Här presenterar vi ett elegant protokoll för i vivo utvärdering av vaccin effektivitet och värd immunsvar. Detta protokoll kan anpassas för vaccin-modeller som studerar virala, bakteriella, eller parasitic patogener.
Vaccin är ett 20th talet medicinsk underverk. De har dramatiskt minskat sjuklighet och dödlighet orsakad av infektionssjukdomar och bidragit till en slående ökning av medellivslängden i världen. Dock fortfarande att fastställa vaccinets effekt en utmaning. Nya bevis tyder på att det nuvarande acellulärt vaccinet (aPV) för Bordetella pertussis (B. pertussis) inducerar suboptimala immunitet. En stor utmaning är därför att utforma nästa generation vaccin som inducerar skyddande immunitet utan de negativa biverkningarna av hela-cell vaccin (wPV). Här beskriver vi ett protokoll som vi använde för att testa effekten av en lovande, Roman adjuvant som förvränger immunsvar mot en skyddande Th1/Th17-fenotyp och främjar en bättre clearance B. pertussis utmaning från murina luftvägarna. Denna artikel beskriver protokollet för mus immunisering, bakteriell Inympning, vävnad skörd och analys av immunsvar. Med denna metod, inom vår modell har vi framgångsrikt klarlagd avgörande mekanismer framkallas av ett lovande, nästa generations acellulärt pertussis-vaccin. Denna metod kan tillämpas på någon smittsam sjukdom modell för att fastställa vaccinets effekt.
Vaccin utgör en av de största framgångarna för folkhälsan av 1900-talet, men vi fortfarande helt förstår inte de mekanismer genom vilka framgångsrika vacciner stimulera skyddande immunitet. Identifiering av molekylära signaturer (t.ex., cell aktivering markörer, expansion av cellulära undertyper och mönster av genuttryck) inducerad efter vaccination ger en uppsjö av information för att förutsäga och genererar en effektiv immunsvar. Komplexiteten i värd-patogen Svaren kan inte replikeras på lämpligt sätt använda i vitro cell kultur system1. In vivo vaccin modeller är utformade för att samtidigt utvärdera flera typer av immunceller i värden. Detta ger en fördel vid kännetecknar vaccine antigen bearbetning och presentation, differentiell cytokin sekretion och utbyggnad av immunceller. Protokollet beskrivs här ger en detaljerad metod för att fastställa vaccinets effekt genom utvärdering av systemisk och lokal immunsvaret och kvantifiering av patogen börda i vävnader av intresse. Det exempel som ges här testar effekten av en experimentell vaccin för patogen Bordetella pertussis (B. pertussis).
B. pertussis är en gramnegativ bakterie som är den etiologiska agenten av respiratorisk sjukdom kikhosta (pertussis)2,3. Nära kontakt med infekterade individer (symtomatisk eller asymtomatisk) leder till överföring, colonization och sjukdom. Trots betydande globala vaccin täckning4, kikhosta anses en framvällande sjukdom i många länder runt om i världen och är en viktig orsak till förebyggas barndom dödsfall5,6,7, 8. under 2015 B. pertussis och kikhosta ingick i den nationella institutet för allergi och smittsamma sjukdomar (NIAID) framväxande pathogen/infektionssjukdomar lista, betonar behovet av utveckling av en bättre vaccin som ger långlivat skyddande immunitet.
Ett aktivt område undersökning för att kontrollera kikhosta återkomsten är för närvarande utveckling av nästa generations acellulärt pertussis vaccin (aPV) med en optimal kombination av romanen adjuvans och antigener att efterlikna det immunsvar som framkallas av hela-cellen kikhosta vaccin (wPV)9. Använder protokollet beskrivs rapporterade vi nyligen att ändringen av en nuvarande FDA-godkända aPV genom tillsats av en roman adjuvant, Bordetella colonization faktor A (BcfA), resulterade i mer effektiv minskning av B. pertussis bakteriehalten från mus lungorna10,11. Detta ökade skydd åtföljdes av den skeva av ett alun-inducerad Th1/Th2-immunsvar mot de mer skyddande Th1/Th17 immun profil10. Detta protokoll är detaljerad och heltäckande, gör det möjligt för utredaren att få maximal information genom samtidig utvärdering av värd- och immunsvar mot olika patogener.
Protokollet beskrivs här följer representativa vaccin schemat, visas i figur 1, att säkerställa optimal värd immunsvar.
Den omfattande protokoll som beskrivs här för att studera vaccin-inducerad immunitet mot B. pertussis infektion kommer också att tillåta utvärdering av värd Svaren till en mängd andra patogener. Protokollet beskrivs metoder att leverera vaccinationer, avgöra vaccin effekt följande patogener utmaning, och parallella dissekering av immunförsvaret. Anpassa protokollet för att studera andra patogener, skulle flera parametrar behöva ändras. Dessa inkluderar, men är inte begränsade till, funktionsläget…
The authors have nothing to disclose.
Detta arbete stöds av 1R01AI125560-01 och nystartade fonder från The Ohio State University.
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 |