Ana bilgisayar-patojen yanıt ve aşı etkinliği farelerde değerlendirilmesi
Summary
Burada etkinliği ve ana bilgisayar bağışıklık yanıtı aşı vivo içinde değerlendirilmesi için zarif bir iletişim kuralı mevcut. Bu iletişim kuralı eğitim viral, bakteriyel aşı modelleri veya paraziter patojenler için adapte edilebilir.
Abstract
20inci yüzyılın tıbbi bir mucize aşılar vardır. Onlar büyük ölçüde morbidite ve mortalite azaltılmıştır tarafından bulaşıcı hastalıkların neden olduğu ve dünyadaki yaşam beklentisi çarpıcı bir artış katkıda bulunmuştur. Yine de, aşı etkinliği belirleme bir meydan okuma, kalır. Kanıt ortaya çıkan Bordetella boğmaca (B. boğmaca) için geçerli acellular aşı (aPV) suboptimal dokunulmazlık indükler öneriyor. Bu nedenle, büyük bir meydan okuma bir bütün-hücre aşı (wPV) olumsuz yan etkileri olmadan koruyucu bağışıklık indükler bir nesil aşı tasarlıyor. Burada biz bir koruyucu Th1/Th17 fenotip bağışıklık yanıtlarını belirtilen açıda Eğer ve daha iyi bir boşluk B. boğmaca Challenge fare solunum yolu bir umut verici, yeni adjuvan etkinliğini test etmek için kullanılan bir iletişim kuralı tanımlamak. Bu makalede fare bağışıklama, bakteri aşılama, doku hasat ve bağışıklık yanıtı Çözümleme Protokolü. Bizim modeli içinde bu yöntemi kullanarak başarıyla önemli mekanizmalar tarafından umut verici, yeni nesil acellular boğmaca aşısı elicited aydınlatılmamıştır. Bu yöntem herhangi bir bulaşıcı hastalık modeli için aşı etkinliği belirlemek için uygulanır.
Introduction
20. yüzyılın en büyük halk sağlığı başarılarının aşılar temsil eder, henüz biz hala tam olarak hangi koruyucu bağışıklık başarılı aşılar teşvik mekanizmaları anlamıyorum. Moleküler imzalar tanımlaması (e.g., hücre harekete geçirmek işaretleri, hücresel türlerinden genişleme ve gen ekspresyonu şekillerinin) aşı bilgi tahmin ve etkili bir oluşturmak için bir bolluk sağlar sonra indüklenen bağışıklık yanıtı. Ana bilgisayar-patojen yanıt karmaşıklığı yeterince vitro hücre kültür sistemleri1kullanarak yinelenemez. Vivo aşı modelleri kullanılazlar ev sahibi içinde birden çok bağışıklık hücre türleri değerlendirmek için tasarlanmıştır. Bu aşı antijen işleme ve sunum, fark sitokin salgısının ve bağışıklık hücreleri genişlemesi karakterize bir avantaj sağlar. Burada açıklanan protokolü yoluyla sistemik ve yerel bağışıklık yanıtı değerlendirilmesi ve miktar ilgi dokularda patojen yükünün aşı etkinliği belirlemek için detaylı bir yöntem sağlar. Burada sağlanan örnek patojen Bordetella boğmaca (B. boğmaca) için deneysel bir aşı etkinliği sınar.
B. boğmaca solunum hastalıkları boğmaca (boğmaca)2,3etyolojik Ajan Ayagin Gram-negatif bir bakteridir. Enfekte bireylerin (semptomatik veya asemptomatik) ile yakın temas iletim, kolonizasyon ve hastalığa yol açar. Rağmen önemli küresel aşı kapsama4, boğmaca dünyanın dört bir yanından birçok ülkenin resurging bir hastalık olarak kabul edilir ve bir önemli nedeni önlenebilir çocukluk yılında ölenler5,6,7, 8. 2015 yılında, B. boğmaca ve boğmaca Ulusal Enstitüsü alerji ve bulaşıcı hastalıklar (NIAID) içinde bulaşıcı hastalık/hastalık listesi, confers daha iyi bir aşı geliştirilmesi ihtiyacını vurgulayan ortaya çıkan dahil edildi uzun ömürlü koruyucu bağışıklık.
Şu anda, etkin soruşturma boğmaca diriliş denetlemek için roman adjuvan ve antijenleri bütün hücre tarafından elde edildi bağışıklık yanıtı taklit etmek için optimal bir birleşimi ile yeni nesil acellular boğmaca aşısı (aPV) geliştirme alanıdır boğmaca aşısı (wPV)9. Son zamanlarda roman adjuvan Bordetella kolonizasyon faktör A eklenmesiyle bir geçerli FDA onaylı aPV (BcfA), değişiklik daha verimli B. boğmaca bakteri yükü azaltılması içinde sonuçlandı rapor açıklanan protokolünü kullanarak, fare akciğerler10,11. Bu artırılmış koruma bir şap kaynaklı Th1/Th2 bağışıklık yanıtı daha koruyucu Th1/Th17 bağışıklık profil10eğriltme tarafından eşlik etti. Bu detaylı ve kapsamlı, ev sahibi ve bağışıklık yanıtı patojenler, çeşitli eşzamanlı değerlendirmeleri maksimal bilgilerini elde etmek için Dedektif sağlayan protokoldür.
Burada açıklanan protokolü en uygun konak immün yanıt-e doğru sağlamak için şekil 1‘ de gösterilen temsilcisi aşı programı izler.
Protocol
Representative Results
Discussion
Aşı indüklenen dokunulmazlık B. boğmaca enfeksiyonu için eğitim için burada açıklanan kapsamlı protokol ana bilgisayar yanıt için a değişiklik-in diğer patojenleri değerlendirilmesi de izin verir. Protokol aşı teslim, aşı etkinliği aşağıdakileri belirlemek için yöntemleri anlatır patojen meydan okuma ve paralel diseksiyon bağışıklık fonksiyonu. Diğer patojenleri çalışma için protokol uyum içinde birkaç parametre değiştirilmesi gerekir. Bunlar, bunlarla hayvan anestezi, a…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu eser Ohio State Üniversitesi’nden 1R01AI125560-01 ve devreye alma fon tarafından desteklenmiştir.
Materials
| 2L induction chamber | Vet Equip | 941444 | |
| Fluriso | Vet One | V1 501017 | any brand is appropriate |
| Bordet Gengou Agar Base | BD bioscience | 248200 | |
| Casein | Sigma | C-7078 | |
| Casamino acids | VWR | J851-500G | Strainer Scholte (SS) media components |
| L-Glutamic acid | Research Products Int | G36020-500 | |
| L-Proline | Research Products Int | P50200-500 | |
| Sodium Chloride | Fisher | BP358-10 | |
| Potassium Phosphate monobasic | Fisher | BP362-1 | |
| Potassium Chloride | Fisher | P217-500 | |
| Magnesium Chloride hexahydrate | Fisher | M2670-500G | |
| Calcium Chloride | Fisher | C75-500 | |
| Tris base | Fisher | BP153-1 | |
| L-cysteine HCl | Fisher | BP376-100 | SS media suplements |
| Ferrous Sulfate heptahydrate | Sigma | F-7002 | |
| Niacin | Research Products Int | N20080-100 | |
| Glutathione | Research Products Int | G22010-25 | |
| Ascorbic acid | Research Products Int | A50040-500 | |
| RPMI 1640 | ThermoFisher Scientific | 11875093 | |
| FBS | Sigma | F2442-500mL | any US source, non-heat inactivated |
| gentamicin | ThermoFisher Scientific | 15710064 | |
| B-mercaptoethanol | Fisher | BP176-100 | |
| 15mL dounce tissue grinder | Wheaton | 357544 | any similar brand is appropriate |
| Cordless Hand Homogenizer | Kontes/Sigma | Z359971-1EA | any similar brand is appropriate |
| Instruments – scissors, curve scissors, forceps, fine forceps, triangle spreaders | any brand is appropriate | ||
| 3mL syringes | BD bioscience | 309657 | |
| 15mL conical tubes | Fisher | 339651 | |
| 1.5mL microfuge tubes | Denville | C2170 | |
| 70um cell strainers | Fisher | 22363548 | |
| 60mm plates | ThermoFisher Scientific | 130181 | |
| 48-well tissue culture plates | ThermoFisher Scientific | 08-772-1C | |
| 1mL insulin syringe 28G1/2 | Fisher Scientific/Excel Int. | 14-841-31 | |
| Mouse IFN-gamma ELISA Ready-SET-Go! Kit | Invitrogen / eBioscience | 50-173-21 | |
| Mouse IL-17 ELISA Ready-SET-Go! Kit | Invitrogen / eBioscience | 50-173-77 | |
| Mouse IL-5 ELISA Ready-SET-Go! Kit | Invitrogen / eBioscience | 50-172-09 |
References
- Tacken, P. J., Figdor, C. G. Targeted antigen delivery and activation of dendritic cells in vivo: steps towards cost effective vaccines. Seminars in Immunology. 23 (1), 12-20 (2011).
- Kilgore, P. E., Salim, A. M., Zervos, M. J., Schmitt, H. J. Pertussis: Microbiology, Disease, Treatment, and Prevention. Clinical Microbiology Reviews. 29 (3), 449-486 (2016).
- Dorji, D., et al. Bordetella Pertussis virulence factors in the continuing evolution of whooping cough vaccines for improved performance. Medical Microbiology and Immunology. 207 (1), 3-26 (2018).
- Feldstein, L. R., et al. Global Routine Vaccination Coverage, 2016. Morbidity and Mortality Weekly Report. 66 (45), 1252-1255 (2017).
- Cherry, J. D. Epidemic pertussis in 2012–the resurgence of a vaccine-preventable disease. New England Journal of Medicine. 367 (9), 785-787 (2012).
- Celentano, L. P., et al. Resurgence of pertussis in Europe. The Pediatric Infectious Disease Journal. 24 (9), 761-765 (2005).
- McNabb, S. J., et al. Summary of notifiable diseases. Morbidity and Mortality Weekly Report p. 54 (53), 1-92 (2007).
- Sealey, K. L., Belcher, T., Preston, A. Bordetella pertussis epidemiology and evolution in the light of pertussis resurgence. Infection, Genetics, and Evolution. 40, 136-143 (2016).
- Warfel, J. M., Merkel, T. J. The baboon model of pertussis: effective use and lessons for pertussis vaccines. Expert Reviews of Vaccines. 13 (10), 1241-1252 (2014).
- Jennings-Gee, J., et al. The adjuvant Bordetella Colonization Factor A attenuates alum-induced Th2 responses and enhances Bordetella pertussis clearance from mouse lungs. Infection and Immunity. , (2018).
- Sukumar, N., Mishra, M., Sloan, G. P., Ogi, T., Deora, R. Differential Bvg phase-dependent regulation and combinatorial role in pathogenesis of two Bordetella paralogs, BipA and BcfA. Journal of Bacteriology. 189 (10), 3695-3704 (2007).
- Stainer, D. W., Scholte, M. J. A simple chemically defined medium for the production of phase I Bordetella pertussis. Journal of General Microbiology. 63 (2), 211-220 (1970).
- Bordet, J. Le microbe de le coqueluche. Annales de l’Institut Pasteur. 20, 731-741 (1906).
- Cook, M. J. . The Anatomy of the Laboratory Mouse. , (1965).
- Sutton, S. Accuracy of Plate Counts. Journal of Validation Techniques. 17 (3), 42-46 (2011).
- Conover, M. S., Sloan, G. P., Love, C. F., Sukumar, N., Deora, R. The Bps polysaccharide of Bordetella pertussis promotes colonization and biofilm formation in the nose by functioning as an adhesin. Molecular Microbiology. 77 (6), 1439-1455 (2010).
- Cattelan, N., Jennings-Gee, J., Dubey, P., Yantorno, O. M., Deora, R. Hyperbiofilm Formation by Bordetella pertussis Strains Correlates with Enhanced Virulence Traits. Infection and Immunity. 85 (12), (2017).
- Andreasen, C., Carbonetti, N. H. Pertussis toxin inhibits early chemokine production to delay neutrophil recruitment in response to Bordetella pertussis respiratory tract infection in mice. Infection and Immunity. 76 (11), 5139-5148 (2008).
- Mills, K. H., Gerdts, V. Mouse and pig models for studies of natural and vaccine-induced immunity to Bordetella pertussis. Journal of Infectious Diseases. 209, 16-19 (2014).
- Dunne, A., et al. A novel TLR2 agonist from Bordetella pertussis is a potent adjuvant that promotes protective immunity with an acellular pertussis vaccine. Mucosal Immunology. 8 (3), 607-617 (2015).
- Denoel, P., Godfroid, F., Guiso, N., Hallander, H., Poolman, J. Comparison of acellular pertussis vaccines-induced immunity against infection due to Bordetella pertussis variant isolates in a mouse model. Vaccine. 23 (46-47), 5333-5341 (2005).
- Marr, N., et al. Protective activity of the Bordetella pertussis BrkA autotransporter in the murine lung colonization model. Vaccine. 26 (34), 4306-4311 (2008).
- Feunou, P. F., Bertout, J., Locht, C. T- and B-cell-mediated protection induced by novel, live attenuated pertussis vaccine in mice. Cross protection against parapertussis. PLoS One. 5 (4), 10178 (2010).
- Mills, K. H., Ryan, M., Ryan, E., Mahon, B. P. A murine model in which protection correlates with pertussis vaccine efficacy in children reveals complementary roles for humoral and cell-mediated immunity in protection against Bordetella pertussis. Infection and Immunity. 66 (2), 594-602 (1998).
- Higgs, R., Higgins, S. C., Ross, P. J., Mills, K. H. Immunity to the respiratory pathogen Bordetella pertussis. Mucosal Immunology. 5 (5), 485-500 (2012).
- Alving, C. R. Design and selection of vaccine adjuvants: animal models and human trials. Vaccine. 20, 56-64 (2002).
- Ipp, M. M., et al. Adverse reactions to diphtheria, tetanus, pertussis-polio vaccination at 18 months of age: effect of injection site and needle length. Pediatrics. 83 (5), 679-682 (1989).
- Fessard, C., Riche, O., Cohen, J. H. Intramuscular versus subcutaneous injection for hepatitis B vaccine. Vaccine. 6 (6), 469 (1988).
- Bergeson, P. S., Singer, S. A., Kaplan, A. M. Intramuscular injections in children. Pediatrics. 70 (6), 944-948 (1982).
- Zhang, L., Wang, W., Wang, S. Effect of vaccine administration modality on immunogenicity and efficacy. Expert Review of Vaccines. 14 (11), 1509-1523 (2015).
- Ross, P. J., et al. Relative Contribution of Th1 and Th17 Cells in Adaptive Immunity to Bordetella pertussis: Towards the Rational Design of an Improved Acellular Pertussis Vaccine. PLoS Pathogens. 9 (4), 1003264 (2013).
- Warfel, J. M., Zimmerman, L. I., Merkel, T. J. Acellular pertussis vaccines protect against disease but fail to prevent infection and transmission in a nonhuman primate model. Proceedings of the National Academy of Sciences USA. 111 (2), 787-792 (2014).
- Allen, A. C., et al. Sustained protective immunity against Bordetella pertussis nasal colonization by intranasal immunization with a vaccine-adjuvant combination that induces IL-17-secreting TRM cells. Mucosal Immunology. , (2018).
- Solans, L., et al. IL-17-dependent SIgA-mediated protection against nasal Bordetella pertussis infection by live attenuated BPZE1 vaccine. Mucosal Immunology. , (2018).
- Miller, M. A., et al. Visualization of murine intranasal dosing efficiency using luminescent Francisella tularensis: effect of instillation volume and form of anesthesia. PLoS One. 7 (2), 31359 (2012).
- Sato, Y., Izumiya, K., Sato, H., Cowell, J. L., Manclark, C. R. Aerosol infection of mice with Bordetella pertussis. Infection and Immunity. 29 (1), 261-266 (1980).
- Warfel, J. M., Beren, J., Merkel, T. J. Airborne transmission of Bordetella pertussis. Journal of Infectious Diseases. 206 (6), 902-906 (2012).
- Scanlon, K. M., Snyder, Y. G., Skerry, C., Carbonetti, N. H. Fatal Pertussis in the Neonatal Mouse Model Is Associated with Pertussis Toxin-Mediated Pathology beyond the Airways. Infection and Immunity. 85 (11), (2017).
- Martinez de Tejada, G., et al. Neither the Bvg- phase nor the vrg6 locus of Bordetella pertussis is required for respiratory infection in mice. Infection and Immunity. 66 (6), 2762-2768 (1998).
- Higgins, S. C., Jarnicki, A. G., Lavelle, E. C., Mills, K. H. TLR4 mediates vaccine-induced protective cellular immunity to Bordetella pertussis: role of IL-17-producing T-cells. Journal of Immunology. 177 (11), 7980-7989 (2006).
- Mahon, B. P., Brady, M. T., Mills, K. H. Protection against Bordetella pertussis in mice in the absence of detectable circulating antibody: implications for long-term immunity in children. Journal of Infectious Diseases. 181 (6), 2087-2091 (2000).
- Karlsson, A. C., et al. Comparison of the ELISPOT and cytokine flow cytometry assays for the enumeration of antigen-specific T-cells. Journal of Immunological Methods. 283 (1-2), 141-153 (2003).
- Hagen, J., et al. Comparative Multi-Donor Study of IFNgamma Secretion and Expression by Human PBMCs Using ELISPOT Side-by-Side with ELISA and Flow Cytometry Assays. Cells. 4 (1), 84-95 (2015).
- Raeven, R. H. M., et al. Molecular and cellular signatures underlying superior immunity against Bordetella pertussis upon pulmonary vaccination. Mucosal Immunology. 11 (3), 1009 (2018).
