Nuovo design può produrre heartier, più efficaci vaccini a base di salmonella-

Maggio 30, 2016 Admin Salute 0 2
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L'invasore fastidioso, tuttavia, può essere ruotata per convenienza umana. Attraverso manipolazione genetica, specie S. Typhi può essere reso innocuo e utilizzato nei vaccini per prevenire, piuttosto che causa la malattia.

In una nuova ricerca, riportati nel Journal of Batteriologia, autore principale Katie Brenneman ei suoi colleghi descrivono gli sforzi per migliorare l'efficacia di un ricombinante attenuato Salmonella Vaccino (RASV) modificando la sua capacità di sopravvivere nell'ambiente ostile dello stomaco.




"Anche se wild-type ceppi di Salmonella sono perfettamente in grado di sopravvivere nell'ambiente acido dello stomaco, è sorprendentemente difficile fornire un vaccino Salmonella vivo per via orale", dice Brenneman. "Molti vaccini hanno mutazioni che li lasciano particolarmente vulnerabili a basso pH, il che significa che una gran parte delle cellule vaccino vengono uccisi prima di raggiungere l'intestino e, quindi, sono in grado di fare il loro lavoro di fornire obiettivi di vaccini per il sistema immunitario. Siamo cercare di compensare tale maggiore sensibilità acido aumentando l'espressione dei normali sistemi di resistenza acido ".

Il gruppo ha dimostrato strategie sperimentali per ripristinare la resistenza agli acidi in diversi ceppi del vaccino Salmonella, migliorando in tal modo la loro capacità di sopravvivere in condizioni di basso pH nello stomaco. Il tasso di sopravvivenza migliorata consente più delle cellule batteriche di continuare la loro sequenza infezione, colonizzando tessuti intestinali e generando una forte risposta immunitaria.

Inoltre, i ceppi vaccinali resistenti agli acidi possono comportarsi più come Salmonella non modificato, che sono provocata da condizioni di bassa pH per preparare le fasi successive del processo di infezione da up-regolazione di una suite di chiave di geni coinvolti in interazioni ospite. Questi fattori, gli autori suggeriscono, può migliorare significativamente l'efficacia dei vaccini Salmonella.

Co-autori dello studio: Crystal Willingham, Wei Kong, Roy Curtiss III, e Kenneth L. Roland.

Al centro del Biodesign Institute per le malattie infettive e Vaccinology a ASU, i ricercatori sono stati imbrigliando impressionante capacità di Salmonella di infiltrare i tessuti umani e stimolare le risposte immunitarie, producendo vaccini a base di Salmonella rivolte una serie di malattie.

Il Centro è sotto la direzione di Roy Curtiss III, la cui squadra è stata geneticamente modificando l'agente patogeno in sforzi per produrre una nuova generazione di sicuro, efficiente ed economico vaccino efficace.

Vaccini Salmonella offrono un grande potenziale in crescenti esigenze di incontro per una protezione efficace contro le minacce esistenti ed emergenti. Uno di questi vaccini - progettato dal gruppo Curtiss e attualmente in sperimentazione di Fase I FDA - obiettivi la polmonite infantile, una malattia che continua a uccidere circa 2 milioni di persone l'anno, molte delle quali in via di sviluppo. Altri RASV di sono in varie fasi di sviluppo.

Tali vaccini sono attraenti per una serie di motivi. Essi in genere può essere prodotti molto più a buon mercato rispetto ai vaccini convenzionali, possono essere forniti per via orale piuttosto che attraverso l'iniezione e può conferire un'immunità a lungo termine senza la necessità di una dose di richiamo successiva. Inoltre, Salmonella stimola potentemente sia immunità cellulare e umorale, producendo una risposta forte, sistemica nel ricevente vaccino.

L'idea di base è RASVs riattrezzare geneticamente il batterio Salmonella in modo tale che esso conserva le sue forti proprietà immunogeniche senza causare malattia. Si è poi dotato di antigeni per la malattia particolare, il vaccino è stato progettato per proteggere contro. Questo metodo trojan introduce gli antigeni della malattia nascosti nel supporto Salmonella, che poi stimolano le risposte immunitarie.

Ma, come di questo studio gli autori spiegano, la tecnica promettente - potenzialmente applicabile per i vaccini contro qualsiasi agente patogeno - non è privo di sfide. Uno degli ostacoli più significativi riguarda la capacità di Salmonella di sopravvivere al duro ambiente dello stomaco, dove prevalgono (basso pH) condizioni altamente acide.

Presenti in natura, Salmonella non modificato sono evolute strategie sofisticate di tolleranza acidi e resistenza agli acidi, che consentono loro di sopravvivere all'ambiente stomaco. Per contro, ceppi di Salmonella modificati coltivate in laboratorio sono indeboliti o attenuati per migliorare la sicurezza. Il processo ha l'effetto negativo di ridurre notevolmente tolleranza acida di Salmonella.

Un certo numero di caratteristiche permettono normale Salmonella sopravvivere condizioni di scarsa pH. Due dei più importanti sono stati studiati in dettaglio. Il primo è noto come la risposta di acido tolleranza (ATR) e la seconda, il sistema di resistenza acido decarbossilasi arginina. Il secondo di questi meccanismi non è espresso in Salmonella coltura per l'uso di vaccini e il sistema ATR rimanente è spesso insufficiente a proteggere le cellule batteriche dai succhi gastrici.

Un approccio al problema è stato quello di proteggere il ceppo vaccinale da condizioni di pH basso da avvolgendo in una capsula enterica. In alternativa, i vaccini sono stati somministrati in combinazione con un antiacido per abbassare il pH dello stomaco, (tipicamente con bicarbonato di sodio).

Queste strategie migliorare la sopravvivenza dei ceppi di vaccino ma hanno lo svantaggio di privare Salmonella di incontrare l'ambiente pH basso, che agisce per segnalare i batteri che sono entrati l'ambiente host. Questi segnali stimolano la sovraregolazione di geni per aiutare Salmonella sopravvivere alla prossima fase di infezione nell'intestino, dove viene minacciata da acidi grassi a catena corta, peptidi antimicrobici e stress osmotico. Inoltre, l'induzione della normale risposta tolleranza acido migliora la capacità di Salmonella di invadere le cellule epiteliali nell'intestino.

In questo studio, i ricercatori hanno cercato di ristabilire la tolleranza acido in Salmonella modificata a livelli di pH di 3 e 2,5 per superare la perdita di tolleranza imposto da tre mutazioni genetiche comuni utilizzati per RASVs. Per fare questo, una versione ibrida del sistema di resistenza acido arginina decarbossilasi è stato creato. Questo sistema non solo era capace di indurre resistenza agli acidi in cellule coltivate Salmonella, ma potrebbe essere strettamente controllata mediante un promotore speciale, innescato dalla presenza del ramnosio zucchero.

L'uso del promotore ramnosio di indurre resistenza acido consente cellule coltivate per essere preparati per sopportare i rigori basso pH dello stomaco. Dopo le fasi iniziali dell'infezione, le cellule batteriche spendono il loro magazzino di ramnosio e la loro resistenza agli acidi viene poi rapidamente inibiti.

Esperimenti hanno confermato che il sistema ramnosio regolata potrebbe effettivamente salvare Salmonella dall'esposizione a condizioni di pH basso e che forniti cellule batteriche con un grado di protezione da ambienti acidi equivalente al sistema arginina decarbossilasi nativo.

I tre mutanti inadatte acidi utilizzati nello studio tutti hanno mostrato un miglioramento significativo in termini di sopravvivenza in condizioni di pH di 3 e 2,5. I risultati aprono la porta alla creazione efficiente e conveniente di ceppi altamente acide vaccinali resistenti che possono esibire il controllo a grana fine sotto un promotore ramnosio e possono essere prodotti su richiesta. Consentire l'esposizione ceppo del vaccino a basso pH gastrico dovrebbe migliorare ulteriormente le prestazioni, attivando geni di virulenza necessarie per la sopravvivenza successiva e la colonizzazione nell'intestino.

"In studi futuri, avremo bisogno di confermare che questo sistema, o di altri sistemi simili in costruzione, miglioreranno l'immunogenicità di un RASV," dice il co-autore Ken Roland. "Questo lavoro è in corso, ma posso dirvi che abbiamo dati preliminari che sostengono l'idea che il nostro sistema decarbossilasi arginina ramnosio regolamentato può migliorare in modo significativo l'immunogenicità e l'immunità protettiva di un RASV."

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