Published September 30, 2014 | Version v1
Publication Open

Th1 Stimulatory Proteins of Leishmania donovani: Comparative Cellular and Protective Responses of rTriose Phosphate Isomerase, rProtein Disulfide Isomerase and rElongation Factor-2 in Combination with rHSP70 against Visceral Leishmaniasis

Creators

  • 1. Central Drug Research Institute
  • 2. Banaras Hindu University
  • 3. Institute of Medical Sciences

Description

In visceral leishmaniasis, the recovery from the disease is always associated with the generation of Th1-type of cellular responses. Based on this, we have previously identified several Th1-stimulatory proteins of Leishmania donovani -triose phosphate isomerase (TPI), protein disulfide isomerase (PDI) and elongation factor-2 (EL-2) etc. including heat shock protein 70 (HSP70) which induced Th1-type of cellular responses in both cured Leishmania patients/hamsters. Since, HSPs, being the logical targets for vaccines aimed at augmenting cellular immunity and can be early targets in the immune response against intracellular pathogens; they could be exploited as vaccine/adjuvant to induce long-term immunity more effectively. Therefore, in this study, we checked whether HSP70 can further enhance the immunogenicity and protective responses of the above said Th1-stimulatory proteins. Since, in most of the studies, immunogenicity of HSP70 of L. donovani was assessed in native condition, herein we generated recombinant HSP70 and tested its potential to stimulate immune responses in lymphocytes of cured Leishmania infected hamsters as well as in the peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) of cured patients of VL either individually or in combination with above mentioned recombinant proteins. rLdHSP70 alone elicited strong cellular responses along with remarkable up-regulation of IFN-γ and IL-12 cytokines and extremely lower level of IL-4 and IL-10. Among the various combinations, rLdHSP70 + rLdPDI emerged as superior one augmenting improved cellular responses followed by rLdHSP70 + rLdEL-2. These combinations were further evaluated for its protective potential wherein rLdHSP70 + rLdPDI again conferred utmost protection (∼80%) followed by rLdHSP70 + rLdEL-2 (∼75%) and generated a strong cellular immune response with significant increase in the levels of iNOS transcript as well as IFN-γ and IL-12 cytokines which was further supported by the high level of IgG2 antibody in vaccinated animals. These observations indicated that vaccine(s) based on combination of HSP70 with Th1-stimulatory protein(s) may be a viable proposition against intracellular pathogens.

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

Translated Description (Arabic)

في داء الليشمانيات الحشوي، يرتبط الشفاء من المرض دائمًا بتوليد نوع Th1 من الاستجابات الخلوية. بناءً على ذلك، حددنا سابقًا العديد من البروتينات المحفزة من نوع TH1 من الليشمانيا دونوفاني - أيزوميراز فوسفات التريوز (TPI)، وأيزوميراز ثاني كبريتيد البروتين (PDI) وعامل الاستطالة -2 (EL -2) وما إلى ذلك بما في ذلك بروتين الصدمة الحرارية 70 (Hsp70) الذي تسبب في نوع TH1 من الاستجابات الخلوية في كل من مرضى الليشمانيا/الهامستر الذين تم علاجهم. نظرًا لأن HSPs، كونها الأهداف المنطقية للقاحات التي تهدف إلى زيادة المناعة الخلوية ويمكن أن تكون أهدافًا مبكرة في الاستجابة المناعية ضد مسببات الأمراض داخل الخلايا ؛ يمكن استغلالها كلقاح/مساعد للحث على المناعة طويلة الأجل بشكل أكثر فعالية. لذلك، في هذه الدراسة، تحققنا مما إذا كان Hsp70 يمكن أن يعزز المناعة والاستجابات الوقائية للبروتينات المنشطة Th1 المذكورة أعلاه. نظرًا لأنه في معظم الدراسات، تم تقييم القدرة المناعية لـ Hsp70 من L. donovani في الحالة الأصلية، فقد ولدنا هنا Hsp70 المؤتلف واختبرنا قدرته على تحفيز الاستجابات المناعية في الخلايا الليمفاوية من الهامستر المصاب بالليشمانيا المعالجة وكذلك في الخلايا أحادية النواة في الدم المحيطي (PBMCs) للمرضى الذين تم علاجهم من VL إما بشكل فردي أو بالاشتراك مع البروتينات المؤتلفة المذكورة أعلاه. rLdHSP70 وحدها أثارت استجابات خلوية قوية جنبًا إلى جنب مع زيادة ملحوظة في تنظيم السيتوكينات IFN - γ و IL -12 ومستوى منخفض للغاية من IL -4 و IL -10. من بين المجموعات المختلفة، ظهر rLdHSP70 + rLdPDI كواحد متفوق يزيد من الاستجابات الخلوية المحسنة متبوعًا بـ rLdHSP70 + rLdEL -2. تم تقييم هذه المجموعات بشكل أكبر لإمكانياتها الوقائية حيث منح rLdHSP70 + rLdPDI مرة أخرى أقصى قدر من الحماية (80 ٪) متبوعًا بـ rLdHSP70 + rLdEL -2 (75 ٪) وولد استجابة مناعية خلوية قوية مع زيادة كبيرة في مستويات نسخة iNOS بالإضافة إلى السيتوكينات IFN - γ و IL -12 التي تم دعمها بشكل أكبر من خلال المستوى العالي من الأجسام المضادة IgG2 في الحيوانات الملقحة. أشارت هذه الملاحظات إلى أن اللقاح(اللقاحات) القائم على مزيج من Hsp70 مع البروتين(البروتينات) المحفزة Th1 قد يكون اقتراحًا قابلاً للتطبيق ضد مسببات الأمراض داخل الخلايا.

Translated Description (French)

Dans la leishmaniose viscérale, la guérison de la maladie est toujours associée à la génération de réponses cellulaires de type Th1. Sur cette base, nous avons précédemment identifié plusieurs protéines stimulatrices de Th1 de Leishmania donovani -triose phosphate isomérase (TPI), de protéine disulfure isomérase (PDI) et de facteur d'élongation-2 (EL-2), etc., y compris la protéine de choc thermique 70 (HSP70) qui a induit des réponses cellulaires de type Th1 chez les patients/hamsters Leishmania guéris. Depuis, les PSH, étant les cibles logiques des vaccins visant à augmenter l'immunité cellulaire et pouvant être des cibles précoces dans la réponse immunitaire contre les agents pathogènes intracellulaires ; ils pourraient être exploités comme vaccin/adjuvant pour induire une immunité à long terme plus efficacement. Par conséquent, dans cette étude, nous avons vérifié si HSP70 peut améliorer davantage l'immunogénicité et les réponses protectrices desdites protéines stimulatrices Th1 ci-dessus. Étant donné que, dans la plupart des études, l'immunogénicité de HSP70 de L. donovani a été évaluée à l'état natif, nous avons ici généré HSP70 recombinant et testé son potentiel à stimuler les réponses immunitaires dans les lymphocytes de hamsters guéris infectés par Leishmania ainsi que dans les cellules mononucléées du sang périphérique (PBMC) de patients guéris de VL soit individuellement soit en combinaison avec les protéines recombinantes mentionnées ci-dessus. rLdHSP70 seul a suscité de fortes réponses cellulaires ainsi qu'une régulation positive remarquable des cytokines IFN-γ et IL-12 et un niveau extrêmement faible d'IL-4 et IL-10. Parmi les différentes combinaisons, rLdHSP70 + rLdPDI est apparu comme supérieur, augmentant les réponses cellulaires améliorées, suivi de rLdHSP70 + rLdEL-2. Ces combinaisons ont ensuite été évaluées pour leur potentiel protecteur, rLdHSP70 + rLdPDI conférant à nouveau la plus grande protection (∼80 %), suivi de rLdHSP70 + rLdEL-2 (∼75 %) et générant une forte réponse immunitaire cellulaire avec une augmentation significative des taux de transcrit iNOS ainsi que des cytokines IFN-γ et IL-12, ce qui a été également soutenu par le taux élevé d'anticorps IgG2 chez les animaux vaccinés. Ces observations ont indiqué que le (s) vaccin(s) basé (s) sur l'association de HSP70 avec la (les) protéine(s) stimulatrice (s) Th1 peut (peuvent) être une proposition viable contre les agents pathogènes intracellulaires.

Translated Description (Spanish)

En la leishmaniasis visceral, la recuperación de la enfermedad siempre está asociada a la generación de respuestas celulares de tipo Th1. En base a esto, hemos identificado previamente varias proteínas estimuladoras de Th1 de la triosa fosfato isomerasa (TPI) de Leishmania donovani, la proteína disulfuro isomerasa (PDI) y el factor de elongación 2 (EL-2), etc., incluida la proteína de choque térmico 70 (HSP70) que indujo respuestas celulares de tipo Th1 en ambos pacientes/hámsteres de Leishmania curados. Dado que las HSP son las dianas lógicas para las vacunas destinadas a aumentar la inmunidad celular y pueden ser dianas tempranas en la respuesta inmune contra patógenos intracelulares, podrían explotarse como vacuna/adyuvante para inducir inmunidad a largo plazo de manera más efectiva. Por lo tanto, en este estudio, verificamos si HSP70 puede mejorar aún más la inmunogenicidad y las respuestas protectoras de las proteínas estimuladoras de Th1 mencionadas anteriormente. Dado que, en la mayoría de los estudios, la inmunogenicidad de HSP70 de L. donovani se evaluó en condición nativa, en la presente generamos HSP70 recombinante y probamos su potencial para estimular respuestas inmunitarias en linfocitos de hámsteres infectados con Leishmania curados, así como en las células mononucleares de sangre periférica (PBMC) de pacientes curados de VL, ya sea individualmente o en combinación con las proteínas recombinantes mencionadas anteriormente. La rLdHSP70 sola provocó fuertes respuestas celulares junto con una notable regulación positiva de las citocinas IFN-γ e IL-12 y un nivel extremadamente menor de IL-4 e IL-10. Entre las diversas combinaciones, rLdHSP70 + rLdPDI surgió como una superior que aumenta las respuestas celulares mejoradas, seguida de rLdHSP70 + rLdEL-2. Estas combinaciones se evaluaron adicionalmente para determinar su potencial protector, donde rLdHSP70 + rLdPDI nuevamente confirió la máxima protección (~80%) seguido de rLdHSP70 + rLdEL-2 (~75%) y generó una fuerte respuesta inmune celular con un aumento significativo en los niveles de transcrito de iNOS, así como citocinas IFN-γ e IL-12, lo que fue respaldado adicionalmente por el alto nivel de anticuerpo IgG2 en animales vacunados. Estos resultados indicaron que las vacunas basadas en la combinación de HSP70 con proteínas estimuladoras de Th1 pueden ser una propuesta viable contra los patógenos intracelulares.

Files

journal.pone.0108556&type=printable.pdf

Files (3.5 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
md5:8c3d3ea32f2464c0c5a4971ebb0ccfc3
3.5 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
البروتينات المنشطة لليشمانيا دونوفاني: الاستجابات الخلوية والوقائية المقارنة لإيزوميراز فوسفات التريوز، وإيزوميراز ثاني كبريتيد البروتين وعامل الاستطالة 2 بالاشتراك مع rHSP70 ضد داء الليشمانيات الحشوي
Translated title (French)
Th1 Stimulatory Proteins of Leishmania donovani : Comparative Cellular and Protective Responses of rTriose Phosphate Isomerase, rProtein Disulfide Isomerase and rElongation Factor-2 in Combination with rHSP70 against Visceral Leishmaniasis
Translated title (Spanish)
Proteínas estimuladoras Th1 de Leishmania donovani: respuestas celulares y protectoras comparativas de rTriosa fosfato isomerasa, rProteína disulfuro isomerasa y factor de elongación-2 en combinación con rHSP70 contra la leishmaniasis visceral

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2047831433
DOI
10.1371/journal.pone.0108556

Is supplement to
https://openalex.org/W4210690519 (Other)
https://openalex.org/W3090407935 (Other)
https://openalex.org/W2575321305 (Other)
https://openalex.org/W2432689288 (Other)
https://openalex.org/W2397184954 (Other)
https://openalex.org/W2178924032 (Other)
https://openalex.org/W2171833596 (Other)
https://openalex.org/W2094148691 (Other)
https://openalex.org/W2088721653 (Other)
https://openalex.org/W2073652067 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
India

References

  • https://openalex.org/W1487053045
  • https://openalex.org/W1490664191
  • https://openalex.org/W1515599953
  • https://openalex.org/W1540820582
  • https://openalex.org/W1554084772
  • https://openalex.org/W1582738866
  • https://openalex.org/W1775749144
  • https://openalex.org/W1922930025
  • https://openalex.org/W1939530098
  • https://openalex.org/W1942122996
  • https://openalex.org/W1965832872
  • https://openalex.org/W1966292166
  • https://openalex.org/W1970761114
  • https://openalex.org/W1972428543
  • https://openalex.org/W1974485086
  • https://openalex.org/W1980014426
  • https://openalex.org/W1981654979
  • https://openalex.org/W1982835519
  • https://openalex.org/W1989709588
  • https://openalex.org/W1990814691
  • https://openalex.org/W1992176634
  • https://openalex.org/W1996676748
  • https://openalex.org/W1997231586
  • https://openalex.org/W2002204067
  • https://openalex.org/W2003070685
  • https://openalex.org/W2006894707
  • https://openalex.org/W2009332729
  • https://openalex.org/W2017177195
  • https://openalex.org/W2017993430
  • https://openalex.org/W2018549526
  • https://openalex.org/W2020079503
  • https://openalex.org/W2024786578
  • https://openalex.org/W2036410619
  • https://openalex.org/W2037084165
  • https://openalex.org/W2044841594
  • https://openalex.org/W2047003662
  • https://openalex.org/W2052528673
  • https://openalex.org/W2054626405
  • https://openalex.org/W2055545800
  • https://openalex.org/W2056331622
  • https://openalex.org/W2056971087
  • https://openalex.org/W2059975994
  • https://openalex.org/W2066772013
  • https://openalex.org/W2067459929
  • https://openalex.org/W2067708969
  • https://openalex.org/W2070009122
  • https://openalex.org/W2070789418
  • https://openalex.org/W2072263732
  • https://openalex.org/W2077273880
  • https://openalex.org/W2077325365
  • https://openalex.org/W2077946350
  • https://openalex.org/W2083407483
  • https://openalex.org/W2083682196
  • https://openalex.org/W2087811976
  • https://openalex.org/W2091372349
  • https://openalex.org/W2094055134
  • https://openalex.org/W2094910055
  • https://openalex.org/W2095943555
  • https://openalex.org/W2100036661
  • https://openalex.org/W2101108802
  • https://openalex.org/W2101454063
  • https://openalex.org/W2107265883
  • https://openalex.org/W2107724428
  • https://openalex.org/W2116244067
  • https://openalex.org/W2119999468
  • https://openalex.org/W2123248121
  • https://openalex.org/W2123825848
  • https://openalex.org/W2127318188
  • https://openalex.org/W2127863955
  • https://openalex.org/W2128174530
  • https://openalex.org/W2137417707
  • https://openalex.org/W2137564090
  • https://openalex.org/W2137600992
  • https://openalex.org/W2137799085
  • https://openalex.org/W2138228714
  • https://openalex.org/W2140056038
  • https://openalex.org/W2144652377
  • https://openalex.org/W2148221436
  • https://openalex.org/W2151628089
  • https://openalex.org/W2154046127
  • https://openalex.org/W2154361055
  • https://openalex.org/W2155906523
  • https://openalex.org/W2158659919
  • https://openalex.org/W2159975458
  • https://openalex.org/W2162763987
  • https://openalex.org/W2166519885
  • https://openalex.org/W2168459897
  • https://openalex.org/W2169234947
  • https://openalex.org/W2169682500
  • https://openalex.org/W2170709327
  • https://openalex.org/W2401575748
  • https://openalex.org/W2437947114
  • https://openalex.org/W296279459
  • https://openalex.org/W4231551623