Cysteine Peptidases as Schistosomiasis Vaccines with Inbuilt Adjuvanticity
Creators
- 1. Cairo University
- 2. Menoufia University
- 3. University of Technology Sydney
- 4. McGill University
- 5. Queen's University Belfast
Description
Schistosomiasis is caused by several worm species of the genus Schistosoma and afflicts up to 600 million people in 74 tropical and sub-tropical countries in the developing world. Present disease control depends on treatment with the only available drug praziquantel. No vaccine exists despite the intense search for molecular candidates and adjuvant formulations over the last three decades. Cysteine peptidases such as papain and Der p 1 are well known environmental allergens that sensitize the immune system driving potent Th2-responses. Recently, we showed that the administration of active papain to mice induced significant protection (P<0.02, 50%) against an experimental challenge infection with Schistosoma mansoni. Since schistosomes express and secrete papain-like cysteine peptidases we reasoned that these could be employed as vaccines with inbuilt adjuvanticity to protect against these parasites. Here we demonstrate that sub-cutaneous injection of functionally active S. mansoni cathepsin B1 (SmCB1), or a cathepsin L from a related parasite Fasciola hepatica (FhCL1), elicits highly significant (P<0.0001) protection (up to 73%) against an experimental challenge worm infection. Protection and reduction in worm egg burden were further increased (up to 83%) when the cysteine peptidases were combined with other S. mansoni vaccine candidates, glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase (SG3PDH) and peroxiredoxin (PRX-MAP), without the need to add chemical adjuvants. These studies demonstrate the capacity of helminth cysteine peptidases to behave simultaneously as immunogens and adjuvants, and offer an innovative approach towards developing schistosomiasis vaccines.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
يحدث داء البلهارسيا بسبب العديد من أنواع الديدان من جنس البلهارسيا ويصيب ما يصل إلى 600 مليون شخص في 74 دولة استوائية وشبه استوائية في العالم النامي. تعتمد السيطرة الحالية على المرض على العلاج بالعقار الوحيد المتاح برازيكوانتيل. لا يوجد لقاح على الرغم من البحث المكثف عن المرشحين الجزيئيين والتركيبات المساعدة على مدى العقود الثلاثة الماضية. ببتيدات السيستين مثل الغراء و Der p 1 هي مسببات حساسية بيئية معروفة تحسس الجهاز المناعي مما يؤدي إلى استجابات قوية لـ TH2. في الآونة الأخيرة، أظهرنا أن إعطاء البابايين النشط للفئران تسبب في حماية كبيرة (P<0.02، 50 ٪) ضد عدوى التحدي التجريبي مع البلهارسيا المانسونية. نظرًا لأن البلهارسيات تعبر عن ببتيدات السيستين الشبيهة بالبابين وتفرزها، فقد استنتجنا أنه يمكن استخدامها كلقاحات ذات قدرة مساعدة مدمجة للحماية من هذه الطفيليات. هنا نوضح أن الحقن تحت الجلد لـ S. mansoni cathepsin B1 النشط وظيفيًا (SmCB1)، أو cathepsin L من طفيلي Fasciola hepatica ذي صلة (FhCL1)، يثير حماية كبيرة للغاية (P<0.0001) (حتى 73 ٪) ضد عدوى دودة التحدي التجريبية. تم زيادة الحماية والحد من عبء بيض الدودة (حتى 83 ٪) عندما تم الجمع بين ببتيدات السيستين ومرشحات لقاح S. mansoni الأخرى، نازعة هيدروجين جليسيرالدهيد 3 -فوسفات (SG3PDH) وبيروكسيدوكسين (PRX - MAP)، دون الحاجة إلى إضافة مواد مساعدة كيميائية. توضح هذه الدراسات قدرة ببتيدات سيستين الديدان الطفيلية على التصرف في وقت واحد كمستضدات ومساعدات، وتقدم نهجًا مبتكرًا لتطوير لقاحات البلهارسيا.Translated Description (French)
La schistosomiase est causée par plusieurs espèces de vers du genre Schistosoma et touche jusqu'à 600 millions de personnes dans 74 pays tropicaux et subtropicaux du monde en développement. Le contrôle actuel de la maladie dépend du traitement avec le seul médicament disponible, le praziquantel. Aucun vaccin n'existe malgré la recherche intense de candidats moléculaires et de formulations adjuvantes au cours des trois dernières décennies. Les cystéine peptidases telles que la papaïne et le Der p 1 sont des allergènes environnementaux bien connus qui sensibilisent le système immunitaire et entraînent de puissantes réponses Th2. Récemment, nous avons montré que l'administration de papaïne active à des souris induisait une protection significative (P<0,02, 50 %) contre une infection expérimentale par Schistosoma mansoni. Étant donné que les schistosomes expriment et sécrètent des cystéine peptidases de type papaïne, nous avons estimé qu'elles pourraient être utilisées comme vaccins avec une adjuvanticité intégrée pour protéger contre ces parasites. Ici, nous démontrons que l'injection sous-cutanée de cathepsine B1 de S. mansoni fonctionnellement active (SmCB1), ou d'une cathepsine L provenant d'un parasite apparenté Fasciola hepatica (FhCL1), suscite une protection très significative (P<0,0001) (jusqu'à 73 %) contre une infection expérimentale par le ver de provocation. La protection et la réduction de la charge des œufs de vers ont été encore augmentées (jusqu'à 83 %) lorsque les cystéine peptidases ont été combinées avec d'autres candidats vaccins contre S. mansoni, la glycéraldéhyde 3-phosphate déshydrogénase (SG3PDH) et la peroxirédoxine (PRX-MAP), sans qu'il soit nécessaire d'ajouter d'adjuvants chimiques. Ces études démontrent la capacité des helminthes cystéine peptidases à se comporter simultanément comme des immunogènes et des adjuvants, et offrent une approche innovante pour développer des vaccins contre la schistosomiase.Translated Description (Spanish)
La esquistosomiasis es causada por varias especies de gusanos del género Schistosoma y afecta a hasta 600 millones de personas en 74 países tropicales y subtropicales del mundo en desarrollo. El control actual de la enfermedad depende del tratamiento con el único fármaco disponible praziquantel. No existe ninguna vacuna a pesar de la intensa búsqueda de candidatos moleculares y formulaciones adyuvantes en las últimas tres décadas. Las cisteína peptidasas como la papaína y Der p 1 son alérgenos ambientales bien conocidos que sensibilizan el sistema inmunitario impulsando potentes respuestas Th2. Recientemente, mostramos que la administración de papaína activa a ratones indujo una protección significativa (P<0.02, 50%) contra una infección experimental de desafío con Schistosoma mansoni. Dado que los esquistosomas expresan y secretan cisteína peptidasas similares a la papaína, razonamos que estas podrían emplearse como vacunas con adyuvanticidad incorporada para proteger contra estos parásitos. Aquí demostramos que la inyección subcutánea de catepsina B1 de S. mansoni funcionalmente activa (SmCB1), o una catepsina L de un parásito relacionado Fasciola hepatica (FhCL1), provoca una protección altamente significativa (P<0,0001) (hasta 73%) contra una infección experimental por gusano de desafío. La protección y la reducción de la carga de huevos de gusano aumentaron aún más (hasta un 83%) cuando las cisteína peptidasas se combinaron con otras vacunas candidatas de S. mansoni, gliceraldehído 3-fosfato deshidrogenasa (SG3PDH) y peroxirredoxina (PRX-MAP), sin necesidad de añadir adyuvantes químicos. Estos estudios demuestran la capacidad de las helminto cisteína peptidasas para comportarse simultáneamente como inmunógenos y adyuvantes, y ofrecen un enfoque innovador hacia el desarrollo de vacunas contra la esquistosomiasis.Files
journal.pone.0085401&type=printable.pdf
Files
(489.1 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:7abfd4912cf50f32dbc5c15fcc5504b9
|
489.1 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- ببتيدات السيستين كلقاحات البلهارسيا مع مساعدة مدمجة
- Translated title (French)
- Cystéine Peptidases en tant que vaccins contre la schistosomiase avec adjuvanticité intégrée
- Translated title (Spanish)
- Cisteína peptidasas como vacunas contra la esquistosomiasis con adyuvancia incorporada
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2051239639
- DOI
- 10.1371/journal.pone.0085401
References
- https://openalex.org/W114138574
- https://openalex.org/W1685974124
- https://openalex.org/W1965366343
- https://openalex.org/W1965430190
- https://openalex.org/W1973272261
- https://openalex.org/W1973484636
- https://openalex.org/W1976811600
- https://openalex.org/W1978378727
- https://openalex.org/W1982187630
- https://openalex.org/W1983687616
- https://openalex.org/W1991327975
- https://openalex.org/W1994660543
- https://openalex.org/W2002185329
- https://openalex.org/W2015928161
- https://openalex.org/W2019815618
- https://openalex.org/W2024802321
- https://openalex.org/W2025268916
- https://openalex.org/W2028504434
- https://openalex.org/W2033294362
- https://openalex.org/W2034013002
- https://openalex.org/W2037267600
- https://openalex.org/W2037328598
- https://openalex.org/W2047142949
- https://openalex.org/W2049656155
- https://openalex.org/W2053826122
- https://openalex.org/W2065705117
- https://openalex.org/W2071094213
- https://openalex.org/W2073747182
- https://openalex.org/W2078682911
- https://openalex.org/W2078909963
- https://openalex.org/W2080160266
- https://openalex.org/W2084153471
- https://openalex.org/W2084172998
- https://openalex.org/W2094169801
- https://openalex.org/W2097311057
- https://openalex.org/W2097950056
- https://openalex.org/W2105072635
- https://openalex.org/W2106262480
- https://openalex.org/W2109843249
- https://openalex.org/W2112548910
- https://openalex.org/W2112748508
- https://openalex.org/W2130020291
- https://openalex.org/W2135996116
- https://openalex.org/W2147746949
- https://openalex.org/W2148138050
- https://openalex.org/W2150840749
- https://openalex.org/W2151468816
- https://openalex.org/W2152512778
- https://openalex.org/W2154968994
- https://openalex.org/W2161045611
- https://openalex.org/W2171777269
- https://openalex.org/W2175847273
- https://openalex.org/W2176753778
- https://openalex.org/W2395113217
- https://openalex.org/W2402266690
- https://openalex.org/W2411848965
- https://openalex.org/W4229910463
- https://openalex.org/W84692877