Published February 21, 2020 | Version v1
Publication Open

A vaccine using Anaplasma marginale subdominant type IV secretion system recombinant proteins was not protective against a virulent challenge

Creators

  • 1. National Agricultural Technology Institute
  • 2. Centro Científico Tecnológico - Santa Fe

Description

Anaplasma marginale is the most prevalent tick-borne livestock pathogen with worldwide distribution. Bovine anaplasmosis is a significant threat to cattle industry. Anaplasmosis outbreaks in endemic areas are prevented via vaccination with live A. centrale produced in splenectomized calves. Since A. centrale live vaccine can carry other pathogens and cause disease in adult cattle, research efforts are directed to develop safe recombinant subunit vaccines. Previous work found that the subdominant proteins of A. marginale type IV secretion system (T4SS) and the subdominant elongation factor-Tu (Ef-Tu) were involved in the protective immunity against the experimental challenge in cattle immunized with the A. marginale outer membrane (OM). This study evaluated the immunogenicity and protection conferred by recombinant VirB9.1, VirB9.2, VirB10, VirB11, and Ef-Tu proteins cloned and expressed in E. coli. Twenty steers were randomly clustered into four groups (G) of five animals each. Cattle from G1 and G2 were immunized with a mixture of 50 μg of each recombinant protein with Quil A® or Montanide™ adjuvants, respectively. Cattle from G3 and G4 (controls) were immunized with Quil A and Montanide adjuvants, respectively. Cattle received four immunizations at three-week intervals and were challenged with 107 A. marginale-parasitized erythrocytes 42 days after the fourth immunization. After challenge, all cattle showed clinical signs, with a significant drop of packed cell volume and a significant increase of parasitized erythrocytes (p<0.05), requiring treatment with oxytetracycline to prevent death. The levels of IgG2 induced in the immunized groups did not correlate with the observed lack of protection. Additional strategies are required to evaluate the role of these proteins and their potential utility in the development of effective vaccines.

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

Translated Description (Arabic)

الأنابلازما الهامشية هي أكثر مسببات الأمراض التي تنقلها القراد انتشارًا في جميع أنحاء العالم. يمثل داء الكشمير البقري تهديدًا كبيرًا لصناعة الماشية. يتم منع تفشي داء الكشمير في المناطق الموبوءة عن طريق التطعيم باستخدام A. centrale الحي الذي يتم إنتاجه في العجول المستأصلة للطحال. نظرًا لأن اللقاح الحي المركزي يمكن أن يحمل مسببات الأمراض الأخرى ويسبب المرض في الماشية البالغة، يتم توجيه الجهود البحثية لتطوير لقاحات آمنة للوحدة الفرعية المؤتلفة. وجد العمل السابق أن البروتينات الفرعية المهيمنة لنظام إفراز A. marginale من النوع الرابع (T4SS) وعامل الاستطالة الفرعي المهيمن- Tu (Ef - Tu) كانت متورطة في المناعة الوقائية ضد التحدي التجريبي في الماشية المحصنة بالغشاء الخارجي A. marginale (OM). قيمت هذه الدراسة المناعة والحماية التي تمنحها بروتينات VirB9.1 و VirB9.2 و VirB10 و VirB11 و Ef - Tu المؤتلفة المستنسخة والمعبرة في E. coli. تم تجميع عشرين عجلة بشكل عشوائي في أربع مجموعات (G) من خمسة حيوانات لكل منها. تم تحصين الماشية من G1 و G2 بمزيج من 50 ميكروغرام من كل بروتين مؤتلف مع المواد المساعدة Quil A® أو Montanide™، على التوالي. تم تحصين الماشية من G3 و G4 (الضوابط) بمواد مساعدة من Quil A و Montanide، على التوالي. تلقت الماشية أربعة تحصينات على فترات ثلاثة أسابيع وتم تحديها بـ 107 أ. كريات الدم الحمراء الطفيلية الهامشية بعد 42 يومًا من التحصين الرابع. بعد التحدي، أظهرت جميع الماشية علامات سريرية، مع انخفاض كبير في حجم الخلايا المعبأة وزيادة كبيرة في كريات الدم الحمراء الطفيلية (p<0.05)، مما يتطلب العلاج بالأوكسي تتراسيكلين لمنع الوفاة. لم ترتبط مستويات IgG2 المستحثة في المجموعات المحصنة بالافتقار الملحوظ إلى الحماية. هناك حاجة إلى استراتيجيات إضافية لتقييم دور هذه البروتينات وفائدتها المحتملة في تطوير لقاحات فعالة.

Translated Description (French)

Anaplasma marginale est l'agent pathogène du bétail transmis par les tiques le plus répandu dans le monde. L'anaplasmose bovine est une menace importante pour l'industrie bovine. Les épidémies d'anaplasmose dans les zones endémiques sont évitées par la vaccination avec A. central vivant produit chez les veaux splénectomisés. Étant donné que A. vaccin vivant central peut transporter d'autres agents pathogènes et causer des maladies chez les bovins adultes, les efforts de recherche sont dirigés vers le développement de vaccins sous-unitaires recombinants sûrs. Des travaux antérieurs ont révélé que les protéines sous-dominantes du système de sécrétion d'A. marginale de type IV (T4SS) et le facteur d'élongation sous-dominant-Tu (Ef-Tu) étaient impliqués dans l'immunité protectrice contre la provocation expérimentale chez les bovins immunisés avec la membrane externe d'A. marginale (OM). Cette étude a évalué l'immunogénicité et la protection conférées par les protéines recombinantes VirB9.1, VirB9.2, VirB10, VirB11 et Ef-Tu clonées et exprimées dans E. coli. Vingt bouvillons ont été regroupés au hasard en quatre groupes (G) de cinq animaux chacun. Les bovins de G1 et G2 ont été immunisés avec un mélange de 50 μg de chaque protéine recombinante avec des adjuvants Quil A® ou Montanide™, respectivement. Les bovins de G3 et G4 (témoins) ont été immunisés avec des adjuvants Quil A et Montanide, respectivement. Les bovins ont reçu quatre vaccinations à des intervalles de trois semaines et ont été mis à l'épreuve avec 107 érythrocytes parasités par A. marginale 42 jours après la quatrième vaccination. Après provocation, tous les bovins présentaient des signes cliniques, avec une baisse significative du volume des cellules tassées et une augmentation significative des érythrocytes parasités (p<0,05), nécessitant un traitement à l'oxytétracycline pour prévenir la mort. Les taux d'IgG2 induits dans les groupes immunisés n'étaient pas corrélés au manque de protection observé. Des stratégies supplémentaires sont nécessaires pour évaluer le rôle de ces protéines et leur utilité potentielle dans le développement de vaccins efficaces.

Translated Description (Spanish)

Anaplasma marginale es el patógeno del ganado transmitido por garrapatas más frecuente con distribución mundial. La anaplasmosis bovina es una amenaza importante para la industria ganadera. Los brotes de anaplasmosis en zonas endémicas se previenen mediante la vacunación con A. centrale vivo producido en terneros esplenectomizados. Dado que la vacuna viva de A. centrale puede portar otros patógenos y causar enfermedades en el ganado adulto, los esfuerzos de investigación están dirigidos a desarrollar vacunas de subunidades recombinantes seguras. Trabajos previos encontraron que las proteínas subdominantes del sistema de secreción de A. marginale tipo IV (T4SS) y el factor de elongación subdominante-Tu (Ef-Tu) estaban involucrados en la inmunidad protectora contra el desafío experimental en ganado inmunizado con la membrana externa de A. marginale (OM). Este estudio evaluó la inmunogenicidad y la protección conferidas por las proteínas VirB9.1, VirB9.2, VirB10, VirB11 y Ef-Tu recombinantes clonadas y expresadas en E. coli. Veinte novillos se agruparon aleatoriamente en cuatro grupos (G) de cinco animales cada uno. El ganado de G1 y G2 se inmunizó con una mezcla de 50 μg de cada proteína recombinante con adyuvantes Quil A® o Montanide™, respectivamente. El ganado de G3 y G4 (controles) se inmunizó con adyuvantes Quil A y Montanide, respectivamente. El ganado recibió cuatro inmunizaciones a intervalos de tres semanas y se expusieron a 107 eritrocitos parasitados por A. marginale 42 días después de la cuarta inmunización. Después de la exposición, todos los bovinos mostraron signos clínicos, con una caída significativa del volumen de células empaquetadas y un aumento significativo de eritrocitos parasitados (p<0.05), lo que requirió tratamiento con oxitetraciclina para prevenir la muerte. Los niveles de IgG2 inducidos en los grupos inmunizados no se correlacionaron con la falta de protección observada. Se requieren estrategias adicionales para evaluar el papel de estas proteínas y su posible utilidad en el desarrollo de vacunas eficaces.

Files

journal.pone.0229301&type=printable.pdf

Files (1.3 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:a4c9bea80e310688e72bf943cc633880
1.3 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
لم يكن اللقاح الذي يستخدم بروتينات مؤتلفة من نظام الإفراز الفرعي السائد من النوع الرابع من أنابلازما هامشية وقائيًا ضد التحدي الخبيث
Translated title (French)
Un vaccin utilisant des protéines recombinantes du système de sécrétion de type IV sous-dominantes d'Anaplasma marginale n'était pas protecteur contre une provocation virulente
Translated title (Spanish)
Una vacuna que utiliza proteínas recombinantes del sistema de secreción de tipo IV subdominante de Anaplasma marginale no protegía contra una exposición virulenta

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3008229249
DOI
10.1371/journal.pone.0229301

Is supplement to
https://openalex.org/W4386122676 (Other)
https://openalex.org/W3013359920 (Other)
https://openalex.org/W2992226982 (Other)
https://openalex.org/W2857278341 (Other)
https://openalex.org/W2521906916 (Other)
https://openalex.org/W2130115055 (Other)
https://openalex.org/W2028364930 (Other)
https://openalex.org/W1998578732 (Other)
https://openalex.org/W1830682822 (Other)
https://openalex.org/W1518726648 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Argentina

References

  • https://openalex.org/W1507274705
  • https://openalex.org/W1521733510
  • https://openalex.org/W1603358162
  • https://openalex.org/W1965452759
  • https://openalex.org/W1966714629
  • https://openalex.org/W1972642489
  • https://openalex.org/W1975085160
  • https://openalex.org/W1979941190
  • https://openalex.org/W1987271219
  • https://openalex.org/W1993735906
  • https://openalex.org/W2011948004
  • https://openalex.org/W2015750714
  • https://openalex.org/W2033073071
  • https://openalex.org/W2036577687
  • https://openalex.org/W2055249174
  • https://openalex.org/W2058016275
  • https://openalex.org/W2060206151
  • https://openalex.org/W2072512835
  • https://openalex.org/W2093853553
  • https://openalex.org/W2104402294
  • https://openalex.org/W2105022650
  • https://openalex.org/W2107931859
  • https://openalex.org/W2108743946
  • https://openalex.org/W2116818641
  • https://openalex.org/W2122757996
  • https://openalex.org/W2124666695
  • https://openalex.org/W2127650634
  • https://openalex.org/W2132889005
  • https://openalex.org/W2135771899
  • https://openalex.org/W2137207157
  • https://openalex.org/W2144035267
  • https://openalex.org/W2148844706
  • https://openalex.org/W2161746138
  • https://openalex.org/W2164779455
  • https://openalex.org/W2165642078
  • https://openalex.org/W2167220787
  • https://openalex.org/W2167943434
  • https://openalex.org/W2344191180
  • https://openalex.org/W2913493121
  • https://openalex.org/W2990804542
  • https://openalex.org/W307618404
  • https://openalex.org/W39079288
  • https://openalex.org/W561045162
  • https://openalex.org/W62887890