تأثیراجوانتی DNA باکتریایی هم تیپ و غیرهم تیپ در ایجاد پاسخ های ایمنی علیه پاستورلا مالتوسیدا در موش های نژاد BALB/c
الموضوعات :
یحیی تهمتن
1
(دانشیار، بخش میکروب شناسی، مؤسسه تحقیقات واکسن و سرم سازی رازی شعبه شیراز، سازمان تحقیق، آموزش و ترویج کشاورزی، شیراز، ایران)
مریم همایون
2
(دانش آموخته دکتری، گروه زیست شناسی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحدعلوم وتحقیقات،تهران، ایران)
محمد کارگر
3
(استاد، گروه میکروبیولوژی، دانشگاه آزاد اسلامی، جهرم، ایران)
الکلمات المفتاحية: واکسن, پاستورلا مالتوسیدا, DNA باکتریایی, اجوانت, DTH, کلرید آهن,
ملخص المقالة :
سابقه و هدف: پاستورلا مالتوسیدا یک پاتوژن اصلی حیوانی عامل ایجاد کننده نمونیا و سپتی سمی هموراژیک در گاو، گوسفند و بز، وبای پرندگان در مرغ و رینیت آتروفیک در خوک و همچنین یک پاتوژن فرصت طلب انسانی است. در این پژوهش، پاسخ های ایمنی هومورال و سلولی و ایمنی محافظتی القا شده توسط واکسن غیرفعال شده با آهن همراه با دو نوع DNA باکتریایی مختلف به عنوان اجوانت مورد بررسی قرار گرفت.مواد و روش‌ها: ابتدا پاستورلا مالتوسیدا بر روی محیط BHI broth کشت داده شد. سپس با استفاده از کلرید آهن غیرفعال گردید. از ژل هیدروکسید آلومینیوم و DNA باکتری های پاستورلا مالتوسیدا نوع A (DNA هم تیپ) و پاستورلا مالتوسیدا نوع B (DNA غیرهم تیپ) به عنوان اجوانت استفاده شد. موش های نژاد BALB/c با دو دوز از واکسن های غیرفعال شده به فاصله 2 هفته ایمن و 4 هفته پس از ایمن سازی دوم (دوز بوستر) چالش گردیدند. سپس عیار آنتی بادی سرم با روش الایزا به صورت هفتگی اندازه گیری شد. پاسخ ایمنی سلولی 28 روز پس از ایمن سازی با استفاده از آزمون DTH و اندازه گیری اینترلوکین 6 و 12 بر روی نمونه های سرم حیوانات هدف ارزیابی گردید.یافته‌ها: نتایج نشان داد که عیار آنتی بادی در گروه های دریافت کننده اجوانت bDNA نسبت به گروه دریافت کننده اجوانت آلوم و گروه های کنترل بالاتر بود. بالاترین سطح آنتی بادی (0.372) از گروه IIA+AbDNA به دست آمد. میزان محافظت در گروه های ایمن شده با اجوانت هم تیپ AbDNA بهتر از سایر گروه ها بود و 100 درصد موش های این گروه پس از چالش زنده ماندند. بالاترین عیار سرمی اینترلوکین های 6 و 12 مربوط به گروه IIA+AbDNA بود.نتیجه گیری: نتایج نشان داد که bDNA یک اجوانت مؤثر است و به دلیل ویژگی تحریک کننده می تواند به عنوان القاکننده پاسخ های ایمنی هومورال و سلولی در تولید واکسن مورد استفاده قرار گیرد. همچنین یافته ها توانایی بهتر bDNA هم تیپ در ایجاد پاسخ های ایمنی را نشان داد.
multocida. Sci World J. 2014; 9(2): 1-7.
2. Shivachandra SB, Kumar A, Yogisharadhya R, Viswas KN. Immunogenicity of highly
conserved recombinant VacJ outer membrane lipoprotein of Pasteurella multocida. Vaccine.
2014; 32(2): 290-296.
3. Wilson BA, Ho M. Pasteurella multocida: from zoonosis to cellular microbiology. Clin
Microbiol Rev. 2013; 26(3): 631-55.
4. Jarvinen LZ, Hogenesch H, Suckow MA, Bowersock TL. Induction of protective immunity in
rabbits by coadministration of inactivated Pasteurella multocida toxin and potassium
thiocyanate extract. Infect Immun. 1998; 66(8): 3788-3795.
5. Lee KE, Jeoung HY, Lee JY, Lee MH, Choi HW, Chang KS. Phenotypic characterization and
random amplified polymorphic DNA (RAPD) analysis of Pasteurella multocida isolated from
Korean pigs. J Vet Med Sci. 2012; 74(5): 567-573.
6. Xie Z, Li H, Chen J, Zhang H-b, Wang Y-Y, Chen Q, Zhao ZZ, Cheng C, Zhang H, Yang
Y, Wang HN, Gao R. Shuffling of pig interleukin-2 gene and its enhancing of immunity in
mice to Pasteurella multocida vaccine. Vaccine. 2007; 25(48): 8163-8171.
7. Dagleish MP, Christopher Hodgson J, Ataei S, Finucane A, Finlayson J, Sales J. Safety and
protective efficacy of intramuscular vaccination with a live aroA derivative of Pasteurella
multocida B:2 against experimental hemorrhagic septicemia in calves. Infect Immu. 2007; 75
(12): 5837-5844.
8. Trevani AS, Chorny A, Salamone G, Vermeulen M, Gamberale R, Schettini J, Raiden S,
Geffner J. Bacterial DNA activates human neutrophils by a CpG-independent pathway. Eur J
Immunol. 2003; 33(11): 3164-3174.
9. Mapletoft JW, Oumouna M, Kovacs-Nolan J, Latimer L, Mutwiri G, Babiuk LA, van Drunen
Littel-van den Hurk S. Intranasal immunization of mice with a formalin-inactivated bovine
respiratory syncytial virus vaccine co-formulated with CpG oligodeoxynucleotides and
polyphosphazenes results in enhanced protection. J Gen Virol. 2008; 89 (Pt 1): 250-260.
10. Tang ML, Lahtinen SJ, Boyle RJ. Probiotics and prebiotics: clinical effects in allergic disease.
Curr Opinion Pediatr. 2010; 22(5): 626-634.
11. Bode C, Zhao G, Steinhagen F, Kinjo T, Klinman DM. CpG DNA as a vaccine adjuvant.
Expert Rev Vaccines. 2011; 10(4): 499-511.
12. Kumar D, Singh A. Salmonella typhimurium grown in iron-rich media, inactivated with ferric
chloride and adjuvanted with homologous bacterial DNA is potent and efficacious vaccine in
mice. Vaccine. 2005; 23(48-49): 5590-5598.
13. Homayoon M, Tahamtan Y, Kargar M, Hosseini SMH, Akhavan SA. Adjuvant activity of
Pasteurella maltocida A strain, Pasteurella maltocida B strain and salmonella typhimurium
bacterial and on cellular responses against Pasteurella maltocida specific strain infectionsin
Balb/C mice. Trop Med Asian Pac J. 2018; 11(5): 336-341.
14. Cheng HR, Jiang N. Extremely rapid extraction of DNA from bacteria and yeasts. Biotechnol
Lett. 2006; 28(1): 55-59.
15. Chaiyotwittayakun A, Burton L, Weber PSD, Kizilkaya K, Cardoso FF, Erskine RJ.
Hyperimmunization of steers with J5 Escherichia coli bacterin: effects on isotype-specific
serum antibody responses and cross reactivity with heterogeneous Gram-negative bacteria. J
Dairy Sci. 2004; 87(10): 3375-3385.
16. Ahmad TA, Rammah SS, Sheweita SA, Haroun M, El-Sayed LH. Development of
immunization trials against Pasteurella multocida. Vaccine. 2014; 32(8): 909-917.
17. Radhi SN. Optimization of heavy metals chlorides resistance by Staphylococcus aureus and its
ability to remove them. Iraqi J Sci. 2012; 53(4): 778-785.
18. Herath C, Kumar P, Singh M, Kumar D, Ramakrishnan S, Goswami TK, Singh A, Ram GC.
Experimental iron-inactivated Pasteurella multocida A: 1 vaccine adjuvanted with bacterial
DNA is safe and protects chickens from fowl cholera. Vaccine. 2010; 28(11): 2284-2289.
19. Homayoon M, Tahamtan Y, Kargar M, Hosseini SMH, Akhavan S.A. Pasteurella multocida
inactivated with ferric chloride and adjuvanted with bacterial DNA is a potent and efficacious
vaccine in Balb/c mice. J Med Microbiol. 2018; 67(9): 1383-1390.
20. Freitas E, Marinho AC, Albuquerque D, Teles L, Sindeaux M, Salles MT, Sousa DC, Lima
MM, Silva MG, Fernandes D. Adjuvant activity of peanut, cottonseed and rice oils on cellular
and humoral response. Vacci Monitor. 2013; 22(1): 4-9.
21. Sayed HE, Ashry E, Ahmad TA. The use of propolis as vaccine’s adjuvant. Vaccine. 2012; 31
(1): 31-39.
22. Wu C, Qin X, Li P, Pan T, Ren W, Li N, Peng Y. Transcriptomic analysis on responses of
murine lungs to Pasteurella multocida infection. Front Cell Infect Microbiol. 2017; 7: 251.
23. Nakae S, Komiyama Y, Nambu A, Sudo K, Iwase M, Homma I, Sekikawa K, Asano M,
Iwakura Y. Antigen-specific T cell sensitization is impaired in IL-17-deficient mice, causing
suppression of allergic cellular and humoral responses. Immunity. 2002; 17(3): 375-387.
24. Al-Samarrae EAA, Al-Shweey SHA. The synergistic effect of BCG and Pasteurella multocida
vaccines in local rabbits. Al-Anbar J Vet Sci. 2012; 5(1): 1-6.
25. Hanagata N. CpG oligodeoxynucleotide nanomedicines for the prophylaxis or treatment of
cancers, infectious diseases, and allergies. Int J Nanomedicine. 2017; 12: 515-531.
26. Hirahara K, Poholek A, Vahedi G, Laurence A, Kanno Y, Milner JD, O'Shea JJ. Mechanisms
underlying helper T-cell plasticity: implications for immune-mediated disease. J Allergy Clin
Immunol. 2013; 131(5): 1276-1287.
27. Okay S, Özcengiz E, Gürsel I, Özcengiz G. Immunogenicity and protective efficacy of the
recombinant Pasteurella lipoprotein E and outer membrane protein H from Pasteurella
multocida A:3 in mice. Res Vet Sci. 2012; 93(3): 1261-1265.
_||_
multocida. Sci World J. 2014; 9(2): 1-7.
2. Shivachandra SB, Kumar A, Yogisharadhya R, Viswas KN. Immunogenicity of highly
conserved recombinant VacJ outer membrane lipoprotein of Pasteurella multocida. Vaccine.
2014; 32(2): 290-296.
3. Wilson BA, Ho M. Pasteurella multocida: from zoonosis to cellular microbiology. Clin
Microbiol Rev. 2013; 26(3): 631-55.
4. Jarvinen LZ, Hogenesch H, Suckow MA, Bowersock TL. Induction of protective immunity in
rabbits by coadministration of inactivated Pasteurella multocida toxin and potassium
thiocyanate extract. Infect Immun. 1998; 66(8): 3788-3795.
5. Lee KE, Jeoung HY, Lee JY, Lee MH, Choi HW, Chang KS. Phenotypic characterization and
random amplified polymorphic DNA (RAPD) analysis of Pasteurella multocida isolated from
Korean pigs. J Vet Med Sci. 2012; 74(5): 567-573.
6. Xie Z, Li H, Chen J, Zhang H-b, Wang Y-Y, Chen Q, Zhao ZZ, Cheng C, Zhang H, Yang
Y, Wang HN, Gao R. Shuffling of pig interleukin-2 gene and its enhancing of immunity in
mice to Pasteurella multocida vaccine. Vaccine. 2007; 25(48): 8163-8171.
7. Dagleish MP, Christopher Hodgson J, Ataei S, Finucane A, Finlayson J, Sales J. Safety and
protective efficacy of intramuscular vaccination with a live aroA derivative of Pasteurella
multocida B:2 against experimental hemorrhagic septicemia in calves. Infect Immu. 2007; 75
(12): 5837-5844.
8. Trevani AS, Chorny A, Salamone G, Vermeulen M, Gamberale R, Schettini J, Raiden S,
Geffner J. Bacterial DNA activates human neutrophils by a CpG-independent pathway. Eur J
Immunol. 2003; 33(11): 3164-3174.
9. Mapletoft JW, Oumouna M, Kovacs-Nolan J, Latimer L, Mutwiri G, Babiuk LA, van Drunen
Littel-van den Hurk S. Intranasal immunization of mice with a formalin-inactivated bovine
respiratory syncytial virus vaccine co-formulated with CpG oligodeoxynucleotides and
polyphosphazenes results in enhanced protection. J Gen Virol. 2008; 89 (Pt 1): 250-260.
10. Tang ML, Lahtinen SJ, Boyle RJ. Probiotics and prebiotics: clinical effects in allergic disease.
Curr Opinion Pediatr. 2010; 22(5): 626-634.
11. Bode C, Zhao G, Steinhagen F, Kinjo T, Klinman DM. CpG DNA as a vaccine adjuvant.
Expert Rev Vaccines. 2011; 10(4): 499-511.
12. Kumar D, Singh A. Salmonella typhimurium grown in iron-rich media, inactivated with ferric
chloride and adjuvanted with homologous bacterial DNA is potent and efficacious vaccine in
mice. Vaccine. 2005; 23(48-49): 5590-5598.
13. Homayoon M, Tahamtan Y, Kargar M, Hosseini SMH, Akhavan SA. Adjuvant activity of
Pasteurella maltocida A strain, Pasteurella maltocida B strain and salmonella typhimurium
bacterial and on cellular responses against Pasteurella maltocida specific strain infectionsin
Balb/C mice. Trop Med Asian Pac J. 2018; 11(5): 336-341.
14. Cheng HR, Jiang N. Extremely rapid extraction of DNA from bacteria and yeasts. Biotechnol
Lett. 2006; 28(1): 55-59.
15. Chaiyotwittayakun A, Burton L, Weber PSD, Kizilkaya K, Cardoso FF, Erskine RJ.
Hyperimmunization of steers with J5 Escherichia coli bacterin: effects on isotype-specific
serum antibody responses and cross reactivity with heterogeneous Gram-negative bacteria. J
Dairy Sci. 2004; 87(10): 3375-3385.
16. Ahmad TA, Rammah SS, Sheweita SA, Haroun M, El-Sayed LH. Development of
immunization trials against Pasteurella multocida. Vaccine. 2014; 32(8): 909-917.
17. Radhi SN. Optimization of heavy metals chlorides resistance by Staphylococcus aureus and its
ability to remove them. Iraqi J Sci. 2012; 53(4): 778-785.
18. Herath C, Kumar P, Singh M, Kumar D, Ramakrishnan S, Goswami TK, Singh A, Ram GC.
Experimental iron-inactivated Pasteurella multocida A: 1 vaccine adjuvanted with bacterial
DNA is safe and protects chickens from fowl cholera. Vaccine. 2010; 28(11): 2284-2289.
19. Homayoon M, Tahamtan Y, Kargar M, Hosseini SMH, Akhavan S.A. Pasteurella multocida
inactivated with ferric chloride and adjuvanted with bacterial DNA is a potent and efficacious
vaccine in Balb/c mice. J Med Microbiol. 2018; 67(9): 1383-1390.
20. Freitas E, Marinho AC, Albuquerque D, Teles L, Sindeaux M, Salles MT, Sousa DC, Lima
MM, Silva MG, Fernandes D. Adjuvant activity of peanut, cottonseed and rice oils on cellular
and humoral response. Vacci Monitor. 2013; 22(1): 4-9.
21. Sayed HE, Ashry E, Ahmad TA. The use of propolis as vaccine’s adjuvant. Vaccine. 2012; 31
(1): 31-39.
22. Wu C, Qin X, Li P, Pan T, Ren W, Li N, Peng Y. Transcriptomic analysis on responses of
murine lungs to Pasteurella multocida infection. Front Cell Infect Microbiol. 2017; 7: 251.
23. Nakae S, Komiyama Y, Nambu A, Sudo K, Iwase M, Homma I, Sekikawa K, Asano M,
Iwakura Y. Antigen-specific T cell sensitization is impaired in IL-17-deficient mice, causing
suppression of allergic cellular and humoral responses. Immunity. 2002; 17(3): 375-387.
24. Al-Samarrae EAA, Al-Shweey SHA. The synergistic effect of BCG and Pasteurella multocida
vaccines in local rabbits. Al-Anbar J Vet Sci. 2012; 5(1): 1-6.
25. Hanagata N. CpG oligodeoxynucleotide nanomedicines for the prophylaxis or treatment of
cancers, infectious diseases, and allergies. Int J Nanomedicine. 2017; 12: 515-531.
26. Hirahara K, Poholek A, Vahedi G, Laurence A, Kanno Y, Milner JD, O'Shea JJ. Mechanisms
underlying helper T-cell plasticity: implications for immune-mediated disease. J Allergy Clin
Immunol. 2013; 131(5): 1276-1287.
27. Okay S, Özcengiz E, Gürsel I, Özcengiz G. Immunogenicity and protective efficacy of the
recombinant Pasteurella lipoprotein E and outer membrane protein H from Pasteurella
multocida A:3 in mice. Res Vet Sci. 2012; 93(3): 1261-1265.
