Исследователи разработали эффективную вакцину против коровьего паразита благодаря модификации структуры сахара в растении.
Имитирование структуры сахара в растениях играет решающую роль в разработке эффективных вакцин против желудочного червя Ostertagia ostertagi. Это было продемонстрировано Руудом Уилберсом из Университета Вагенингена и исследований (WUR) совместно с исследователями из Гентского университета и Медицинского центра Лейденского университета в ходе проверочного исследования.
Их исследования показывают, что вакцина, произведенная на заводе, защищает коров от паразита. Эти выводы были опубликованы в статье в Scientific Reports и послужат трамплином для более быстрой и устойчивой разработки вакцин против паразитов.
Заражение желудочными глистами является распространенным заболеванием у коров. Инфекция может привести к снижению производства молока и мяса и даже к заболеванию, если количество глистов велико. По этой причине зараженных коров обрабатывают дегельминтными средствами. Но это создает новые проблемы, по мнению исследователя Рууда Уилберса.
«Чрезмерное использование этих препаратов, например, слишком частое введение и в неправильной дозе, приводит к развитию устойчивости паразита к лекарствам. В частности, в западном мире, где ведется интенсивное животноводство, резистентность становится растущей проблемой. »
Более того, продолжает Уилберс, дегельминтизация не предлагает устойчивого решения. «Это просто гарантирует, что паразит будет удален из животного. Но в следующем году инфекция может вернуться, если корова проглотит яйцо, поедая траву. Поскольку инфицированные коровы распространяют яйца при каждом испражнении, пастбища остаются зараженными, сохраняя жизнеспособность паразита. Еще одна проблема с дегельминтизаторами заключается в том, что мы не знаем точно, что они делают. Они также могут попасть в мясо и молоко и распространиться в окружающую среду и почву».
Текущее производство вакцин нежелательно
Гораздо более эффективный и устойчивый подход — вакцинация коров против паразита. По словам Уилберса, в настоящее время существует три доступные вакцины против паразитических червей . «Единственная проблема в том, что для производства этих вакцин нет альтернативы, кроме как заражать животных. Антигены выделяют из живых паразитов. Этот метод нежелателен, прежде всего потому, что потом приходится заражать здоровых животных. Он также нерационален, если вы хотите разрабатывать вакцины в больших масштабах. Это потому, что вам понадобится очень много инфицированных коров, чтобы получить достаточно вакцины».
Альтернативный метод производства использует рекомбинантную систему экспрессии. Это включает в себя вставку генетического кода из ДНК антигена паразита в другой организм, например дрожжи или бактерию. Уилберс говорит: «Этот процесс производит антиген, необходимый для разработки вакцин. Единственная проблема этого метода заключается в том, что он не работает для желудочных червей . Исследователи из Гентского университета потратили десять лет, пытаясь идентифицировать правильный антиген. Но они обнаружили, что это больше не работает, если вы делаете это в дрожжах. Это потому, что другие организмы не могут реконструировать естественные структуры сахара (гликаны) паразита».
На конференции в Греции Уилберс познакомился с исследователями из Гента и узнал о проблеме, с которой они столкнулись. «Я был там на презентации о создании белков червей в нашей растительной системе экспрессии. Мы объединились и начали исследовать, как имитировать белок паразита в растениях. Первоначально вместе с LUMC мы изучали сахарный состав паразита и то, насколько он похож это то же самое, что и у растений. У желудочных червей гликаны не очень сложны по сравнению с другими червями-паразитами. Мы выяснили, какие остатки сахара находятся на них и какие ферменты необходимы для их образования».
«Основное преимущество растения перед другими системами экспрессии заключается в том, что у растения очень мало ферментов, управляющих сахарами», — говорит Уилберс. «Это позволяет легко удалить существующие структуры сахара и начать с «голой» структуры. Отсюда вы, так сказать, строите новую структуру, помещая поверх нее кубики сахара с выбранными ферментами. Это немного похоже на Lego. для экспертов. Растения также переносят эту модификацию. Затем мы позволяем ферментам новой структуры экспрессироваться в растении вместе с антигеном».
Исследование, подтверждающее концепцию, показывает эффективность вакцины
В ходе исследования, подтверждающего концепцию, исследователи показали, что состав сахара действительно имеет решающее значение для эффективности вакцины. «Это открытие является центральной темой статьи в журнале Scientific Reports. Предыдущие исследования предполагали это, но убедительных доказательств не было. Это открытие станет трамплином для создания вакцин против других паразитов домашнего скота, таких как печеночный двуустка, а также паразитов человека. Сейчас мы реализуем несколько проектов для дальнейшего изучения потенциала. Ожидается, что имитация структур сахара в растениях ускорит разработку вакцин против червей-паразитов».
В будущем Уилберс надеется полностью отделить сахар от белка. «У некоторых паразитов можно увидеть, что иммунный ответ , обеспечивающий защиту, сосредоточен на сахарах. Если вы сможете отделить элементы сахара от белка, это может еще больше облегчить производство вакцины . Это будет означать, что вам нужно будет только смотреть на организм паразита. состав сахара. Если нам удастся вакцинировать сахарными структурами, мы сможем разработать вакцины еще быстрее. Ведь в этом случае вам больше не придется идентифицировать отдельные антигены».
Теги: вакцина, млекопитающие, растения