Published October 11, 2017 | Version v1
Publication Open

Vaccine Containing the Three Allelic Variants of the Plasmodium vivax Circumsporozoite Antigen Induces Protection in Mice after Challenge with a Transgenic Rodent Malaria Parasite

  • 1. Universidade Federal de São Paulo
  • 2. Universidade de São Paulo
  • 3. Institut Pasteur
  • 4. University of Oxford
  • 5. Mahidol Oxford Tropical Medicine Research Unit
  • 6. Shoklo Malaria Research Unit
  • 7. Mahidol University
  • 8. Agency for Science, Technology and Research
  • 9. Singapore Immunology Network
  • 10. New York University
  • 11. University School

Description

Plasmodium vivax is the most common species that cause malaria outside of the African continent. The development of an efficacious vaccine would contribute greatly to control malaria. Recently, using bacterial and adenoviral recombinant proteins based on the P. vivax circumsporozoite protein (CSP), we demonstrated the possibility of eliciting strong antibody-mediated immune responses to each of the three allelic forms of P. vivax CSP (PvCSP). In the present study, recombinant proteins representing the PvCSP alleles (VK210, VK247, and P. vivax-like), as well as a hybrid polypeptide, named PvCSP-All epitopes, were generated. This hybrid containing the conserved C-terminal of the PvCSP and the three variant repeat domains in tandem were successfully produced in the yeast Pichia pastoris. After purification and biochemical characterization, they were used for the experimental immunization of C57BL/6 mice in a vaccine formulation containing the adjuvant Poly(I:C). Immunization with a recombinant protein expressing all three different allelic forms in fusion elicited high IgG antibody titers reacting with all three different allelic variants of PvCSP. The antibodies targeted both the C-terminal and repeat domains of PvCSP and recognized the native protein on the surface of P. vivax sporozoites. More importantly, mice that received the vaccine formulation were protected after challenge with chimeric Plasmodium berghei sporozoites expressing CSP repeats of P. vivax sporozoites (Pb/PvVK210). Our results suggest that it is possible to elicit protective immunity against one of the most common PvCSP alleles using soluble recombinant proteins expressed by P. pastoris. These recombinant proteins are promising candidates for clinical trials aiming to develop a multiallele vaccine against P. vivax malaria.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

المتصورة النشيطة هي أكثر الأنواع شيوعًا التي تسبب الملاريا خارج القارة الأفريقية. من شأن تطوير لقاح فعال أن يساهم بشكل كبير في مكافحة الملاريا. في الآونة الأخيرة، باستخدام البروتينات المؤتلفة البكتيرية والفيروسية الغدية القائمة على بروتين P. vivax circumsporozoite (CSP)، أظهرنا إمكانية إثارة استجابات مناعية قوية بوساطة الأجسام المضادة لكل من الأشكال الأليلية الثلاثة لـ P. vivax CSP (PvCSP). في الدراسة الحالية، تم توليد البروتينات المؤتلفة التي تمثل أليلات PvCSP (VK210، VK247، و P. vivax - like)، بالإضافة إلى بولي ببتيد هجين، يسمى PvCSP - All epitopes. تم إنتاج هذا الهجين الذي يحتوي على الطرف C المحفوظ من PvCSP ونطاقات التكرار الثلاثة المتغيرة جنبًا إلى جنب بنجاح في خميرة Pichia pastoris. بعد التنقية والتوصيف الكيميائي الحيوي، تم استخدامها للتحصين التجريبي للفئران C57BL/6 في تركيبة لقاح تحتوي على البولي المساعد (I:C). أثار التحصين ببروتين مؤتلف يعبر عن جميع أشكال الأليلات الثلاثة المختلفة في الاندماج تيترات الأجسام المضادة IgG عالية تتفاعل مع جميع المتغيرات الأليلية الثلاثة المختلفة لـ PvCSP. استهدفت الأجسام المضادة كلا من الطرف C ومجالات التكرار لـ PvCSP وتعرفت على البروتين الأصلي على سطح P. vivax sporozoites. الأهم من ذلك، تمت حماية الفئران التي تلقت تركيبة اللقاح بعد التحدي مع المتصورة الخيمرية berghei sporozoites التي تعبر عن تكرار CSP لـ P. vivax sporozoites (Pb/PvVK210). تشير نتائجنا إلى أنه من الممكن الحصول على مناعة وقائية ضد أحد أليلات PvCSP الأكثر شيوعًا باستخدام البروتينات المؤتلفة القابلة للذوبان التي يعبر عنها P. pastoris. هذه البروتينات المؤتلفة مرشحة واعدة للتجارب السريرية التي تهدف إلى تطوير لقاح متعدد الأليلات ضد ملاريا P. vivax.

Translated Description (French)

Plasmodium vivax est l'espèce la plus courante qui cause le paludisme en dehors du continent africain. Le développement d'un vaccin efficace contribuerait grandement à lutter contre le paludisme. Récemment, en utilisant des protéines recombinantes bactériennes et adénovirales basées sur la protéine circumsporozoïte (CSP) de P. vivax, nous avons démontré la possibilité de susciter de fortes réponses immunitaires médiées par des anticorps à chacune des trois formes alléliques de P. vivax CSP (PvCSP). Dans la présente étude, des protéines recombinantes représentant les allèles PvCSP (VK210, VK247 et P. vivax-like), ainsi qu'un polypeptide hybride, nommé PvCSP-All epitopes, ont été générés. Cet hybride contenant le C-terminal conservé du PvCSP et les trois domaines de répétition variants en tandem a été produit avec succès dans la levure Pichia pastoris. Après purification et caractérisation biochimique, ils ont été utilisés pour l'immunisation expérimentale de souris C57BL/6 dans une formulation vaccinale contenant l'adjuvant Poly(I :C). L'immunisation avec une protéine recombinante exprimant les trois formes alléliques différentes dans la fusion a provoqué des titres élevés d'anticorps IgG réagissant avec les trois variants alléliques différents de PvCSP. Les anticorps ciblaient à la fois les domaines C-terminal et répétitif de PvCSP et reconnaissaient la protéine native à la surface des sporozoïtes de P. vivax. Plus important encore, les souris qui ont reçu la formulation vaccinale ont été protégées après avoir été confrontées à des sporozoïtes chimériques de Plasmodium berghei exprimant des répétitions CSP de sporozoïtes de P. vivax (Pb/PvVK210). Nos résultats suggèrent qu'il est possible de susciter une immunité protectrice contre l'un des allèles PvCSP les plus courants en utilisant des protéines recombinantes solubles exprimées par P. pastoris. Ces protéines recombinantes sont des candidats prometteurs pour des essais cliniques visant à développer un vaccin multiallèle contre le paludisme à P. vivax.

Translated Description (Spanish)

Plasmodium vivax es la especie más común que causa malaria fuera del continente africano. El desarrollo de una vacuna eficaz contribuiría en gran medida al control de la malaria. Recientemente, utilizando proteínas recombinantes bacterianas y adenovirales basadas en la proteína del circumsporozoito (CSP) de P. vivax, demostramos la posibilidad de provocar fuertes respuestas inmunitarias mediadas por anticuerpos a cada una de las tres formas alélicas de CSP de P. vivax (PvCSP). En el presente estudio, se generaron proteínas recombinantes que representan los alelos PvCSP (VK210, VK247 y tipo P. vivax), así como un polipéptido híbrido, denominado epítopos PvCSP-All. Este híbrido que contiene el C-terminal conservado del PvCSP y los tres dominios de repetición variantes en tándem se produjeron con éxito en la levadura Pichia pastoris. Después de la purificación y caracterización bioquímica, se utilizaron para la inmunización experimental de ratones C57BL/6 en una formulación de vacuna que contenía el adyuvante Poly(I:C). La inmunización con una proteína recombinante que expresa las tres formas alélicas diferentes en la fusión provocó títulos altos de anticuerpos IgG que reaccionaron con las tres variantes alélicas diferentes de PvCSP. Los anticuerpos se dirigieron a los dominios C-terminal y de repetición de PvCSP y reconocieron la proteína nativa en la superficie de los esporozoitos de P. vivax. Más importante aún, los ratones que recibieron la formulación de vacuna se protegieron después de la exposición a esporozoitos quiméricos de Plasmodium berghei que expresan repeticiones de CSP de esporozoitos de P. vivax (Pb/PvVK210). Nuestros resultados sugieren que es posible obtener inmunidad protectora contra uno de los alelos PvCSP más comunes utilizando proteínas recombinantes solubles expresadas por P. pastoris. Estas proteínas recombinantes son candidatos prometedores para ensayos clínicos con el objetivo de desarrollar una vacuna multialelo contra la malaria por P. vivax.

Files

pdf.pdf

Files (3.3 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:5805c3fdb2543312c33655563bae49b0
3.3 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
لقاح يحتوي على المتغيرات الأليلية الثلاثة للمتصورة النشيطة يحفز المستضد المحيطي الحماية في الفئران بعد التحدي مع طفيلي ملاريا القوارض المعدلة وراثيًا
Translated title (French)
Le vaccin contenant les trois variantes alléliques de l'antigène circumsporozoïte de Plasmodium vivax induit une protection chez la souris après un défi avec un parasite transgénique du paludisme rongeur
Translated title (Spanish)
La vacuna que contiene las tres variantes alélicas del antígeno del circumesporozoito Plasmodium vivax induce protección en ratones después de la exposición a un parásito transgénico de la malaria en roedores

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2763535493
DOI
10.3389/fimmu.2017.01275

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Thailand

References

  • https://openalex.org/W100984399
  • https://openalex.org/W1608117093
  • https://openalex.org/W1763394173
  • https://openalex.org/W1817593478
  • https://openalex.org/W1965267710
  • https://openalex.org/W1981794351
  • https://openalex.org/W1996494698
  • https://openalex.org/W2000135265
  • https://openalex.org/W2025326880
  • https://openalex.org/W2030064747
  • https://openalex.org/W2032082148
  • https://openalex.org/W2042126545
  • https://openalex.org/W2047332570
  • https://openalex.org/W2051940812
  • https://openalex.org/W2056401826
  • https://openalex.org/W2060175409
  • https://openalex.org/W2080034876
  • https://openalex.org/W2084465536
  • https://openalex.org/W2098864248
  • https://openalex.org/W2100733023
  • https://openalex.org/W2119130553
  • https://openalex.org/W2143838330
  • https://openalex.org/W2144049034
  • https://openalex.org/W2145579293
  • https://openalex.org/W2148977844
  • https://openalex.org/W2150944106
  • https://openalex.org/W2159832218
  • https://openalex.org/W2160119999
  • https://openalex.org/W2161010873
  • https://openalex.org/W2169602305
  • https://openalex.org/W2274234437
  • https://openalex.org/W2296676382
  • https://openalex.org/W2414241210
  • https://openalex.org/W2418887232
  • https://openalex.org/W2468530367
  • https://openalex.org/W2478756565
  • https://openalex.org/W2519431323
  • https://openalex.org/W2550909151
  • https://openalex.org/W2570300160
  • https://openalex.org/W2605485144
  • https://openalex.org/W2741255777
  • https://openalex.org/W4241434332