Toksoplazmozise karşı rekombinant protein antijenleri içeren yeni bir adjuvant sistemi ile aşı geliştirilmesi

Abstract

Toksoplazmozis, insan ve hayvan popülasyonlarını etkileyen küresel bir sağlık sorunudur. Halihazırda, enfeksiyona karşı etkili bir tedavi bulunmamaktadır. Toksoplazmozise karşı güçlü bir koruyuculuk için parazitin yaşam döngüsünün farklı aşamalarını etkileyen bir aşıya ihtiyaç duyulmaktadır. Bu amaçla rekombinant protein aşıları araştırılmaktadır. Tez kapsamında, enfeksiyonun farklı aşamalarına etkili olan rekombinant BAG1ve GRA1 proteinleri, yeni geliştirilmiş kitosan ve Salmonella Typhi porinlerinin kombinasyonundan oluşan mikro- ve nanopartiküler adjuvant sistemleri ile kombine edilerek etkililiği ve koruyuculuğu yüksek bir aşı formülasyonunun geliştirilmesi hedeflenmiştir. Geliştirilen aşı sistemi karakterize edildikten sonra, BALB/c farelerde immünizasyon ve koruyuculuk çalışmaları gerçekleştirilmiştir. 21 gün arayla iki kez aşılama yapıldıktan sonra, hücresel (IFN-g ve IL-4) ve humoral yanıtlar (IgG, IgG1, IgG2a) incelenmiştir. İkinci aşılamadan üç hafta sonra fareler, oral gavaj yoluyla virülan T. gondii PRU suşunun 7-8 canlı doku kisti ile enfekte edilmiştir. Adjuvant varlığında, makrofajlar tarafından artmış hücresel alım, hücresel (IFN-g ve IL-4) ve humoral (IgG, IgG1, IgG2a) yanıtlar ve yüksek koruyuculuk elde edilmiştir. Nanopartiküler adjuvant sistemle karşılaştırıldığında, mikropartiküler adjuvant sistem ile elde edilen etkililik ve koruyuculuk daha yüksek bulunmuştur. Rekombinant proteinlerin kombinasyonu tek başına uygulandığında Th2-baskın immün yanıtı uyardığı, adjuvant sistem ile ise Th1-baskın immün yanıtı uyardığı bulunmuştur. Tez çalışmalarının sonucunda, T. gondii'ye karşı yeni adjuvant sistemlerin varlığında immün yanıtı artıran ve koruyuculuğu yüksek bir aşı sistemine başarıyla ulaşıldığı gösterilmiştir.Rekombinant BAG1 (bradizoitler tarafından eksprese edilir) ve rekombinant GRA1 (takizoitler ve enkiste bradizoitler tarafından eksprese edilir) toksoplazmozisin teşhis ve tedavisi için kullanılmaktadır. Tez danışmanı Şenel ve ekibi, porin içeren kitosan mikro ve nanopartiküllerden oluşan adjuvant sistemler geliştirilmiş ve geliştirilen sistemlerin adjuvant özellikleri in vitro ve in vivo olarak gösterilmiştir (TÜBİTAK-CONACYT İkili İşbirliği Projesi- 215S995). Bu tezde amacımız, toksoplazma enfeksiyonunda potansiyel altbirim aşı antijenleri olan rBAG1 ve rGRA1 kombinasyonunu kullanarak, geliştirmiş olduğumuz yeni adjuvant sistemlerinin aktivitesini in vitro ve in vivo olarak incelemektir.

Toxoplasmosis is a global health problem affecting human and animal populations. Currently, there is no effective treatment for the infection. For strong protection against toxoplasmosis, there is still a need for a vaccine which is effective on different stages of the parasite's life cycle. Recombinant protein vaccines have been investigated for this purpose. In this thesis, it was aimed to develop a vaccine formulation with enhanced efficacy and protection by using combination of recombinant BAG1 and GRA1 proteins incorporated with our developed micro- and nanoparticulate adjuvant systems, based on combination of chitosan and Salmonella Typhi porins. After characterization of the developed vaccine systems, immunization and protection studies were performed in BALB/c mice. Following two vaccinations with 21 day-intervals, cellular (IFN-g and IL-4) and humoral responses (IgG, IgG1, IgG2a) were examined. Three weeks after the second vaccination, mice were infected with 7-8 live tissue cysts of the virulent T. gondii PRU strain by oral gavage. In presence of adjuvant, increased cellular uptake by macrophages, enhanced cellular (IFN-g and IL-4) and humoral (IgG, IgG1, IgG2a) responses and high protection were obtained. The highest efficacy and protection were obtained with the microparticulate adjuvant system when compared to nanoparticulate adjuvant system. The combination of the recombinant proteins was found to induce Th2-bias immune responses, whilst in presence of adjuvant systems, Th1-bias immune responses were induced. In this thesis, it has been shown that a successful vaccine system was developed in presence of the newly developed adjuvant system resulting in enhanced immune responses against T. gondii with high protectivity.