Πρόσφατες εξελίξεις στην ανακάλυψη αντιγόνου κροτώνων και ανάπτυξη εμβολίου κατά των κροτώνων Μέρος 1

Αφηρημένη:

Τα τσιμπούρια μπορούν να επηρεάσουν σοβαρά την υγεία των ανθρώπων και των ζώων σε όλο τον κόσμο, προκαλώντας σημαντικές οικονομικές απώλειες κάθε χρόνο. Τα χημικά ακαρεοκτόνα χρησιμοποιούνται ευρέως για τον έλεγχο των κροτώνων, τα οποία επηρεάζουν αρνητικά το περιβάλλον και έχουν ως αποτέλεσμα την εμφάνιση πληθυσμών κροτώνων ανθεκτικών στα ακαρεοκτόνα. Ένα εμβόλιο θεωρείται ως μια από τις καλύτερες εναλλακτικές προσεγγίσεις για τον έλεγχο των κροτώνων και των ασθενειών που μεταδίδονται από κρότωνες, καθώς είναι λιγότερο ακριβό και πιο αποτελεσματικό από τους χημικούς ελέγχους. Πολλά εμβόλια που βασίζονται σε αντιγόνα έχουν αναπτυχθεί ως αποτέλεσμα των τρεχουσών προόδων στη μεταγραφική, τη γονιδιωματική και τις πρωτεομικές τεχνικές.

Μερικά από αυτά (π.χ. Gavac® και TickGARD®) είναι εμπορικά διαθέσιμα και χρησιμοποιούνται συνήθως σε διαφορετικές χώρες. Επιπλέον, ένας σημαντικός αριθμός νέων αντιγόνων διερευνάται με την προοπτική ανάπτυξης νέων εμβολίων κατά των κροτώνων.

Ωστόσο, απαιτείται περισσότερη έρευνα για την ανάπτυξη νέων και πιο αποτελεσματικών εμβολίων με βάση το αντιγόνο, συμπεριλαμβανομένης της αξιολόγησης της αποτελεσματικότητας διαφόρων επιτόπων έναντι διαφορετικών ειδών κροτώνων για να επιβεβαιωθεί η διασταυρούμενη αντιδραστικότητα και η υψηλή ανοσογονικότητά τους. Σε αυτή την ανασκόπηση, συζητάμε τις πρόσφατες εξελίξεις στην ανάπτυξη εμβολίων που βασίζονται σε αντιγόνα (παραδοσιακά και βασισμένα σε RNA) και παρέχουμε μια σύντομη επισκόπηση των πρόσφατων ανακαλύψεων νέων αντιγόνων, μαζί με τις πηγές, τα χαρακτηριστικά και τις μεθόδους που χρησιμοποιούνται για τη δοκιμή τους. αποδοτικότητα.

Τα αντιγόνα είναι ουσίες που μπορούν να προκαλέσουν ανοσοαπόκριση, συμπεριλαμβανομένων βακτηρίων, ιών, κυττάρων κ.λπ. Η ανοσία είναι η ικανότητα του σώματος να ανταποκρίνεται σε εξωτερικά αντιγόνα, συμπεριλαμβανομένης της έμφυτης ανοσίας και της επίκτητης ανοσίας. Η σχέση μεταξύ αντιγόνων και ανοσίας είναι στενή και η ανοσία μπορεί να αναγνωρίσει και να επιτεθεί στα αντιγόνα, προστατεύοντας έτσι το σώμα από ασθένειες. Για παράδειγμα, όταν το ανθρώπινο σώμα εκτίθεται σε ένα συγκεκριμένο παθογόνο, το ανοσοποιητικό σύστημα αναγνωρίζει το αντιγόνο και παράγει αντισώματα για να του επιτεθεί για να αποφύγει την ασθένεια. Επομένως, η αλληλεπίδραση μεταξύ αντιγόνων και ανοσίας είναι ένας σημαντικός μηχανισμός για τη διατήρηση της καλής υγείας. Από αυτή την άποψη λοιπόν, πρέπει να προσέχουμε τη βελτίωση του ανοσοποιητικού μας στην καθημερινότητά μας. Το Cistanche έχει σημαντική επίδραση στη βελτίωση της ανοσίας. Το Cistanche είναι πλούσιο σε μια ποικιλία αντιοξειδωτικών ουσιών, όπως βιταμίνη C, βιταμίνη C, καροτενοειδή κ.λπ. Αυτά τα συστατικά μπορούν να καθαρίσουν τις ελεύθερες ρίζες, να μειώσουν το οξειδωτικό στρες και να βελτιώσουν την αντίσταση του ανοσοποιητικού συστήματος.

Κάντε κλικ στο συμπλήρωμα cistanche deserticola

Λέξεις-κλειδιά:

Εμβολιασμοί? υποψήφιοι αντιγόνο; εμβόλιο κατά των κροτώνων? έλεγχος κρότωνα.

1. Εισαγωγή

Τα τσιμπούρια είναι εξωπαράσιτα που προσβάλλουν ανθρώπους και ζώα και ευθύνονται για σημαντικές οικονομικές απώλειες. Είναι οι δεύτεροι πιο σημαντικοί φορείς μετάδοσης ασθενειών στον άνθρωπο μετά τα κουνούπια [1,2]. Είναι επίσης ένας από τους πιο σημαντικούς φορείς για τη μετάδοση ασθενειών που επηρεάζουν την παγκόσμια βιομηχανία βοοειδών και τα κατοικίδια [3-5]. Τα τσιμπούρια έχουν λίγους φυσικούς εχθρούς, γεγονός που καθιστά δύσκολο τον έλεγχο των λοιμώξεων από κρότωνες. Τα χημικά ακαρεοκτόνα ήταν μόνο εν μέρει αποτελεσματικά, με αρκετά μειονεκτήματα που δεν στοχεύουν, συμπεριλαμβανομένης της επιλογής ανθεκτικών στα ακαρεοκτόνα κροτώνων και της μόλυνσης του περιβάλλοντος και των ζωικών προϊόντων με χημικά υπολείμματα [6].

Επιπλέον, για τον έλεγχο των ασθενειών που μεταδίδονται από κρότωνες, ορισμένα εμβόλια βασισμένα σε αντιγόνα χρησιμοποιούνται σε διάφορες χώρες. Ωστόσο, χρειάζονται νέες και πιο αποτελεσματικές προσεγγίσεις, συμπεριλαμβανομένης της ανάπτυξης νέων εμβολίων που στοχεύουν τις προσβολές από κρότωνες και τις λοιμώξεις από παθογόνους παράγοντες [7,8].

Παραδοσιακά, η αρχή «απομόνωση-αδρανοποίηση-ένεση» έπαιξε κρίσιμο ρόλο στον σχεδιασμό και την ανάπτυξη ενός εμβολίου για τον έλεγχο των παρασίτων/παθογόνων παραγόντων. Τα εμβόλια πρώτης γενιάς αποτελούνταν από παθογόνα που ήταν ζωντανά, εξασθενημένα ή σκοτωμένα. Τα εμβόλια δεύτερης γενιάς αποτελούνταν από καθαρισμένα συστατικά παρασίτου/παθογόνου και αναπτύχθηκαν ως αποτέλεσμα της προόδου στην κυτταρική καλλιέργεια, τη χημεία πολυσακχαριτών, την τεχνολογία ανασυνδυασμένου DNA και την ανοσολογία [9,10]. Η πρόοδος της γονιδιωματικής και άλλων «ωμικών» τις τελευταίες δύο δεκαετίες είχε ως αποτέλεσμα την ανάπτυξη μιας «τρίτης γενιάς» εμβολίων, βασισμένων σε τεχνολογίες όπως η λειτουργική ωμική, η αντίστροφη εμβολιολογία και η προσέγγιση της βιολογίας συστημάτων.

Για να ξεπεραστούν οι περιορισμοί των συμβατικών προσεγγίσεων ανάπτυξης εμβολίων, η ανάπτυξη εμβολίων έχει γίνει πιο προσαρμοσμένη, με έμφαση στα τμήματα αντιγόνου που στοχεύουν οι προστατευτικές ανοσολογικές αποκρίσεις [11,12], με μια ευρεία προοπτική του παθογόνου και της αλληλεπίδρασής του με το ανοσοποιητικό σύστημα του ξενιστή [13]. Ως εκ τούτου, η σύγχρονη εμβολιολογία βασίζεται ολοένα και περισσότερο σε νέες ωμικές προσεγγίσεις που χρησιμοποιούν τεχνολογίες αιχμής υψηλής απόδοσης, όπως η γονιδιωματική, η μεταγραφομική και η πρωτεϊνική, μαζί με τις προόδους στη βασική ανοσολογία, τη βιολογία ξενιστή-παθογόνου, την ανοσολογική, την προηγμένη βιοπληροφορική, την υπολογιστική μοντελοποίηση και τη βελτιωμένη κατανόηση και τεχνολογικές καινοτομίες.

Σε σύγκριση με τη χρήση χημικών ουσιών, ο εμβολιασμός είναι μια σοφή επιλογή επειδή είναι περιβαλλοντικά ασφαλής και οικονομικά αποδοτικός ο έλεγχος της μόλυνσης από τσιμπούρια [12,14]. Αν και ο εμβολιασμός είναι μια λογική στρατηγική για τον έλεγχο της μόλυνσης από τσιμπούρια, μόνο λίγα εμβόλια έχουν κυκλοφορήσει στο εμπόριο μέχρι στιγμής, με ελάχιστη ανησυχία για την πρόκληση διασταυρούμενης ανοσίας έναντι των ειδών κροτώνων [15].

Για την ανάπτυξη νέων εμβολίων, είναι σημαντικό να εντοπιστούν και να χαρακτηριστούν νέα υποψήφια αντιγόνα που θα ήταν πιο διατηρημένα και θα έχουν την ικανότητα να επάγουν διασταυρούμενη αντιδραστική ανοσία στο είδος ξενιστή. Ο στόχος αυτής της ανασκόπησης είναι να παράσχει μια επισκόπηση των παραδοσιακών και βασισμένων σε RNA εμβολίων και της δυνατότητας εφαρμογής τους και νέων αντιγόνων που έχουν τη δυνατότητα να αξιοποιηθούν ως υποσχόμενα υποψήφια αντιγόνα για την ανάπτυξη εμβολίων.

2. Ταυτοποίηση αντιγόνων: Ένας οδικός χάρτης για την ανάπτυξη ενός εμβολίου κατά των κροτώνων

Ο προσδιορισμός των αντιγόνων είναι υψίστης σημασίας για την ανάπτυξη ενός εμβολίου κατά των κροτώνων. Είναι σημαντικό να κατανοήσουμε τους μοριακούς μηχανισμούς που σχετίζονται με τις αλληλεπιδράσεις ξενιστή-παράσιτου-παθογόνου για τον εντοπισμό υποψηφίων αντιγόνων που είναι πιθανό να χρησιμεύσουν ως υποψήφιοι/στόχοι για την ανάπτυξη ενός εμβολίου. Το ιδανικό υποψήφιο αντιγόνο προκαλεί μακροχρόνιες και αποτελεσματικές ανοσολογικές αποκρίσεις στον ξενιστή [16,17]. Πολλές μελέτες έχουν διεξαχθεί από τότε που οι Allen και Humphreys δημοσίευσαν τα ευρήματά τους το 1979, χρησιμοποιώντας μια σειρά αντιγόνων, συμπεριλαμβανομένων ολόκληρων ομογενοποιημένων κροτώνων και εσωτερικών οργάνων, για να προκαλέσουν διαφορετικά επίπεδα ανοσίας έναντι των κροτώνων [16].

Αρκετές νέες δυνατότητες έχουν προκύψει για την πρόβλεψη, τον έλεγχο και τον εντοπισμό αντιγόνων που προστατεύουν από τις προσβολές από τσιμπούρια από το Ixodes scapularis, το πρώτο είδος κροτώνων που προσδιορίστηκε η αλληλουχία [18]. Υπάρχουν πλέον πολλές διαθέσιμες βάσεις δεδομένων νουκλεοτιδίων και πρωτεϊνών από διαφορετικούς ιστούς κροτώνων και αναπτυξιακά στάδια, και είναι γνωστή μια μεγάλη ποικιλία ερεθισμάτων που επηρεάζουν τα τσιμπούρια, όπως η σίτιση κροτώνων ή η μόλυνση με παθογόνα [17,19].

Η πιθανότητα επιλογής υποψήφιων προστατευτικών αντιγόνων που προέρχονται από τσιμπούρια για τον έλεγχο της μόλυνσης από τσιμπούρια και της μόλυνσης από παθογόνο έχει επίσης αυξηθεί ως αποτέλεσμα των πρόσφατων προόδων στις τεχνολογίες ωμικής (δηλαδή, μεταγραφική, πρωτεομική και μεταβολομική) [20]. Επιπλέον, η χρήση της αντίστροφης εμβολιολογίας (RV) ή της εμβολιολογίας, επέτρεψε την ανακάλυψη νέων υποψηφίων αντιγόνων εμβολίων [20].

Ως αποτέλεσμα αυτού, οι συνθετικές και ανασυνδυασμένες πρωτεΐνες έχουν αξιολογηθεί και αποδειχθεί ότι μπορούν να επάγουν κάποιο επίπεδο προστατευτικής ανοσίας. Ο σκοπός αυτής της ενότητας είναι να συζητήσει τα υποψήφια αντιγόνα που προέρχονται από διαφορετικούς ιστούς που έχουν ταυτοποιηθεί, αξιολογηθεί για την αποτελεσματικότητά τους και θεωρούνται πιθανοί υποψήφιοι για την ανάπτυξη ενός εμβολίου κατά των κροτώνων, με βάση τη διαθέσιμη βιβλιογραφία (Πίνακας 1 και Φιγούρα 1).

Σχήμα 1. Μια επισκόπηση του σχήματος αξιολόγησης κατανομής και αποτελεσματικότητας των στόχων αντιγόνων εμβολίου κροτώνων για την πρόληψη των προσβολών από κρότωνες και των ασθενειών που μεταδίδονται από κρότωνες.

2.1. Υποψήφιοι αντιγόνο που σχετίζονται με αυγά

Ο κρόκος του αυγού είναι απαραίτητο συστατικό για την ανάπτυξη των κροτώνων, καθώς χρησιμεύει ως δεξαμενή διαφόρων πρωτεϊνών που παίζουν καθοριστικό ρόλο κατά την εμβρυϊκή ανάπτυξη αυτών των αρθρόποδων [21,22]. Όπως και στα έντομα, οι πρωτεΐνες του κρόκου συντίθενται στο λιπώδη σώμα των κροτώνων [21,23]. Η αποικοδόμηση του κρόκου πραγματοποιείται από διάφορα είδη ενζύμων που βρίσκονται στα αυγά. Το Boophilus Yolk pro-Cathepsin (BYC) είναι ένα παράδειγμα πρωτεϊνάσης κρόκου που έχει απομονωθεί από αυγά R. microplus και έχει αναφερθεί ότι εμπλέκεται στη διαδικασία εμβρυογένεσης του κρότωνα.

Συγκεκριμένα, αυτά τα ένζυμα παίζουν βασικό ρόλο στην αποικοδόμηση της βιτελίνης, ενός κύριου πρωτεϊνικού συστατικού του κρόκου αυγού [21]. Το BYC απομονώθηκε για πρώτη φορά από τους da Silva Vaz Jr et al. [24] από αυγά R. microplus και στη συνέχεια εμβολιάστηκε σε βοοειδή για να προσδιοριστεί ο ρόλος του στην επαγωγή της ανοσίας του ξενιστή. Αυτό το ένζυμο βρέθηκε ότι παρέχει μερική προστασία από τα τσιμπούρια και πυροδοτεί μια προστατευτική ανοσοαπόκριση στα βοοειδή, αλλά η αποτελεσματικότητά του ήταν μεταξύ 14 τοις εκατό και 36 τοις εκατό. Μια μεταγενέστερη μελέτη εξέφρασε ανασυνδυασμένη πρωτεΐνη BYC σε ένα προκαρυωτικό σύστημα έκφρασης (Ε. coli).

Είναι ενδιαφέρον ότι η ανασυνδυασμένη πρωτεΐνη έδειξε συνολική υψηλότερη αποτελεσματικότητα (25,24 τοις εκατό) σε σύγκριση με το ένζυμο που απομονώθηκε απευθείας από τον κρόκο αυγού [25,26]. Φάνηκε ότι διάφοροι παράγοντες μπορεί να επηρεάσουν την αποτελεσματικότητα αυτής της πρωτεΐνης, για παράδειγμα, η μέθοδος παρασκευής της πρωτεΐνης BYC μπορεί να επηρεάσει τη δομή της πρωτεΐνης και τελικά τις λειτουργίες της. Επιπλέον, αυτή η παραλλαγή μπορεί επίσης να σχετίζεται με το στέλεχος του κρότωνα ή άλλες πειραματικές συνθήκες [24].

Η Vitellin, μια λιπογλυκοπρωτεΐνη που εμφανίζεται επίσης στον κρόκο του αυγού παρόμοια με άλλες πρωτεΐνες του κρόκου, συντίθεται στα λιπώδη σώματα των αρθροπόδων [27,28]. Στα τσιμπούρια, η βιτελίνη ή οι βιτελογενίνες είναι ζωτικής σημασίας για την ανάπτυξη και την ωοτοκία των αυγών, όπως αποδεικνύεται από τη σίγαση τριών γονιδίων βιτελογενίνης στο H. longicornis [29]. Η πρωτεΐνη Vitellin καθαρίστηκε από αυγά κροτώνων ως ένα μη ομοιοπολικό σύμπλεγμα έξι πολυπεπτιδίων υψηλού μοριακού βάρους (44-107 kDa). Παράλληλα με αυτή τη μελέτη, μια γλυκοπρωτεΐνη 80 kDa (GP80) απομονώθηκε και καθαρίστηκε από προνύμφες R. microplus.

Και οι δύο πρωτεΐνες στη συνέχεια εμβολιάστηκαν για να διερευνηθεί η αποτελεσματικότητά τους. Ο εμβολιασμός Vitellin και GP80 έδειξε συνολική αποτελεσματικότητα 68%, υποδηλώνοντας ότι ένα εμβόλιο που περιέχει και τα δύο αντιγόνα μπορεί να προκαλέσει ανοσοαπόκριση και επίσης να παρέχει μερική προστασία έναντι του R. microplus σε ξενιστές προβάτων [28].

Είναι αξιοσημείωτο ότι όταν το ανασυνδυασμένο hexahis-GP80 (HH-GP80), το οποίο αναδιπλώθηκε λανθασμένα και δεν γλυκοσυλιώθηκε, εγχύθηκε στον ξενιστή υπό τις ίδιες πειραματικές συνθήκες, δεν παρουσίασε καμία αποτελεσματικότητα [28]. Με βάση τα ευρήματα της παραπάνω μελέτης, φαίνεται ότι ο εμβολιασμός βιτελίνης και GP80 μπορεί να προκαλέσει ανοσοαποκρίσεις στα πρόβατα και μπορεί να προστατεύσει εν μέρει τα πρόβατα από το τσιμπούρι B. micro plus. Η σωστή αναδίπλωση του HH-GP80 είναι ζωτικής σημασίας για τη δραστηριότητά του, καθώς οι προστατευτικοί επίτοποι σχετίζονται με την αναδίπλωση της πρωτεΐνης ή/και των ολιγοσακχαριτών που συνδέονται με αυτήν και αυτοί οι επίτοποι είναι απαραίτητοι για τη δραστηριότητά του.

Η ενδοπεπτιδάση της κυστεΐνης αποικοδόμησης Vitellin (VTDCE) είναι ένα άλλο ένζυμο που σχετίζεται με το αυγό που ταυτοποιήθηκε και απομονώθηκε από τους Seixas et al. [30]. Παρόμοια με το BYC, αυτή η ενζυματική πρωτεΐνη δεν συντίθεται στην ωοθήκη του R. microplus και εμπλέκεται στην υδρόλυση βιτελίνης, παρέχοντας έτσι θρεπτικά συστατικά στα αναπτυσσόμενα έμβρυα.

Ωστόσο, και τα δύο ένζυμα βρέθηκαν να ρυθμίζουν την υδρόλυση της βιτελίνης διαφορετικά [30]. Η ίδια ερευνητική ομάδα αργότερα ανέλυσε την καθαρισμένη πρωτεΐνη VTDCE ως αντιγόνο και διαπίστωσε ότι αυτή η πρωτεΐνη παρέχει επίσης μερική προστασία από τα τσιμπούρια, καθώς η ανοσοποίηση των ζώων είχε ως αποτέλεσμα 21 τοις εκατό αποτελεσματικότητα και 17,6 τοις εκατό μείωση του βάρους των γόνιμων αυγών [31]. Οι πρωτεΐνες που σχετίζονται με το αυγό BYC και VTDCE παρείχαν περιορισμένη προστασία στον ξενιστή έναντι της μόλυνσης από κρότωνες και επομένως δεν φαίνεται να είναι κατάλληλα υποψήφια αντιγόνα όταν χρησιμοποιούνται μόνα τους σε ένα εμβόλιο.

2.2. Υποψήφιοι αντιγόνο που σχετίζονται με σιελογόνους αδένες

Τα τσιμπούρια περιέχουν μια πρωτεΐνη που μοιάζει με το ένζυμο μετατροπής της αγγειοτενσίνης που μπορεί να ελέγξει την αρτηριακή πίεση ρυθμίζοντας τον όγκο του υγρού, παρόμοια με το ένζυμο μετατροπής της αγγειοτενσίνης στα θηλαστικά [32,33]. Αυτός ο έλεγχος επιτρέπει στο τσιμπούρι να τρέφεται συνεχώς με το αίμα του ξενιστή. Οι σιελογόνοι αδένες και το μέσο έντερο του τσιμπουριού B. micro plus περιέχουν μια χαμηλής αφθονίας γλυκοπρωτεΐνη, η οποία ονομάζεται Bm91 [32]. Το Bm91 δεν περιλαμβάνεται επί του παρόντος στα εμπορικά εμβόλια κατά των κροτώνων, αλλά θεωρείται ότι είναι υποψήφιο για τον έλεγχο των κροτώνων [34]. Όταν η ανασυνδυασμένη πρωτεΐνη Bm91 αξιολογήθηκε μόνη της υπό συνθήκες πεδίου με φυσική προσβολή από κρότωνες, τα αποτελέσματα ήταν απογοητευτικά, καθώς αυτή η πρωτεΐνη έδειξε μόνο 6 τοις εκατό αποτελεσματικότητα, η οποία φαίνεται ακατάλληλη για την ανάπτυξη ενός εμβολίου για τον έλεγχο των κροτώνων [35].

Ωστόσο, όταν η ανασυνδυασμένη πρωτεΐνη Bm91 που παρήχθη στο E. coli συνδυάστηκε με το Bm86 (ένα υποψήφιο αντιγόνο που χρησιμοποιείται σε εμπορικά εμβόλια) και στη συνέχεια αυτός ο συνδυασμός πρωτεΐνης χρησιμοποιήθηκε ως εμβόλιο, τα αποτελέσματα ήταν πολύ πιο ελπιδοφόρα , δεδομένου ότι η προσθήκη Bm91 ενίσχυσε την αποτελεσματικότητα του αντιγόνου Bm86 [33], υποδηλώνοντας ότι ο συνδυασμός αυτών των δύο πρωτεϊνών (Bm91 και Bm86) φαίνεται να είναι μια αποτελεσματική στρατηγική για την ανάπτυξη ενός νέου αντιγόνου -εμβόλιο κατά των κροτώνων.

Οι αναλύσεις μεταγραφικής και διαφορικής γονιδιακής έκφρασης των σιελογόνων αδένων έχουν δείξει ότι το γονιδίωμα των ειδών κροτώνων (π.χ. R. microplus και Dermacentor andersoni) περιλαμβάνει μια αλληλουχία πρωτεΐνης που ονομάζεται μαστιγόμορφη πρωτεΐνη μεταξιού [36,37]. Ο χαρακτηρισμός της διαφορικής έκφρασης γονιδίου στους σιελογόνους αδένες του R. microplus σε απόκριση στη μόλυνση από A. marginale ανέδειξε τους μοριακούς μηχανισμούς του τρόπου με τον οποίο το τσιμπούρι αλληλεπιδρά με το παθογόνο. Μεταγενέστερες λειτουργικές μελέτες έδειξαν ότι η μαστιγόμορφη πρωτεΐνη μεταξιού (SILK) μπορεί να διαδραματίσει κρίσιμο ρόλο στη μόλυνση και τον πολλαπλασιασμό του A. marginale στα τσιμπούρια. Μια αλληλεπίδραση μεταξύ μορίων που προέρχονται από κρότωνες και παθογόνα εμπλέκονται στον πολλαπλασιασμό του A. marginale στα κύτταρα των σιελογόνων αδένων [36,38].

Μετά από αυτή τη μελέτη, προτάθηκε ότι η μαστιγόμορφη πρωτεΐνη μεταξιού θα μπορούσε να είναι κατάλληλο υποψήφιο αντιγόνο για την ανάπτυξη ενός εμβολίου. Για το σκοπό αυτό, οι Merino et al. [14] παρήγαγε ανασυνδυασμένη μαστιγόμορφη πρωτεΐνη μεταξιού και ανέλυσε την αντιγονική της δράση με ένεση σε βοοειδή ξενιστή. Η ανασυνδυασμένη πρωτεΐνη βρέθηκε να είναι ένας εξαιρετικός υποψήφιος αντιγονικός, καθώς παρείχε 62 τοις εκατό προστασία έναντι της μόλυνσης από κρότωνες και της μόλυνσης που μεταδίδεται από κρότωνες (π.χ. μπαμπέζωση) στα βοοειδή. Ο εμβολιασμός με μαστιγόμορφη πρωτεΐνη μεταξιού μείωσε τον πολλαπλασιασμό του A. marginale στα βοοειδή. Οι ειδικοί για το αντιγόνο τίτλοι αντισωμάτων συσχετίστηκαν με μειωμένες προσβολές από τσιμπούρια και μόλυνση από παθογόνο, υποδεικνύοντας ότι η επίδραση του εμβολίου είναι αποτέλεσμα της απόκρισης αντισωμάτων.

Επιπλέον, η έκφραση των αντιγόνων εμβολίου που κωδικοποιούν γονίδια σε κρότωνες που τρέφονται με βοοειδή επηρεάστηκε επίσης από τον εμβολιασμό και τη συν-μόλυνση με A. marginale και B. bigemina. Έτσι, φαίνεται ότι τα εμβόλια που χρησιμοποιούν πρωτεΐνες κροτώνων που εμπλέκονται στις αλληλεπιδράσεις φορέα-παθογόνου μπορούν να είναι αποτελεσματικά τόσο στον έλεγχο της μόλυνσης από τσιμπούρια όσο και στην πρόληψη της μόλυνσης από παθογόνο ταυτόχρονα [14].

Το Salp15 είναι μια ανοσοκατασταλτική σιελογόνος πρωτεΐνη του I. scapularis με μοριακό βάρος 15 kDa που αναστέλλει την ενεργοποίηση των CD4 συν Τ κυττάρων, τη δραστηριότητα του συμπληρώματος, την παραγωγή κυτοκίνης και τη λειτουργία των δενδριτικών κυττάρων στον ξενιστή [39-41]. Μεταγενέστερες μελέτες διερεύνησαν τον μοριακό μηχανισμό του Salp15. Η πρωτεΐνη της εξωτερικής επιφάνειας, OspC, παράγεται από το B. burgdorferi στην εξωτερική επιφάνεια του κυττάρου. Η παραγωγή σπειροχαιτών (B. burgdorferi spirochetes) στο μέσο έντερο των μολυσμένων κροτώνων ξεκινά όταν τρέφεται με αίμα από τον ξενιστή, το οποίο στη συνέχεια μεταφέρεται στον ξενιστή.

Κατά την έξοδο από τους σιελογόνους αδένες και τη μετάδοση των σπειροχαιτών B. burgdorferi στον ξενιστή, το Salp15 αλληλεπιδρά φυσικά με το OspC στην επιφάνεια των σπειροχαιτών B. burgdorferi, το οποίο διευκολύνει την επιβίωση των σπειροχαιτών, τη μετάδοση του παθογόνου και τη μόλυνση από τον ξενιστή [38,42 ]. Η αλληλεπίδραση Salp15–OspC μπορεί έτσι δυνητικά να αποκρύψει το OspC από την ανοσολογική απόκριση του ξενιστή, έτσι ώστε η σπειροχαίτη να προστατεύεται από την ανοσοαπόκριση [38]. Πρόσφατα, το σύστημα έκφρασης Escherichia coli χρησιμοποιήθηκε για τη σύνθεση της ανασυνδυασμένης πρωτεΐνης Salp15 και το σύστημα βρέθηκε να είναι αποτελεσματικό στην παραγωγή αυτής της πρωτεΐνης σε σημαντική απόδοση με καλή διαλυτότητα. Αυτά τα χαρακτηριστικά της ανασυνδυασμένης πρωτεΐνης Salp15 υποδεικνύουν ότι έχει πρακτική εφαρμογή και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία εμβολίων κατά των κροτώνων [41,43,44].

Οι μεταλλοπρωτεάσες (MPs) είναι πολυλειτουργικές πρωτεΐνες που συμμετέχουν σε μια μεγάλη ποικιλία πολύπλοκων φυσιολογικών και παθολογικών διεργασιών σε ζωντανούς οργανισμούς [45]. Αρκετοί MPs έχουν εντοπιστεί σε διαφορετικά είδη κροτώνων και θεωρούνται κρίσιμοι για τη διατήρηση των λειτουργιών που σχετίζονται με το γεύμα αίματος στα τσιμπούρια [46-49]. Για παράδειγμα, οι σιελογόνοι αδένες των τσιμπουριών ixodid περιέχουν MPs που αναγνωρίζονται ως βασικά βιοενεργά συστατικά σε ζωτικές φυσιολογικές λειτουργίες και επομένως θεωρούνται για χρήση ως πιθανοί στόχοι σε στρατηγικές ελέγχου για την καταπολέμηση αυτών των εκτοπαράσιτων [49]. Για την αξιολόγηση του αντιγονικού δυναμικού των MPs, οι Ali et al. (2015) [50] ενίσχυσε ένα θραύσμα της αλληλουχίας που κωδικοποιεί ένα R. micro plus MP, το εξέφρασε ως ανασυνδυασμένη πρωτεΐνη και χρησιμοποίησε την καθαρή μορφή αυτής της πρωτεΐνης ως αντιγόνο εμβολίου κατά του R. microplus σε βοοειδή [50]. Η ανασυνδυασμένη πρωτεΐνη R. micro plus MP έδειξε συνολική αποτελεσματικότητα 60 τοις εκατό.

Επιπλέον, μείωσε τον αριθμό των τσιμπουριών ταΐσματος, τον αριθμό των αυγών που παράγονται και τον αριθμό των αυγών που εκκολάπτονται, καθιστώντας το [41] ιδανικό υποψήφιο για την ανάπτυξη εμβολίου κατά των κροτώνων [50]. Για περαιτέρω διερεύνηση κατάλληλων υποψηφίων αντιγόνων από το R. microplus, οι Maruyama et al. [51] πραγματοποίησαν μια μελέτη RNA-seq σε σιελογόνους αδένες σε όλα τα στάδια σίτισης του R. microplus και ανίχνευσαν ένα θραύσμα από το μεταγραφικό που ήταν παρόμοιο με το MP (Rm239) μαζί με τρία άλλα γονίδια, συμπεριλαμβανομένων των Rm39, Rm76 και Rm180 . Η εφαρμογή αυτών των πρωτεϊνών ως εμβόλια έδειξε ότι όλες μπορούν να αναστείλουν τις αιμοστατικές αποκρίσεις, να καταστείλουν τις αποκρίσεις αντισωμάτων του ξενιστή και να μειώσουν την ικανότητα του κρότωνα να δεσμεύεται στον ξενιστή χρησιμοποιώντας μια πρωτεΐνη τσιμέντου πλούσια σε γλυκίνη.

Ως εκ τούτου, οι συγγραφείς ανέπτυξαν ένα πολυσυστατικό εμβόλιο κατά των κροτώνων χρησιμοποιώντας αυτούς τους τέσσερις διαφορετικούς τύπους πρωτεϊνών [51]. Η ανοσοποίηση των βοοειδών με αυτό το πολυσυστατικό εμβόλιο οδήγησε σε μείωση της προσβολής του R. microplus κατά 73,2 τοις εκατό, υποδεικνύοντας ότι η σύνθεση ενός εμβολίου πολλαπλών αντιγόνων κατά των κροτώνων μπορεί να είναι πιο αποτελεσματική από τα μονοσυστατικά εμβόλια [51].

Τα ριβοσώματα, που ονομάζονται επίσης εργοστάσια πρωτεϊνών, είναι συστατικά όλων των ζωντανών οργανισμών. Έχει αποδειχθεί ότι η ριβοσωμική πρωτεΐνη P{{0}} παίζει κεντρικό ρόλο στη ρύθμιση της μεταφραστικής δραστηριότητας των ριβοσωμάτων και βοηθά έναν οργανισμό να προσαρμόσει το μεταβολισμό του σε διάφορες περιβαλλοντικές συνθήκες. Ανήκει σε μια ομάδα όξινων πρωτεϊνών που σχηματίζουν μια δομή που μοιάζει με μίσχο στη μεγαλύτερη υπομονάδα ριβοσώματος του ριβοσώματος [52]. Υπάρχουν στοιχεία που δείχνουν ότι το σάλιο των κροτώνων περιέχει ριβοσωμικές πρωτεΐνες που παίζουν ρόλο στην αποφυγή των αμυντικών μηχανισμών του ξενιστή [53-55]. Πρόσφατα αναφέρθηκε ότι τα κουνέλια που εμβολιάστηκαν με ανασυνδυασμένη ριβοσωμική πρωτεΐνη P0 εμφάνισαν ισχυρές χυμικές αποκρίσεις που μείωσαν κυρίως τη τήξη νυμφών και τη θηλυκή αναπαραγωγή. Η πρωτεΐνη επέδειξε 57,5 ​​τοις εκατό προστασία από τις προσβολές του O. erraticus, αλλά δεν παρείχε διασταυρούμενη προστασία από τις προσβολές του αφρικανικού κρότωνα Ornithodoros moubata [56].

Σε μια άλλη μελέτη, οι ερευνητές συνέθεσαν χημικά ένα πεπτίδιο 20 αμινοξέων, το οποίο προήλθε από τη ριβοσωμική πρωτεΐνη P0 των κροτώνων Rhipicephalus, και το συνέδεσαν επιτυχώς με την πρωτεΐνη Keyhole Limpet Hemocyanin (KLH) του Το Megathura crenulate χρησιμεύει ως αντιγόνο κατά του R. microplus, παρουσιάζοντας 96 τοις εκατό αποτελεσματικότητα στα βοοειδή [57]. Σε αυτή τη μελέτη, τα αποτελέσματα πρότειναν ότι το P0 συζευγμένο με KLH είναι ένα εξαιρετικό εμβόλιο. Ωστόσο, η παραγωγή ενός τέτοιου εμβολίου θα είναι δαπανηρή και επομένως μπορεί να μην είναι οικονομικά αποδοτική για τα ζώα. Είναι επομένως απαραίτητο να διεξαχθεί περαιτέρω έρευνα σχετικά με την ανασυνδυασμένη παραγωγή ενός αντιγονικού εμβολίου για να αξιολογηθεί η αποτελεσματικότητά του και να καταστεί η παραγωγή του πιο οικονομικά βιώσιμη.

Αναστολείς πρωτεάσης σερίνης: Απόπειρες απομόνωσης αντιγόνων από είδη κροτώνων έχουν εντοπίσει ορισμένους αναστολείς πρωτεϊνάσης σερίνης (σερπίνες), οι οποίοι φάνηκε να έχουν ικανότητες αντιγόνου. Οι σερπίνες εμπλέκονται σε διάφορες φυσιολογικές δραστηριότητες στα ζώα, ιδιαίτερα στα βοοειδή, όπου επηρεάζουν την πήξη του αίματος, μεταβάλλοντας τον χρόνο προθρομβίνης και ενεργοποιώντας μερικώς τον χρόνο θρομβοπλαστίνης [58-60]. Οι σερπίνες παρεμβαίνουν στο ανοσοποιητικό σύστημα των κροτώνων και έτσι διευκολύνουν την αρχική διαδικασία σίτισης αυτών των παρασίτων [61]. Andreotti et al. [62] απομόνωσαν και ταυτοποίησαν αναστολείς R. micro plus θρυψίνης (BmTIs) από εκχυλίσματα προνυμφών.

Για να αξιολογηθεί η αντιγονική του δράση, τα διασταυρούμενα βοοειδή εμβολιάστηκαν με BmTI, το οποίο βρέθηκε ότι παρεμβαίνει στη μετανάστευση λευκοκυττάρων στη θέση στερέωσης των προνυμφών [63,64]. Ο εμβολιασμός μόσχων με αντιγόνα BmTI μείωσε σημαντικά τους αριθμούς των θηλυκών κροτώνων και το βάρος τους, με αποτέλεσμα 72,8 τοις εκατό αποτελεσματικότητα έναντι του R. microplus. Αυτά τα δεδομένα υποδηλώνουν ότι η ανοσοποίηση BmTI μπορεί να δράσει στην πρώιμη φάση της ανάπτυξης των προνυμφών [65]. Για να διερευνηθεί εάν το κολοβωμένο BmTI μπορεί επίσης να προκαλέσει ανοσοποίηση, το Ν-τελικό θραύσμα του BmTI συντέθηκε και έδειξε χαμηλότερη αποτελεσματικότητα (18,4 τοις εκατό) στα βοοειδή σε σύγκριση με την πρωτεΐνη πλήρους μήκους.

Έτσι, η ανοσοποίηση με τη Ν-τερματική περιοχή δεν είναι επαρκής για τη βελτίωση της επίδρασης των BmTIs στις αλληλεπιδράσεις ξενιστή-παρασίτου [64]. Παρομοίως, όταν οι ανασυνδυασμένοι αναστολείς τρυψίνης προνυμφών R. microplus (rRmLTIs) χρησιμοποιήθηκαν ως δοκιμή εμβολίου, η αποτελεσματικότητα (32 τοις εκατό ) ήταν και πάλι χαμηλή, υποδηλώνοντας ότι τόσο η περικομμένη όσο και η πλήρης ανασυνδυασμένη πρωτεΐνη είναι λιγότερο αποτελεσματικές, πιθανώς λόγω έλλειψης ακριβής αναδίπλωση της πρωτεΐνης in vitro. Συνολικά, αυτά τα αποτελέσματα δείχνουν ότι οι αναστολείς θρυψίνης φαίνονται κατάλληλοι υποψήφιοι για την παραγωγή ενός αποτελεσματικού εμβολίου. Ωστόσο, η μέθοδος παραγωγής τους σε μεγάλη κλίμακα πρέπει να βελτιωθεί για να ενισχυθεί η αποτελεσματικότητά τους [66]. Διάφορες άλλες σερπίνες έχουν αξιολογηθεί ως πιθανά υποψήφια εμβόλια κατά των κροτώνων από διαφορετικά είδη κροτώνων, συμπεριλαμβανομένων των Amblyomma americanum (AAS19), Haemaphysalis longicornis (HLS2), Rhipicephalus (Boophilus) microplus, και ούτω καθεξής. Όλες αυτές οι σερπίνες επέδειξαν μερική προστασία στον ξενιστή. Ωστόσο, το επίπεδο προστασίας μπορεί να ποικίλλει ανάλογα με τα είδη κροτώνων και τον τύπο της σερπίνης [67-69].

Ο συνδυασμός πρωτεϊνών από ένα ή περισσότερα τσιμπούρια σε μια μοναδική πολυπεπτιδική αλυσίδα αντιπροσωπεύει μια ελκυστική στρατηγική εμβολιασμού κατά των κροτώνων. Επομένως, αναστολείς/ή σερπίνες θρυψίνης σε συνδυασμό με ανοσογόνα θραύσματα άλλων πρωτεϊνών κρότωνα μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως κατασκευάσματα πολλαπλών αντιγόνων. Για παράδειγμα, συντέθηκε μια χιμαιρική πρωτεΐνη που περιέχει το ανασυνδυασμένο αντιγόνο Bm86-Campo Grande (BmCG), rRmLTI και την ασταθή στη θερμότητα υπομονάδα εντεροτοξίνης Β από το Escherichia coli (LTB) ως μοριακό ανοσοενισχυτικό. Αυτό το χιμαιρικό αντιγόνο RmLTI-BmCG-LTB είχε 55,6 τοις εκατό αποτελεσματικότητα έναντι του R. microplus στα βοοειδή.

2.3. Υποψήφιοι για αντιγόνο που σχετίζονται με το μέσο έντερο

Οι πρωτεΐνες φερριτίνης είναι σημαντικές για τη φυσιολογική αποθήκευση του σιδήρου σε μη τοξική αλλά βιολογικά διαθέσιμη μορφή. Είναι ζωτικής σημασίας για το μεταβολισμό του σιδήρου από το αίμα που λαμβάνεται κατά τη διάρκεια της σίτισης των κροτώνων [70,71]. Μέχρι στιγμής, έχουν εντοπιστεί και χαρακτηριστεί δύο μόρια φερριτίνης (Φερριτίνη 1 και Φερριτίνη 2). Η φερριτίνη 1 (FER1) βρίσκεται μέσα στα κύτταρα, όπου εμπλέκεται στη φυσιολογική αποθήκευση του σιδήρου.

Για τη Ferritin 2 (FER2), δεν υπάρχουν λειτουργικοί ορθολόγοι στα σπονδυλωτά. Εκφράζεται κυρίως στο έντερο και παίζει κρίσιμο βιολογικό ρόλο στη μεταφορά σιδήρου στους σιελογόνους αδένες και τις ωοθήκες [71]. Η πρωτεΐνη FER2 έχει αναφερθεί σε διάφορα είδη κροτώνων συμπεριλαμβανομένων των D. variabilis, R. microplus, I. ricinus, Haemaphysalis longicornis και I. scapularis [71,72]. Με βάση τις μελέτες απώλειας λειτουργίας του FER2, είναι ένα πολλά υποσχόμενο εμβόλιο, επειδή η καταστολή αυτού του γονιδίου μειώνει την ικανότητα σίτισης των κροτώνων, μειώνει την ωοτοκία και μειώνει την εκκόλαψη των προνυμφών [71].

Εκτός από το FER2, το FER1 έχει αποδειχθεί ως κατάλληλο υποψήφιο αντιγόνο για τον έλεγχο μιας ποικιλίας ειδών κροτώνων. Οι Hajdusek et al. δοκίμασε την ανασυνδυασμένη πρωτεΐνη FER2 του R. microplus (RmFER2) για την ανοσοποίηση βοοειδών και διαπίστωσε ότι το εμβόλιο με βάση το FER{4}}έδειξε συνολική αποτελεσματικότητα 64 τοις εκατό [73]. Παρομοίως, οι ανασυνδυασμένες πρωτεΐνες FER1 και FER2 του H. longicornis έχουν χρησιμοποιηθεί για την ανοσοποίηση κουνελιών. Και οι δύο πρωτεΐνες είναι υψηλά ανοσογόνες και προκαλούν την παραγωγή αντισωμάτων ξενιστή. Η ανοσοποίηση του ξενιστή μείωσε σημαντικά το διογκωμένο βάρος των μολυσμένων κροτώνων και μείωσε τον αριθμό των αυγών και τον αριθμό των κροτώνων με πλήρως εκκολαφθέντα αυγά. Ωστόσο, το ανασυνδυασμένο FER2 προκάλεσε μεγαλύτερη μείωση με υψηλότερη αποτελεσματικότητα (49 τοις εκατό) από το ανασυνδυασμένο FER1 (34 τοις εκατό) [72].

Πιο πρόσφατα, ο Manjunathachar και οι συνεργάτες του [74] ανέφεραν ότι ένα μοσχάρι που εμβολιάστηκε με H. anatolicum FER2, φορέα του αιμορραγικού πυρετού Κριμαίας-Κονγκό, προστατεύτηκε ισχυρά από προσβολές από τσιμπούρια από προνύμφη (51,7%) και ενήλικα (51,2%), όπως καθώς και ενάντια σε κρότωνες με FER2 γκρεμισμένο από το RNAi. Πολλές άλλες πρόσφατες μελέτες έχουν επίσης επιβεβαιώσει ότι το FER2 παρέχει σημαντική προστασία στον ξενιστή έναντι της μόλυνσης από κρότωνες χρησιμοποιώντας μια ανασυνδυασμένη πρωτεΐνη FER2 [75-77]. Ο μοριακός μηχανισμός προστασίας περιλαμβάνει κυρίως την παραγωγή αντισωμάτων anti-FER2 στο σώμα του ξενιστή, τα οποία μεταφέρονται στα είδη κρότωνες κατά τη διάρκεια της διαδικασίας σίτισης και τα αντισώματα anti-FER2 συνδέονται με το FER2 μέσα στα κύτταρα του εντέρου ή στην αιμολέμφο κροτώνων, αποτρέποντας έτσι το FER2. συναρμολόγηση και/ή λειτουργία.

Ανακαλύφθηκε πρόσφατα ότι οι προβλεπόμενες αντιγονικές περιοχές στην πρωτεΐνη FER2 διατηρούνται σε διαφορετικά είδη κροτώνων. Αυτή η πρωτεΐνη μπορεί επομένως να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή εμβολίου για προστασία μεταξύ ειδών [77]. Σε μια πρόσφατη μελέτη, χαρακτηρίστηκαν ορθολόγοι FER2 σε O. moubata (OMFER2) και O. erraticus (OEFer2) και οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι έχουν υψηλή ομοιότητα αλληλουχίας (85,3 τοις εκατό ). Η ανασυνδυασμένη μορφή του O. moubata Fer2 (tOMFER2) μπορεί να προκαλέσει ισχυρές χυμικές αποκρίσεις σε κουνέλια. Ωστόσο, στο O. erraticus, αυτή η πρωτεΐνη δεν παρουσιάζει κανένα προστατευτικό αποτέλεσμα, παρά την υψηλή ομοιότητα αλληλουχίας, η οποία υποδηλώνει ότι μια μικρή διαφορά στις αλληλουχίες τους μπορεί να καθορίσει εάν έχουν προστατευτική δράση ή όχι. Παρόλα αυτά, τα αποτελέσματα αυτής της μελέτης επιβεβαιώνουν ότι το OMFER2 έχει τη δυνατότητα να χρησιμεύσει ως υποψήφιο αντιγόνο για εμβόλια [78].

Το TROSPA είναι ένας υποδοχέας κροτώνων που απαιτείται για τον αποικισμό σπειροχαιτίδων στο I. scapularis. Η πρωτεΐνη Α της εξωτερικής επιφάνειας B. burgdorferi (OspA) παράγεται σε αφθονία σε αυτές τις σπειροχαίτες και είναι κρίσιμη για την προσκόλληση στον φορέα μέσω ειδικής σύνδεσης με το TROSPA [79,80]. Σε διαφορετικά είδη κροτώνων, συμπεριλαμβανομένων των R. microplus, I. scapulars και R. annulatus, το TROSPA μπορεί να παίζει ρόλο στους μηχανισμούς μόλυνσης και στον πολλαπλασιασμό των παθογόνων της Babesia. Επιπλέον, οι πρωτεΐνες της εξωτερικής επιφάνειας OspA και OspB εκφράζονται όταν οι σπειροχαίτες εισέρχονται και διαμένουν στα τσιμπούρια [81]. Ωστόσο, η έκφρασή τους καταστέλλεται κατά τη μετάδοση στον ξενιστή, ενώ οι εκφράσεις των OspC και bba52 ρυθμίζονται προς τα πάνω. Το BBA52, μαζί με την πρωτεΐνη OspC του borrelial, έχει συμπληρωματικούς αλλά μη ουσιώδεις ρόλους στη διαδικασία μετάδοσης, καθώς όλα αυτά τα αντιγόνα εντοπίζονται στην εξωτερική μεμβράνη και συνεκφράζονται στα τροφικά τσιμπούρια [82-84].

Η βιολογική λειτουργία του υποδοχέα είναι άγνωστη, αλλά η δέσμευση του OspA με το TROSPA είναι απαραίτητη για τα τσιμπούρια ώστε το βακτήριο B. burgdorferi να αποικίσει το έντερο του κρότωνα, το οποίο υποστηρίζει τη βακτηριακή μόλυνση στον φορέα [79]. Η μόλυνση του B. burgdorferi προκαλεί την παραγωγή συγκεκριμένων γονιδίων κροτώνων (TROSPA και salp15), τα οποία μπορούν να στοχευθούν στην αναστολή της μετάδοσης των σπειροχαιτών Borrelia και άλλων μικροβίων που μεταδίδονται από τους κρότωνες [80,85]. Ο αποκλεισμός του TROSPA με αντιορούς TROSPA ή μέσω RNAi μειώνει την προσκόλληση του B. burgdorferi στο έντερο του I. scapulars και έτσι μειώνει τον βακτηριακό αποικισμό του φορέα και την πιθανή μετάδοση του παθογόνου στον ξενιστή [79]. Ως αποτέλεσμα αυτής της αλληλεπίδρασης, το ανασυνδυασμένο TROSPA αναλύθηκε σε βοοειδή ως εμβόλιο αντιγόνου για τον έλεγχο της μόλυνσης από κρότωνες και της μετάδοσης παθογόνων, αλλά δεν επηρέασε τη διατροφή ή τη γονιμότητα των κροτώνων [14].

Οι ακουαπορίνες (AQPs) ή τα διαμεμβρανικά κανάλια νερού παίζουν σημαντικό ρόλο στην ομοιόσταση και την κρυοπροστασία του νερού [86,87]. Είναι εξελικτικά εξαιρετικά συντηρημένα μέλη μιας μεγαλύτερης οικογένειας μεγάλων εγγενών πρωτεϊνών. Σχηματίζουν πόρους στην κυτταρική μεμβράνη που μεταφέρουν νερό ή άλλες διαλυμένες ουσίες [86,88,89]. Εκτός από τη μεταφορά νερού και μικρών ουδέτερων διαλυμένων ουσιών, τα AQPs εμπλέκονται σε πολυάριθμες φυσιολογικές διεργασίες [90].

Στα τσιμπούρια, AQPs έχουν αναφερθεί στην πεπτική οδό, στα Malpighian σωληνάρια και επίσης σε σιελογόνους αδένες [91]. Τα AQPs μειώνουν τον όγκο του αίματος του ξενιστή στα έντερα των κροτώνων, μια σημαντική φυσιολογική λειτουργία αφού τα τσιμπούρια καταπίνουν μεγάλους όγκους αίματος σε σχέση με το μέγεθος και το βάρος τους [62]. Ένα θραύσμα μιας ακουαπορίνης από θηλυκά R. micro συν διογκωμένα έχει απομονωθεί και στη συνέχεια παράγεται με ανασυνδυασμό και χαρακτηρίζεται ως εμβόλιο RmAQP1 [62]. Αυτό το εμβόλιο δοκιμάστηκε σε δύο δοκιμές σε βοοειδή για αποτελεσματικότητα έναντι του R. microplus, αποδεικνύοντας αποτελεσματικότητα 68 τοις εκατό και 75 τοις εκατό. Αυτό υποδηλώνει ότι το RmAQP1 μπορεί να είναι ένα πιθανό αντιγόνο εμβολίου [62] και ότι οι ακουαπορίνες μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε εμβόλια κατά των κροτώνων [62]. Σε μια πρόσφατη μελέτη για το RmAQP2 του ίδιου είδους, αποδείχθηκε ότι τα βοοειδή που εμβολιάστηκαν με το συνθετικό πεπτίδιο των εξωκυτταρικών περιοχών του RmAQP2 μπόρεσαν να μειώσουν τον αριθμό των κροτώνων που τρέφονται μέχρι την αναπλήρωση κατά 25 τοις εκατό συνολικά, υποδηλώνοντας ότι αυτός ο στόχος (RmAQP2) μπορεί να είναι ένα χρήσιμο συστατικό ενός κοκτέιλ εμβολίου κατά των τσιμπημάτων από τσιμπούρια [92].

Μια άλλη μελέτη για το I. ricinus επιβεβαίωσε την αποτελεσματικότητα των αντιγόνων τσιμπουριού AQP για τον έλεγχο των προσβολών από τσιμπούρια, δείχνοντας την επίδραση του εμβολιασμού IrAQP και CoAQP στις προνύμφες κροτώνων I. ricinus σε κουνέλια. Η αποτελεσματικότητα του εμβολίου που περιέχει τη διατηρημένη περιοχή AQP που υπάρχει στο αντιγόνο CoAQP ήταν υψηλότερη από αυτή του εμβολίου IrAQP [93]. Επιπλέον, ο εμβολιασμός με συνθετικά ανοσογόνα πεπτίδια που προέρχονται από Ornithodoros erraticus AQPs (OeAQP και OeAQP1) παρείχε σημαντική προστασία στα βοοειδή από το ομόλογο είδος O. erraticus, αλλά η προστασία μεταξύ των ειδών έναντι του Ornithodoros moubata ήταν χαμηλότερη [94]. Επιπλέον, ορισμένες άλλες μελέτες έχουν επίσης εντοπίσει AQP από διαφορετικά είδη, συμπεριλαμβανομένων των κροτώνων O. moubata και Ixodid, με αναλύσεις βιοπληροφορικής που υποδηλώνουν ότι αυτά τα AQPs έχουν καλή δυνατότητα να χρησιμοποιηθούν ως εμβόλιο. Επομένως, απαιτούνται περαιτέρω πειραματικά στοιχεία για να επιβεβαιωθεί το δυναμικό αντιγόνου αυτών των AQP [95,96].

Το I. ricinus είναι ένα από τα είδη τσιμπουριών που ευθύνονται για τον αυξανόμενο επιπολασμό ασθενειών που μεταδίδονται από κρότωνες σε ζώα συντροφιάς στην Ευρώπη [4]. Η επίδραση των εμβολίων με βάση το AQP στην προσβολή και τη τήξη προνυμφών I. ricinus θα μπορούσε να οδηγήσει σε μείωση των προσβολών από κρότωνες σε εμβολιασμένα ζώα και υποστηρίζει ότι το CoAQP μπορεί να είναι υποψήφιο προστατευτικό αντιγόνο για τον έλεγχο διαφορετικών ειδών κροτώνων που τρέφονται με τον ίδιο ξενιστή.

Μια μελέτη που χρησιμοποιεί ανοσοποίηση βιβλιοθήκης έκφρασης έναντι ενός μοντέλου ποντικού με προσβολές από κρότωνες έδειξε ότι η πρωτεΐνη 4D8, που αργότερα ονομάστηκε υπομίσθωση (SUB), είναι ένα πιθανό αντιγόνο που θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ως εμβόλιο κατά του I. scapularis [97]. Βρέθηκε ότι οι αλληλουχίες του γονιδίου και της πρωτεΐνης του SUB διατηρούνται σε ασπόνδυλα και σπονδυλωτά. Επιπλέον, αυτό το γονίδιο έχει ταυτοποιηθεί και χαρακτηριστεί σε διαφορετικά είδη κροτώνων και βρέθηκε ότι εκφράζεται σε διαφορετικά αναπτυξιακά στάδια και σε διαφορετικούς ιστούς ενηλίκων κροτώνων [98]. Λόγω της ευρείας κατανομής του SUB, προτάθηκε να είναι ένα καλό υποψήφιο εμβόλιο αντιγόνου. Το δυναμικό αντιγόνου του SUB έχει προηγουμένως διερευνηθεί σε βοοειδή που χρησιμοποιούν ανασυνδυασμένες πρωτεΐνες και βρέθηκε ότι το SUB μπορεί να προστατεύσει (51 τοις εκατό αποτελεσματικότητα) από τα τσιμπούρια.

Επιπλέον, ένας συνδυασμός εμβολιασμού SUB και αυτοκτόνου ελέγχου με τσιμπούρια μετά την καταστροφή του γονιδίου SUB σε κρότωνες που τρέφονταν με βοοειδή για τον έλεγχο του R. microplus, πέτυχε 75 τοις εκατό αποτελεσματικότητα μετά τη θεραπεία [99,100]. Επιπλέον, ο Shakya και οι συνεργάτες του παρήγαγαν ανασυνδυασμένο SUB του R. microplus και χρησιμοποίησαν αυτή την ανασυνδυασμένη πρωτεΐνη για την ανοσοποίηση βοοειδών. Αυτά τα μηρυκαστικά στη συνέχεια προκλήθηκαν με προνύμφες R. microplus. Επιπλέον, αξιολογήθηκε η αποτελεσματικότητα αυτής της πρωτεΐνης έναντι ενός άλλου γεωγραφικά διαφορετικού στελέχους κροτώνων. Η αποτελεσματικότητα του ανασυνδυασμένου SUB κυμαινόταν από 32,7 τοις εκατό έως 44,1 τοις εκατό και έδειξε υψηλή ομολογία αλληλουχίας μεταξύ στελεχών κρότωνες από το Μεξικό και την Ινδία [101]. Σε μια άλλη μελέτη, το ανασυνδυασμένο SUB συντέθηκε ως χιμαιρική πρωτεΐνη με MSP1a και στη συνέχεια εφαρμόστηκε σε βοοειδή για τον έλεγχο του R. microplus.

Παραδόξως, αυτή η χιμαιρική πρωτεΐνη επέδειξε 81 τοις εκατό αποτελεσματικότητα [102]. Ως αποτέλεσμα των επιτυχημένων και πολλά υποσχόμενων αποτελεσμάτων της εφαρμογής SUB, ο συνδυασμός αυτού του αντιγόνου με το Bm86 δοκιμάστηκε και υποτέθηκε ότι έδωσε καλύτερα αποτελέσματα, αλλά η συνολική αποτελεσματικότητα δεν υποστήριξε τη χρήση αυτού του συνδυασμού ως εμβολίου. Αν και έχει αποδειχθεί ότι ενεργοποιούνται υψηλά επίπεδα ειδικών αντισωμάτων για κάθε αντιγόνο όταν χορηγούνται δύο αντιγόνα ταυτόχρονα, διαχωρίζονται σε διαφορετικά σκευάσματα και χρησιμοποιούνται σε διαφορετικές θέσεις εμβολιασμού στο ζώο [103,104].

Παλαιότερα γνωστές ως λιγδίνες, οι S-τρανσφεράσες της γλουταθειόνης (GSTs) σχηματίζουν μια οικογένεια πολυλειτουργικών πρωτεϊνών ευρέως κατανεμημένων στο ζωικό βασίλειο. Αυτές οι ενζυματικές πρωτεΐνες παίζουν ρόλο στην ενδοκυτταρική μεταφορά, την πέψη, την παραγωγή προσταγλανδινών, την αποτοξίνωση τόσο των ενδογενών όσο και των εξωγενών ουσιών και την άμυνα έναντι του οξειδωτικού στρες. Τα επίπεδα έκφρασης GST αυξάνονται στους οργανισμούς όταν εκτίθενται σε εντομοκτόνα και ακαρεοκτόνα [105]. Ένας ορός κουνελιού που περιέχει πολυκλωνικά αντισώματα κατά της GST από το R. microplus αντέδρασε με το ανασυνδυασμένο GST του H. longicornis και του R. appendiculatus, υποδηλώνοντας ότι τα GST κροτώνων θα μπορούσαν να αποτελούν συστατικό ενός καθολικού εμβολίου που προστατεύει από περισσότερα από ένα είδη κροτώνων [106] .

Με βάση αυτήν την προκαταρκτική μελέτη, ο Parizi και οι συνεργάτες του (2011) απομόνωσαν το GST από το H. longicornis και παρήγαγαν ανασυνδυασμένο GST και το χρησιμοποίησαν για να εμβολιάσουν τα βοοειδή κατά του R. microplus [107]. Αυτό προστατεύει τα βοοειδή από το R. micro plus με αποτελεσματικότητα 57 τοις εκατό. Η ανασυνδυασμένη πρωτεΐνη GST παρείχε μερική διασταυρούμενη προστατευτική ανοσία στον ξενιστή, υποδηλώνοντας ότι η πρωτεϊνική προστατευτική ικανότητα της GST δεν είναι επαρκής, και έτσι η χρήση αυτής της πρωτεΐνης σε ένα εμβόλιο ενός αντιγόνου φαίνεται να μην είναι αποτελεσματική στην πρόληψη της μόλυνσης από κρότωνες 107].

For more information:1950477648nn@gmail.com