Published June 29, 2017
| Version v1
Publication
Open
Immunization with Toxoplasma gondii GRA17 Deletion Mutant Induces Partial Protection and Survival in Challenged Mice
Creators
- 1. Lanzhou Veterinary Research Institute
- 2. Chinese Academy of Agricultural Sciences
- 3. University of Nottingham
- 4. Shandong Agricultural University
Description
Toxoplasmosis remains a world-threatening disease largely because of the lack of a fully effective vaccine. Here, we created a ΔGRA17 mutant by disrupting the virulence factor GRA17 using CRISPR-Cas9 method. Then, we tested whether ΔGRA17 tachyzoites can be used as a live-attenuated vaccine against acute, chronic, and congenital Toxoplasma gondii infection in mice. Immune response evoked by ΔGRA17 immunization suggested a sequential Th1 and Th2 T cell response, indicated by high levels of Th1 and a mixed Th1/Th2 cytokines at 28 and 70 days after immunization, respectively. ΔGRA17-mediated immunity fully protected mice against lethal infection with wild-type (wt) RH strain, heterologous challenge with PYS, and TgC7 strains of the Chinese ToxoDB#9 genotype, and T. gondii Pru strain. Although parasite cysts were detected in 8 out of 10 immunized mice, cyst burden in the brain was significantly reduced (P < 0.05) in immunized mice (53 ± 15 cysts/brain) compared to non-immunized mice (4,296 ± 687 cysts/brain). In respect to congenital infection, the litter size, survival rate, and body weight (BW) of pups born to ΔGRA17-immunized dams were not different compared to pups born to naïve control dams (P = 0.24). However, a marked reduction in the litter size (P < 0.001), survival rate, and BW (P < 0.01) of pups born to non-immunized and infected dams was detected. Also, immunized dams infected with type II Pru strain had significantly (P < 0.001) less cyst burden in the brain compared with non-immunized and infected dams. These findings show that immunization with ΔGRA17 strain evokes cell-mediated and neutralizing antibody responses and confers some degree of protection against challenge with homologous and heterologous virulent T. gondii strains.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
لا يزال داء المقوسات مرضًا يهدد العالم إلى حد كبير بسبب عدم وجود لقاح فعال تمامًا. هنا، أنشأنا متحولة ΔGRA17 عن طريق تعطيل عامل الفوعة GRA17 باستخدام طريقة كريسبر- كاس9. بعد ذلك، اختبرنا ما إذا كان يمكن استخدام تاشيزويتيس ΔGRA17 كلقاح حي موهن ضد عدوى التوكسوبلازما الغوندي الحادة والمزمنة والخلقية في الفئران. تشير الاستجابة المناعية التي أثارها تحصين ΔGRA 17 إلى استجابة متسلسلة للخلايا التائية Th1 و Th2، والتي تشير إليها مستويات عالية من Th1 وسيتوكينات Th1/Th2 المختلطة في 28 و 70 يومًا بعد التحصين، على التوالي. تحمي المناعة بوساطة ΔGRA17 الفئران بشكل كامل من العدوى القاتلة بسلالة RH من النوع البري (بالوزن)، والتحدي غير المتجانس مع PYs، وسلالات TgC7 من النمط الجيني ToxoDB #9 الصيني، وسلالة T. gondii Pru. على الرغم من اكتشاف الخراجات الطفيلية في 8 من أصل 10 فئران محصنة، فقد انخفض عبء الكيس في الدماغ بشكل كبير (P < 0.05) في الفئران المحصنة (53 ± 15 كيس/دماغ) مقارنة بالفئران غير المحصنة (4296 ± 687 كيس/دماغ). فيما يتعلق بالعدوى الخلقية، لم يختلف حجم القمامة ومعدل البقاء على قيد الحياة ووزن الجسم (BW) للجراء المولودة لسدود محصنة بـ ΔGRA 17 مقارنة بالجراء المولودة لسدود التحكم الساذجة (P = 0.24). ومع ذلك، تم الكشف عن انخفاض ملحوظ في حجم القمامة (P < 0.001)، ومعدل البقاء على قيد الحياة، والأسلحة البيولوجية (P < 0.01) من الجراء المولودة لسدود غير محصنة ومصابة. كما أن السدود المحصنة المصابة بسلالة برو من النوع الثاني كان لها عبء كيس أقل بكثير (P < 0.001) في الدماغ مقارنة بالسدود غير المحصنة والمصابة. تظهر هذه النتائج أن التحصين بسلالة ΔGRA 17 يستحضر استجابات الجسم المضاد بوساطة الخلية وتحييدها ويمنح درجة من الحماية ضد التحدي بسلالات T. gondii الخبيثة المتماثلة وغير المتجانسة.Translated Description (French)
La toxoplasmose reste une maladie mondiale en grande partie en raison de l'absence d'un vaccin pleinement efficace. Ici, nous avons créé un mutant ΔGRA17 en perturbant le facteur de virulence GRA17 en utilisant la méthode CRISPR-Cas9. Ensuite, nous avons testé si les tachyzoïtes ΔGRA17 peuvent être utilisés comme vaccin atténué vivant contre l'infection aiguë, chronique et congénitale à Toxoplasma gondii chez la souris. La réponse immunitaire évoquée par l'immunisation ΔGRA17 suggérait une réponse séquentielle des lymphocytes T Th1 et Th2, indiquée par des taux élevés de Th1 et un mélange de cytokines Th1/Th2 à 28 et 70 jours après l'immunisation, respectivement. L'immunité médiée par ΔGRA17 protégeait entièrement les souris contre l'infection létale par la souche RH de type sauvage (wt), LA provocation hétérologue par les PY et les souches TgC7 du génotype chinois ToxoDB #9 et la souche T. gondii Pru. Bien que des kystes parasites aient été détectés chez 8 souris immunisées sur 10, la charge de kystes dans le cerveau était significativement réduite (P < 0,05) chez les souris immunisées (53 ± 15 kystes/cerveau) par rapport aux souris non immunisées (4 296 ± 687 kystes/cerveau). En ce qui concerne l'infection congénitale, la taille de la portée, le taux de survie et le poids corporel (PB) des chiots nés de mères immunisées par ΔGRA17 n'étaient pas différents de ceux des chiots nés de mères témoins naïves (P = 0,24). Cependant, une réduction marquée de la taille de la portée (P < 0,001), du taux de survie et du poids corporel (P < 0,01) des chiots nés de mères non immunisées et infectées a été détectée. De plus, les mères immunisées infectées par la souche Pru de type II avaient significativement (P < 0,001) moins de charge de kystes dans le cerveau que les mères non immunisées et infectées. Ces résultats montrent que l'immunisation avec la souche ΔGRA17 évoque des réponses en anticorps à médiation cellulaire et neutralisantes et confère un certain degré de protection contre la provocation avec des souches virulentes homologues et hétérologues de T. gondii.Translated Description (Spanish)
La toxoplasmosis sigue siendo una enfermedad que amenaza al mundo en gran parte debido a la falta de una vacuna totalmente eficaz. Aquí, creamos un mutante ΔGRA17 alterando el factor de virulencia GRA17 utilizando el método CRISPR-Cas9. Luego, probamos si los taquizoitos ΔGRA17 se pueden usar como una vacuna viva atenuada contra la infección aguda, crónica y congénita por Toxoplasma gondii en ratones. La respuesta inmunitaria provocada por la inmunización con ΔGRA17 sugirió una respuesta secuencial de linfocitos T Th1 y Th2, indicada por altos niveles de citocinas Th1 y Th1/Th2 mixtas a los 28 y 70 días después de la inmunización, respectivamente. La inmunidad mediada por ΔGRA17 protegió completamente a los ratones contra la infección letal con la cepa RH de tipo salvaje (wt), la exposición heteróloga con PY y las cepas TgC7 del genotipo ToxoDB #9 chino y la cepa Pru de T. gondii. Aunque se detectaron quistes parasitarios en 8 de cada 10 ratones inmunizados, la carga de quistes en el cerebro se redujo significativamente (P < 0.05) en ratones inmunizados (53 ± 15 quistes/cerebro) en comparación con ratones no inmunizados (4,296 ± 687 quistes/cerebro). Con respecto a la infección congénita, el tamaño de la camada, la tasa de supervivencia y el peso corporal (BW) de las crías nacidas de madres inmunizadas con ΔGRA17 no fueron diferentes en comparación con las crías nacidas de madres de control sin tratamiento previo (P = 0.24). Sin embargo, se detectó una marcada reducción en el tamaño de la camada (P < 0,001), la tasa de supervivencia y el peso corporal (P < 0,01) de las crías nacidas de madres no inmunizadas e infectadas. Además, las madres inmunizadas infectadas con la cepa Pru tipo II tenían significativamente (P < 0,001) menos carga de quistes en el cerebro en comparación con las madres no inmunizadas e infectadas. Estos hallazgos muestran que la inmunización con la cepa ΔGRA17 evoca respuestas de anticuerpos neutralizantes y mediadas por células y confiere cierto grado de protección contra la exposición a cepas de T. gondii virulentas homólogas y heterólogas.Files
pdf.pdf
Files
(3.1 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:7cf3e0bc5707f443dfba48c05ae6e8b2
|
3.1 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- التحصين بالمقوسات الغوندية GRA17 حذف المسخ يحفز الحماية الجزئية والبقاء على قيد الحياة في الفئران التي تواجه تحديات
- Translated title (French)
- La vaccination avec le mutant de délétion GRA17 de Toxoplasma gondii induit une protection et une survie partielles chez les souris en difficulté
- Translated title (Spanish)
- La inmunización con el mutante de eliminación de Toxoplasma gondii GRA17 induce protección parcial y supervivencia en ratones desafiados
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2725797872
- DOI
- 10.3389/fimmu.2017.00730
References
- https://openalex.org/W133592329
- https://openalex.org/W1481682126
- https://openalex.org/W1496007453
- https://openalex.org/W1838176284
- https://openalex.org/W1839908970
- https://openalex.org/W1893249709
- https://openalex.org/W1938629780
- https://openalex.org/W1952642745
- https://openalex.org/W1964886689
- https://openalex.org/W1982070034
- https://openalex.org/W1982672296
- https://openalex.org/W1997708886
- https://openalex.org/W2018284639
- https://openalex.org/W2030741795
- https://openalex.org/W2031029755
- https://openalex.org/W2031525253
- https://openalex.org/W2038982445
- https://openalex.org/W2048174496
- https://openalex.org/W2049690265
- https://openalex.org/W2054517109
- https://openalex.org/W2055922898
- https://openalex.org/W2060667154
- https://openalex.org/W2081360252
- https://openalex.org/W2085601129
- https://openalex.org/W2088209890
- https://openalex.org/W2090868956
- https://openalex.org/W2096051519
- https://openalex.org/W2107708892
- https://openalex.org/W2109720288
- https://openalex.org/W2111706317
- https://openalex.org/W2114804031
- https://openalex.org/W2114910383
- https://openalex.org/W2124445355
- https://openalex.org/W2134241750
- https://openalex.org/W2144848906
- https://openalex.org/W2152283755
- https://openalex.org/W2153032016
- https://openalex.org/W2160583960
- https://openalex.org/W2164412635
- https://openalex.org/W2166410180
- https://openalex.org/W2168387989
- https://openalex.org/W2172202097
- https://openalex.org/W2179543431
- https://openalex.org/W2279672789
- https://openalex.org/W2392391520
- https://openalex.org/W2396766738
- https://openalex.org/W2418797430
- https://openalex.org/W2523106441
- https://openalex.org/W2581520581
- https://openalex.org/W4211140781
- https://openalex.org/W4232805347