar sig mot en patogen eller ett mikrobiellt mål, utan istället dess vektor. Dessutom, eftersom anti-fästingsvacciner fortfarande utvecklas för att hjälpa människor att förhindra överföring av fästingburna sjukdomar, måste strategin för immunisering och valet av antigener för immunisering tas i beaktande.

3.3. Proteinbaserade vacciner

Vissa proteinbaserade vacciner är kommersiellt tillgängliga och effektiva. Ett vaccinprogram startades först på 1970-talet när forskare började experimentera med två olika typer av vaccinformuleringar för att immunisera värden mot fästingen (D. Anderson) vid den tiden. Den första inkluderade antigener erhållna från tarmen och äggstockarna, medan den andra inkluderade alla inre organ som extraherats från semi-engorged D. Anderson-honor.

Denna studie upptäckte att antikroppsmedierade immunsvar aktiveras mot fästingtarmvävnad när boskapsvärden inokuleras med extrakt erhållna från vuxna R. microplus-honor [155]. Denna första studie för att utvärdera effektiviteten av vaccinformulering uppmuntrade forskare runt om i världen att fokusera på utvecklingen av ett vaccin för kontroll av fästingar och fästingburna sjukdomar. På 1980-talet genomförde två separata grupper av forskare de första vetenskapliga undersökningarna med vaccinformuleringar för att analysera immunsvaret hos nötkreatur mot R. microplus [156].

Efter ovanstående studier fann man att ett fästingtarmsassocierat glykoprotein kan inducera immunskydd i värden [157]. I en efterföljande studie isolerade samma forskargrupp ett glykoprotein med en molekylvikt på 89 kDa, som fick namnet Bm86 och rapporterades vara associerat med tarmcellerna hos R. microplus [158,159]. Det rekombinanta Bm86-proteinet producerades i stor skala med användning av ett jästexpressionssystem.

Än så länge är endast det Bm86-baserade vaccinet kommersialiserat med olika varumärken, till exempel säljs det i Australien med varumärket TickGARD® och på Kuba under Gavac® [160,161]. Dessa vacciner används till stor del i olika länder för att minska fästingtrycket på boskap. Det har visat sig att användningen av dessa vacciner kan minska fästingpopulationen med upp till 74 procent och deras totala effekt varierar från 51 procent till 91 procent, vilket varierar med fästingpopulationen och näringstillståndet hos boskapen [160–163]. Det finns bevis för att vissa colombianska, mexikanska och brasilianska R. micro plus fästingstammar uppvisar lägre total effekt jämfört med kubanska och australiska R. micro plus fästingstammar, och även den argentinska R. micro plus-stammen A verkar vara resistent mot vaccination med Bm86 [34,164]. Ytterligare analys utfördes av variationen i effektiviteten av Bm86-vaccinet på populationer av samma fästingart i olika delar av världen, och man drog slutsatsen att olika populationer av fästingar med största sannolikhet har en polymorfism i Bm{ {12}} antigengener i termer av genens aminosyrasekvens, och detta är huvudorsaken till att befintliga Bm86-baserade vacciner inte är så effektiva.

Till exempel fanns det en polymorfism i genen homolog med Bm86 (betecknad som Bm95) identifierad i fästingpopulationer i Argentina, vilket resulterade i skillnader i sekvensen av Bm86 mellan fästingpopulationer som de finns i Kuba och Australien, vilket kan förklara varför Bm86-vaccinet inte var lika effektivt mot den argentinska fästingen [34]. Med tanke på resistensproblemen med Bm86-vaccinet producerade forskare ett rekombinant Bm95-vaccin som har visat sig vara mycket effektivt, med en total effekt på 89 procent på Kuba och Argentina och 81 procent i Indien när det gäller att minska angrepp av fästingar [34,102,120,165].

Förutom det ovan nämnda kommersiella vaccinet och dess effektivitetsprövning, har många andra studier fokuserat på att ytterligare förbättra effektiviteten av det Bm86-baserade vaccinet. Vissa nya studier har syntetiserat peptider, inklusive SBm4912, SBm7462® och SBm19733, som erhölls från Bm86, och även producerat en rSBm7462® rekombinant peptid, och analyserat deras effektivitet. Den procentuella effektiviteten av dessa peptider varierade från 35,87 procent till 81,05 procent, vilket tyder på att dessa peptider, i synnerhet SBm7462® och rSBm7462®, spelar en avgörande roll för att inducera värdimmunitet och kan kommersialiseras eftersom de är mycket effektiva när det gäller att minska fästing. angrepp [121,122]. Dessutom, för att förbättra effektiviteten av Bm86 rekombinant proteinvaccin, har Lapisa SA nyligen introducerat ett Bm86-baserat Bovimune Ixovac®-vaccin i Mexiko. Detta vaccin har dock inte studerats vad gäller dess effektivitet mot fästingar; därför behövs studier för att fastställa dess effekter på olika fästingpopulationer för att fastställa dess effektivitet.

Ett Bm86-homologbaserat vaccin (TickGard) verkar vara lämpligt, eftersom detta vaccin har en bred tillämpning och kan utlösa korsreaktiva antikroppar i olika fästingarter, såsom Rhipicephalus sanguineus, Hyalomma anatolicum anatolicum, Rhipicephalus (Boophilus) ) decoloratus, Rhipicephalus (Boophilus) annulatus och Hyalomma dromedar [166–168]. Detta vaccin kan dock inte inducera korsreaktivt skydd hos vissa andra fästingar (t.ex. Rhipicephalus appendiculatus, Amblyomma variegatum och Amblyomma cajennense) [169,170]. Det är intressant att notera att Bm86-vaccinet har 100 procents effekt mot R. annulatus, vilket resulterar i större effektivitet än den rapporterade effekten av det homologa vaccinet med R. microplus. Anledningen till detta kan bero på fysiologiska faktorer (t.ex. mindre blodpropp och lägre nivåer av proteasaktivitet i kroppen) eller genetiska faktorer för fästingar. Dessa faktorer kan påverka BM86-proteinnivåer eller fästingfysiologiska processer som utfodring och proteinnedbrytning, vilket leder till effektivare antikropp-antigeninteraktioner [171]. Bm86-vaccination ger utmärkt skydd mot R. microplus-fästingar, men det är utmanande att extrapolera dessa erfarenheter till ett Ixodes-fästingsvaccin.

Till skillnad från I. ricinus och I. scapularis är R. microplus en enda värdfästing som uteslutande livnär sig på nötkreatur [168]. Den har också en kort livscykel, smälter inte och hittar en ny värd när blodmåltiden är klar. Effektiviteten av Bm86-vaccinet undersöktes i kor som hade exponerats för R. microplus fästinglarver, och mätningar gjordes av parametrarna relaterade till fästingimmunitet på de översvämmade vuxna honorna som hoppade av efter vaccination. Det uppmätta skyddet är alltså summan av påverkan på två molningsperioder och tre fäststeg. Det har visat sig för R. microplus att Bm86-vaccination orsakar skador och därefter minskar översvämningsvikten hos vuxna fästingar honor [172]; ändå är den relativa inverkan av Bm86-vaccination på de omogna livsstadierna av R. microplus inte exakt känd. Bm86-homologer har också isolerats och identifierats från Ixodes-fästingar. I. ricinus innehåller två homologer av Bm86, Ir86-1 och Ir-86-2, och I. scapularis har också två homologer av Is86-1 och Is{{10} } [173]. En efterföljande studie undersökte att vaccination av rekombinanta Ir86-proteiner förbättrade serum-IgG-titrarna mot rekombinanta Ir{13}}-proteiner; antikropparna kunde emellertid inte skydda kaniner mot I. ricinus-utmaningen; varken antalet fästa fästingar eller fästingvikter reducerades [174].

Därför anses vaccination mot Bm86-homologer i Ixodes inte vara ett effektivt sätt att kontrollera Ixodes ricinus-populationer, även om Bm86-vaccination har en tydlig effekt mot R. microplus. Även om Bm86-vaccinet har visat avsevärd framgång, är det viktigt att förstå att vaccinet sannolikt inte kommer att ersätta akaricider eftersom det saknar den "utslagseffekt" som är förknippad med akaricider. Trots detta har erfarenhet från fältet visat att användningen av Bm86 avsevärt minskar behovet av att tillämpa akaricidbehandlingar i fält. Till exempel ledde Kubas strikta reglering av dess fästingkontrollprogram till en minskning av mängden akaricid som används i landet med 87 procent, vilket är jämförbart med resultaten av en nyligen genomförd studie utförd i Venezuela [161,175,176].

Dessutom har användningen av Bm86-vaccinet också avsevärt minskat fästingburna sjukdomar, inklusive bovin anaplasmos och bovin babesiosis. Tillämpningen av detta vaccin har också ökat produktiviteten hos boskap, t.ex. nötkreatur, och följaktligen minskat jordbrukarnas ekonomiska förluster [160]. Ovanstående aspekter av Bm86-vaccination visar att det är en mycket kostnadseffektiv metod jämfört med kemiska tillämpningar för att hantera fästingangrepp. Som sådant kan detta vaccin visa sig vara mycket användbart för att minska fästingburna sjukdomar såväl som för att förbättra hanteringen av fästingutbrott på djurgårdar för att minska fästingburna sjukdomar.

4. Avslutande kommentarer

Fästingar livnär sig på blod för utveckling, tillväxt och reproduktion, och de är ansvariga för överföringen av olika fästingburna sjukdomar. Ixodes fästingar, till exempel, överför ett stort antal patogener, inklusive bakterier, protozoer och virus. Det är viktigt att notera att vaccin mot fästing minskar angrepp av fästingar och förhindrar överföring av patogener och dessutom är säkrare än kemisk bekämpning, vilket kan ha negativa biverkningar. Flera nya antigener från en mängd olika vävnader/organ har identifierats och deras effektivitet har undersökts i laboratoriedjur, vilket har lett till viktiga framsteg mot att utveckla ett vaccin mot fästingar utan rapporterade biverkningar. Vacciner baserade på Bm86-proteinet har kommersialiserats i olika länder, och deras användning mot R. microplus har visat att vaccination mot fästingar kan användas effektivt. Bm86-baserade vacciner är dock inte lika effektiva mot andra fästingarter, såsom Ixodes-fästingar. Det har visat sig att vaccination med Bm86-homologen av I. ricinus inte har någon effekt på fästingmatningen [174].

Dessutom, eftersom R. micro plus bara livnär sig på en värd, användes larver för att utmana kor, vilket resulterade i helt översvämmade vuxna fästingar, vilket inte bara minskade antalet fästingar utan också hade en betydande inverkan på alla tre livsstadier av bock. I motsats till R. microplus byter Ixodes-fästingar värd under hela sin livscykel och därför kräver Ixodes-fästingsvaccination effektivt förhindrande av fästning och/eller matning av fästingar under en blodmåltid på en värd. Icke desto mindre verkar vaccination mot Ixodes fästingar möjlig och realistisk. Det är därför viktigt att notera att korsskydd av värden kan vara en utmanande uppgift med denna typ av vaccin. Det finns några andra proteiner, förutom Bm86, som också kan ha terapeutisk potential som immunsuppressiva eller antikoagulerande medel [39,61].

De senaste framstegen inom genomik och proteomik har gjort det möjligt för oss att upptäcka nya antigener och använda molekylära tekniker för att manipulera identifierade proteiner och testa nya vacciner betydligt snabbare och mer kostnadseffektivt än tidigare. DNA-vaccination är också ett utmärkt alternativ; Men i allmänhet kan denna typ av vaccination endast leda till låga nivåer av antigenuttryck och begränsar den icke-professionella antigenpresenterande cellaktiverande CD4 plus T-hjälparcellerna via MHC klass II-vägen [177]. Men DNA-vaccination ger inte bara ett betydande skydd till värden utan anses också ge korsskydd mot fästingar om den följs av ett chimärt vaccin eller rekombinant proteinvaccination [178].

Dessutom kan mRNA-LNP hjälpa till att framkalla erytem vid fästingbettsstället, vilket är en av de viktigaste tidiga indikatorerna på förvärvad fästingresistens. mRNA-LNP som innehåller fästinggener är en användbar plattform för utveckling av vacciner som potentiellt kan förhindra utvalda fästingburna sjukdomar [153,154]. Både DNA- och mRNA-vaccination verkar också vara effektiva strategier och det finns framtida hopp om att en mRNA- eller DNA-vaccination för kontroll av fästingangrepp och fästingburna sjukdomar kan utvecklas och även ge korsskydd. Hittills har dock inget vaccin kommersialiserats, vilket tyder på att ytterligare studier behövs för att fastställa effektiviteten av allt fler antigener för deras användning för att utveckla ett DNA- eller mRNA-vaccin. Identifieringen och karakteriseringen av nya fästingvaccinkandidater kan förhindra fästingmatning och patogenöverföring. Att använda dessa antigener i vacciner för tama djur och vilda djur, än mindre människor, är fortfarande en utmaning.

Författarbidrag:

MNA, MAJ och MK utformade artikelns struktur. Alla författare genomförde litteratursökningen och skrev delar av manuskriptet/sammansatte data. MNA och IM skapade och redigerade figurerna. ID och MK gjorde kritiska revideringar och korrekturläste manuskriptet. Alla författare har läst och samtyckt till den publicerade versionen av manuskriptet.

Finansiering:

MK fick finansiering från Tjeckiens bidragsbyrå (bidrag {{0}}S) och ERD-fonder, projekt CePaVip OPVVV (nr 384 CZ.02.1.01 /0.0/0.0/16_019/0000759). Finansiärerna hade ingen roll i utformningen av studien, datainsamling och analys, beslutet att publicera eller förberedelsen av manuskriptet.

Utlåtande av institutionell granskningsnämnd: Ej tillämpligt.

Informerat samtycke: Ej tillämpligt.

Datatillgänglighet: Ej tillämpligt

Intressekonflikter: Författarna förklarar att forskningen utfördes i frånvaro av några kommersiella eller finansiella relationer som skulle kunna tolkas som en potentiell intressekonflikt.

Referenser

1. de la Fuente, J.; Kocan, KM Framsteg inom identifiering och karakterisering av skyddande antigener för rekombinanta vacciner mot fästingangrepp. Expert Rev. Vaccines 2003, 2, 583–593. [CrossRef]

2. Väver, GV; Anderson, N.; Garrett, K.; Thompson, AT; Yabsley, MJ Fästingar och fästingburna patogener hos tamdjur, vilda grisar och miljöprovtagning utanför värd i Guam, USA. Främre. Veterinär. Sci. 2022, 8, 803424. [CrossRef] [PubMed]

3. Jones, KE; Patel, NG; Levy, MA; Storeygard, A.; Balk, D.; Gittleman, JL; Daszak, P. Globala trender inom framväxande infektionssjukdomar. Nature 2008, 451, 990–993. [CrossRef]

4. Beugnet, F.; Marié, J.-L. Nya leddjursburna sjukdomar hos sällskapsdjur i Europa. Veterinär. Parasitol. 2009, 163, 298–305. [CrossRef] [PubMed]

5. Peter, SG; Kariuki, HW; Aboge, GO; Gakuya, DW; Maingi, N.; Mulei, CM Prevalensen av fästingar som angriper mjölkboskap och de patogener de hyser i småbruksgårdar i stadsnära områden i Nairobi, Kenya. Veterinär. Med. Int. 2021, 2021, 9501648. [CrossRef]

6. Graf, J.-F.; Gogolewski, R.; Leach-Bing, N.; Sabatini, GA; Molento, MB; Bordin, EL; Arantes, GJ Tick control: En industrisynpunkt. Parasitology 2004, 129, S427–S442. [CrossRef] [PubMed]

7. de la Fuente, J. Vacciner för vektorkontroll: Spännande möjligheter för framtiden. Veterinär. J. 2012, 194, 139-140. [CrossRef] [PubMed]

8. Sparagano, O.; Földvári, G.; Derdáková, M.; Kazimírová, M. Nya utmaningar från fästingar och fästingburna sjukdomar. Biologia 2022, 77, 1497–1501. [CrossRef]

9. Doolan, DL; Apte, SH; Proietti, C. Genom-baserad vaccindesign: Löftet för malaria och andra infektionssjukdomar. Int. J. Parasitol. 2014, 44, 901–913. [CrossRef]

10. Bragazzi, NL; Gianfredi, V.; Villarini, M.; Rosselli, R.; Nasr, A.; Hussein, A.; Martini, M.; Behzadifar, M. Vacciner möter Big Data: State-of-the-Art och framtidsutsikter. Från Classical 3Is ("Isolera-Inaktivera-Injicera") Vaccinology 1.0 till Vaccinology 3.0, Vaccinomics och Beyond A Historical Overview. Främre. Folkhälsa 2018, 6, 62. [CrossRef]

11. Zepp, F. Principer för vaccindesign – Lärdomar från naturen. Vaccin 2010, 28 (Suppl. 3), C14–C24. [CrossRef]

12. Bouazzaoui, A.; Abdellatif, A.; Al-Allaf, F.; Bogari, N.; Al-Dehlawi, S.; Qari, S. Strategier för vaccination: Konventionella vaccinmetoder kontra nya generationens strategier i kombination med adjuvanser. Pharmaceutics 2021, 13, 140. [CrossRef] [PubMed]

13. D'Argenio, DA; Wilson, CB Ett decennium av vacciner: Integrering av immunologi och vaccinologi för rationell vaccindesign. Immunitet 2010, 33, 437–440. [CrossRef]

14. Merino, O.; Antunes, S.; Mosqueda, J.; Moreno-Cid, JA; de la Lastra, JMP; Rosario-Cruz, R.; Rodríguez, S.; Domingos, A.; de la Fuente, J. Vaccination med proteiner involverade i fästing-patogen-interaktioner minskar vektorinfestationer och patogeninfektion. Vaccin 2013, 31, 5889–5896. [CrossRef] [PubMed]

15. White, AL; Gaff, H. Recension: Tillämpning av Tick Control Technologies för Blacklegged, Lone Star och amerikanska hundfästingar. J. Integr. Skadedjursbekämpning. 2018, 9, 12. [CrossRef]

16. Willadsen, P. Anti-fästingsvacciner. Parasitology 2004, 129, S367–S387. [CrossRef]

17. de la Fuente, J.; Merino, O. Vaccinomics, den nya vägen till fästingvacciner. Vaccin 2013, 31, 5923–5929. [CrossRef] 18. Hill, CA; Wikel, SK The Ixodes scapularis Genome Project: En möjlighet för att främja fästingforskning. Trender Parasitol. 2005, 21, 151–153. [CrossRef]

19. Medina, JM; Abbas, MN; Bensaoud, C.; Hackenberg, M.; Kotsyfakis, M. Bioinformatisk analys av Ixodes ricinus långa icke-kodande RNA förutsäger deras bindningsförmåga hos värd miRNA. Int. J. Mol. Sci. 2022, 23, 9761. [CrossRef]

20. Valle, MR; Guerrero, FD Anti-tick-vacciner i omics-eran. Främre. Biosci. (Elitered.) 2018, 10, 122–136. [CrossRef]

21. Logullo, C.; Vaz, IDS; Sorgine, MHF; Paiva-Silva, GO; Faria, FS; Zingali, RB; DE Lima, MFR; Abreu, L.; Oliveira, EF; Alves, EW; et al. Isolering av en asparaginproteinasprekursor från ägget från en hård fästing, Boophilus microplus. Parasitology 1998, 116, 525–532. [CrossRef]

22. Kurlovs, AH; Li, J.; Cheng, D.; Zhong, J. Ixodes pacificus Fästingar upprätthåller embryogenes och äggkläckning efter antibiotikabehandling av Rickettsia Endosymbiont. PLoS ONE 2014, 9, e104815. [CrossRef] [PubMed]

23. Sappington, TW; Hays, AR; Raikhel, AS Myggvitellogeninreceptor: Rening, utvecklings- och biokemisk karakterisering. Insect Biochem. Mol. Biol. 1995, 25, 807–817. [CrossRef] [PubMed]

24. Vaz, IDS; Logullod, C.; Sorgine, M.; Velloso, FF; de Lima, MFR; Gonzales, JC; Masuda, H.; Oliveira, PL; Masudaa, A. Immunisering av nötkreatur med en asparaginproteinas-prekursor isolerad från Boophilus microplus-ägg. Veterinär. Immunol. Immunopatol. 1998, 66, 331-341. [CrossRef]

25. Leal, AT; Seixas, A.; Pohl, PC; Ferreira, CA; Logullo, C.; Oliveira, PL; Farias, SE; Termignoni, C.; Vaz, IDS; Masuda, A. Vaccination av nötkreatur med rekombinant Boophilus Yolk pro-Cathepsin. Veterinär. Immunol. Immunopatol. 2006, 114, 341–345. [CrossRef]

26. Leal, AT; Pohl, PC; Ferreira, CA; Nascimento-Silva, MC; Sorgine, MH; Logullo, C.; Oliveira, PL; Farias, SE; Vaz, IDS; Masuda, A. Rening och antigenicitet av två rekombinanta former av Boophilus microplus äggula pro-cathepsin uttryckt i inklusionskroppar. Protein Expr. Purif. 2006, 45, 107–114. [CrossRef] [PubMed]

27. Yamashita, O.; Indrasith, LS Metaboliska öden för äggulaproteiner under embryogenes hos leddjur. (Lejddjur/embryogenes/äggulaproteiner/begränsad proteolys/proteas). Dev. Tillväxten skiljer sig. 1988, 30, 337-346. [CrossRef]

28. Tellam, R.; Kemp, D.; Ridning, G.; Briscoe, S.; Smith, D.; Sharp, P.; Irving, D.; Willadsen, P. Minskad äggläggning av Boophilus microplus som utfodras på får vaccinerade med vitellin. Veterinär. Parasitol. 2002, 103, 141–156. [CrossRef]

29. Boldbaatar, D.; Umemiya-Shirafuji, R.; Liao, M.; Tanaka, T.; Xuan, X.; Fujisaki, K. Flera vitellogeniner från Haemaphysalis longicornis fästing är avgörande för äggstockarnas utveckling. J. Insect Physiol. 2010, 56, 1587–1598. [CrossRef]

30. Seixas, A.; Dos Santos, PC; Velloso, FF; Vaz, IDS; Masuda, A.; Horn, F.; Termignoni, C. A Boophilus microplus vitellin-nedbrytande cysteinendopeptidas. Parasitology 2003, 126, 155–163. [CrossRef]

31. Seixas, A.; Leal, AT; Nascimento-Silva, MCL; Masuda, A.; Termignoni, C.; Vaz, IDS Vaccinpotential för ett fästingvitellin-nedbrytande enzym (VTDCE). Veterinär. Immunol. Immunopatol. 2008, 124, 332–340. [CrossRef] [PubMed]

32. Jarmey, J.; Ridning, G.; Pearson, R.; McKenna, R.; Willadsen, P. Carboxydipeptidase från Boophilus microplus: En "dold" antigen med likhet med angiotensin-omvandlande enzym. Insect Biochem. Mol. Biol. 1995, 25, 969-974. [CrossRef] [PubMed]

33. Willadsen, P.; Smith, D.; Cobon, G.; McKenna, RV Jämförande vaccination av nötkreatur mot Boophilus microplus med rekombinant antigen Bm86 enbart eller i kombination med rekombinant Bm91. Parasit Immunol. 1996, 18, 241-246. [CrossRef]

34. García-García, JC; Montero, C.; Redondo, M.; Vargas, M.; Canales, M.; Boue, O.; Rodríguez, M.; Joglar, M.; Machado, H.; González, IL; et al. Bekämpning av fästingar som är resistenta mot immunisering med Bm86 hos nötkreatur vaccinerade med det rekombinanta antigenet Bm95 isolerat från boskapsfästingen, Boophilus microplus. Vaccin 2000, 18, 2275–2287. [CrossRef]

35. Lambertz, C.; Chongkasikit, N.; Jittapalapong, S.; Ganguly, M. Immunsvar från Bos indicus nötkreatur mot anti-fästingsantigenet Bm91 härlett från lokala Rhipicephalus (Boophilus) microplus fästingar och dess effekt på fästingreproduktion under naturligt angrepp. J. Parasitol. Res. 2012, 2012, 907607. [CrossRef]

For more information:1950477648nn@gmail.com