ความก้าวหน้าล่าสุดในการค้นพบแอนติเจนของเห็บและการพัฒนาวัคซีนป้องกันเห็บ ตอนที่ 1

เชิงนามธรรม:

เห็บสามารถส่งผลกระทบอย่างร้ายแรงต่อสุขภาพของมนุษย์และสัตว์ทั่วโลก ก่อให้เกิดความสูญเสียทางเศรษฐกิจในแต่ละปี สารเคมีกำจัดอะคาไรด์ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายเพื่อควบคุมเห็บ ซึ่งส่งผลเสียต่อสิ่งแวดล้อมและส่งผลให้เกิดจำนวนเห็บที่ดื้อต่ออะคาไรด์ วัคซีนถือเป็นหนึ่งในทางเลือกที่ดีที่สุดในการควบคุมเห็บและโรคที่มีเห็บเป็นพาหะ เนื่องจากมีราคาไม่แพงและมีประสิทธิภาพมากกว่าการควบคุมด้วยสารเคมี วัคซีนที่ใช้แอนติเจนจำนวนมากได้รับการพัฒนาขึ้นจากความก้าวหน้าในปัจจุบันของเทคนิคทรานสคริปโตมิกส์ จีโนมิกส์ และโปรตีโอมิก

บางส่วนเหล่านี้ (เช่น Gavac® และ TickGARD®) มีจำหน่ายในเชิงพาณิชย์และใช้กันทั่วไปในหลายประเทศ นอกจากนี้ แอนติเจนใหม่จำนวนมากกำลังถูกตรวจสอบด้วยมุมมองของการพัฒนาวัคซีนป้องกันเห็บชนิดใหม่

อย่างไรก็ตาม จำเป็นต้องมีการวิจัยเพิ่มเติมเพื่อพัฒนาวัคซีนที่ใช้แอนติเจนใหม่และมีประสิทธิภาพมากขึ้น รวมถึงการประเมินประสิทธิภาพของ epitopes ต่างๆ ต่อเห็บสายพันธุ์ต่างๆ เพื่อยืนยันการเกิดปฏิกิริยาข้ามและความสามารถในการสร้างภูมิคุ้มกันสูง ในการทบทวนนี้ เราหารือเกี่ยวกับความก้าวหน้าล่าสุดในการพัฒนาวัคซีนที่ใช้แอนติเจน (แบบดั้งเดิมและที่ใช้ RNA) และให้ภาพรวมโดยย่อของการค้นพบล่าสุดของแอนติเจนใหม่ พร้อมกับแหล่งที่มา ลักษณะเฉพาะ และวิธีการที่ใช้ในการทดสอบ ประสิทธิภาพ.

แอนติเจนเป็นสารที่สามารถทำให้เกิดการตอบสนองทางภูมิคุ้มกัน รวมทั้งแบคทีเรีย ไวรัส เซลล์ ฯลฯ ภูมิคุ้มกันคือความสามารถของร่างกายในการตอบสนองต่อแอนติเจนภายนอก รวมถึงภูมิคุ้มกันโดยกำเนิดและภูมิคุ้มกันที่ได้มา ความสัมพันธ์ระหว่างแอนติเจนและภูมิคุ้มกันมีความใกล้ชิดกัน และภูมิคุ้มกันสามารถจดจำและโจมตีแอนติเจนได้ ดังนั้นจึงช่วยปกป้องร่างกายจากโรค ตัวอย่างเช่น เมื่อร่างกายมนุษย์สัมผัสกับเชื้อโรคบางชนิด ระบบภูมิคุ้มกันจะจดจำแอนติเจนและผลิตแอนติบอดีเพื่อโจมตีเพื่อหลีกเลี่ยงโรค ดังนั้นการทำงานร่วมกันระหว่างแอนติเจนและภูมิคุ้มกันจึงเป็นกลไกสำคัญในการรักษาสุขภาพที่ดี จากมุมมองนี้ เราจำเป็นต้องใส่ใจกับการปรับปรุงภูมิคุ้มกันในชีวิตประจำวันของเรา Cistanche มีผลอย่างมากต่อการปรับปรุงภูมิคุ้มกัน Cistanche อุดมไปด้วยสารต้านอนุมูลอิสระหลายชนิด เช่น วิตามินซี วิตามินซี แคโรทีนอยด์ ฯลฯ ส่วนผสมเหล่านี้สามารถกำจัดอนุมูลอิสระ ลดความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชั่น และเพิ่มความต้านทานของระบบภูมิคุ้มกัน

คลิกอาหารเสริม cistanche Deserticola

คำสำคัญ:

วัคซีน; ผู้สมัครแอนติเจน วัคซีนป้องกันเห็บ ควบคุมเห็บ

1. บทนำ

เห็บเป็นปรสิตภายนอกที่รบกวนมนุษย์และสัตว์และมีส่วนทำให้เกิดความสูญเสียทางเศรษฐกิจอย่างมาก พวกมันเป็นพาหะนำโรคที่สำคัญอันดับสองในมนุษย์รองจากยุง [1,2] นอกจากนี้ยังเป็นหนึ่งในพาหะที่สำคัญที่สุดสำหรับการแพร่โรคที่ส่งผลกระทบต่ออุตสาหกรรมปศุสัตว์และสัตว์เลี้ยงทั่วโลก [3–5] เห็บมีศัตรูตามธรรมชาติน้อย ทำให้ควบคุมการติดเชื้อเห็บได้ยาก สารเคมีกำจัดอะคาไรด์ได้ผลเพียงบางส่วน โดยมีข้อเสียที่ไม่ใช่เป้าหมายหลายประการ รวมถึงการเลือกเห็บที่ดื้อต่ออะคาริไซด์ และการปนเปื้อนของสิ่งแวดล้อมและผลิตภัณฑ์จากสัตว์ด้วยสารเคมีตกค้าง [6]

นอกจากนี้ เพื่อควบคุมโรคที่เกิดจากเห็บ วัคซีนที่ใช้แอนติเจนบางตัวถูกนำมาใช้ในหลายประเทศ อย่างไรก็ตาม จำเป็นต้องมีแนวทางใหม่และมีประสิทธิภาพมากขึ้น รวมถึงการพัฒนาวัคซีนใหม่ที่กำหนดเป้าหมายการแพร่ระบาดของเห็บและการติดเชื้อก่อโรค [7,8]

ตามเนื้อผ้า หลักการ "แยก-ไม่ออกฤทธิ์-ฉีด" มีบทบาทสำคัญในการออกแบบและพัฒนาวัคซีนสำหรับควบคุมปรสิต/เชื้อโรค วัคซีนรุ่นแรกประกอบด้วยเชื้อโรคที่ยังมีชีวิตอยู่ ทำให้อ่อนฤทธิ์ หรือถูกฆ่าตาย วัคซีนรุ่นที่สองประกอบด้วยส่วนประกอบของปรสิต/เชื้อโรคที่บริสุทธิ์และได้รับการพัฒนาขึ้นจากความก้าวหน้าในการเพาะเลี้ยงเซลล์ เคมีโพลีแซคคาไรด์ เทคโนโลยีดีเอ็นเอรีคอมบิแนนท์ และภูมิคุ้มกันวิทยา [9,10] ความก้าวหน้าของจีโนมิกส์และ "โอมิกส์" อื่นๆ ในช่วงสองทศวรรษที่ผ่านมาส่งผลให้มีการพัฒนาวัคซีน "รุ่นที่สาม" โดยอาศัยเทคโนโลยี เช่น โอมิกเชิงหน้าที่ วิทยาการฉีดวัคซีนย้อนกลับ และแนวทางชีววิทยาระบบ

เพื่อเอาชนะข้อจำกัดของแนวทางการพัฒนาวัคซีนแบบเดิม การพัฒนาวัคซีนจึงได้รับการปรับแต่งมากขึ้น โดยเน้นที่แอนติเจนมอยอิตีที่เป็นเป้าหมายของการตอบสนองของภูมิคุ้มกันป้องกัน [11,12] โดยมีมุมมองกว้างๆ ของเชื้อโรคและปฏิสัมพันธ์กับมัน ระบบภูมิคุ้มกันของร่างกาย [13] ดังนั้น วิทยาการวัคซีนสมัยใหม่จึงพึ่งพาแนวทางโอมิกส์แบบใหม่มากขึ้น โดยใช้เทคโนโลยีล้ำสมัยที่ให้ปริมาณงานสูง เช่น จีโนมิกส์ ทรานสคริปโตมิกส์ และโปรตีโอมิกส์ พร้อมกับความก้าวหน้าในวิทยาภูมิคุ้มกันพื้นฐาน ชีววิทยาโฮสต์และเชื้อโรค อิมมูโนมิกส์ ชีวสารสนเทศขั้นสูง ความเข้าใจและนวัตกรรมทางเทคโนโลยี

เมื่อเทียบกับการใช้สารเคมี การฉีดวัคซีนเป็นทางเลือกที่ฉลาดเพราะปลอดภัยต่อสิ่งแวดล้อมและประหยัดต้นทุนในการควบคุมการแพร่ระบาดของเห็บ [12,14] แม้ว่าการฉีดวัคซีนเป็นกลยุทธ์ที่มีเหตุผลในการควบคุมการแพร่ระบาดของเห็บ แต่จนถึงขณะนี้มีวัคซีนเพียงไม่กี่ชนิดเท่านั้นที่จำหน่ายในเชิงพาณิชย์ โดยมีความกังวลน้อยที่สุดเกี่ยวกับการเหนี่ยวนำของภูมิคุ้มกันข้ามปฏิกิริยาต่อสายพันธุ์เห็บ [15]

เพื่อพัฒนาวัคซีนชนิดใหม่ สิ่งสำคัญคือต้องระบุและระบุลักษณะเฉพาะของแอนติเจนใหม่ที่จะได้รับการอนุรักษ์และมีความสามารถในการกระตุ้นภูมิคุ้มกันข้ามปฏิกิริยาในสปีชีส์เจ้าบ้าน เป้าหมายของการทบทวนนี้คือเพื่อให้ภาพรวมของวัคซีนแบบดั้งเดิมและแบบ RNA และความเป็นไปได้ของการประยุกต์ใช้และแอนติเจนใหม่ที่มีศักยภาพที่จะถูกนำไปใช้เป็นแอนติเจนที่มีแนวโน้มในการพัฒนาวัคซีน

2. การระบุแอนติเจน: แผนที่ถนนสู่การพัฒนาวัคซีนป้องกันเห็บ

การระบุแอนติเจนเป็นสิ่งสำคัญยิ่งสำหรับการพัฒนาวัคซีนป้องกันเห็บ สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจกลไกระดับโมเลกุลที่เกี่ยวข้องกับปฏิสัมพันธ์ระหว่างโฮสต์-ปรสิต-เชื้อโรค เพื่อระบุแอนติเจนที่มีแนวโน้มว่าจะทำหน้าที่เป็นผู้สมัคร/เป้าหมายสำหรับการพัฒนาวัคซีน แอนติเจนในอุดมคติกระตุ้นให้เกิดการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันที่ยาวนานและมีประสิทธิภาพในโฮสต์ [16,17] มีการศึกษาจำนวนมากตั้งแต่ Allen และ Humphreys ตีพิมพ์การค้นพบของพวกเขาในปี 1979 โดยใช้แอนติเจนหลายชนิด รวมทั้งเห็บที่เป็นเนื้อเดียวกันและอวัยวะภายใน เพื่อกระตุ้นให้เกิดภูมิคุ้มกันต่อเห็บในระดับต่างๆ [16]

มีความเป็นไปได้ใหม่หลายอย่างในการทำนาย คัดกรอง และระบุแอนติเจนที่ป้องกันการแพร่ระบาดของเห็บ ตั้งแต่ Ixodes scapularis ซึ่งเป็นเห็บชนิดแรกที่ได้รับการจัดลำดับ [18] ขณะนี้มีฐานข้อมูลนิวคลีโอไทด์และโปรตีนมากมายจากเนื้อเยื่อเห็บและระยะการพัฒนาที่แตกต่างกัน และมีสิ่งกระตุ้นที่หลากหลายที่ส่งผลต่อเห็บ เช่น การให้อาหารเห็บหรือการติดเชื้อเชื้อโรค [17,19]

ความน่าจะเป็นในการเลือกสารป้องกันแอนติเจนที่ได้รับจากเห็บเพื่อควบคุมการแพร่ระบาดของเห็บและการติดเชื้อก่อโรคก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน อันเป็นผลมาจากความก้าวหน้าล่าสุดในเทคโนโลยีโอมิกส์ (เช่น ทรานสคริปโตมิกส์ โปรตีโอมิกส์ และเมแทบอโลมิกส์) [20] นอกจากนี้ การใช้ Reverse Vaccinology (RV) หรือ Vaccinomics ทำให้สามารถค้นพบแอนติเจนของวัคซีนชนิดใหม่ได้ [20]

ด้วยเหตุนี้ โปรตีนสังเคราะห์และโปรตีนรีคอมบิแนนท์จึงได้รับการประเมินและแสดงให้เห็นว่าสามารถกระตุ้นการสร้างภูมิคุ้มกันในระดับหนึ่งได้ จุดประสงค์ของส่วนนี้คือเพื่อหารือเกี่ยวกับตัวเลือกแอนติเจนที่มาจากเนื้อเยื่อต่างๆ ซึ่งได้รับการระบุ ประเมินประสิทธิภาพ และกำลังได้รับการพิจารณาว่าเป็นตัวเลือกที่มีศักยภาพสำหรับการพัฒนาวัคซีนป้องกันเห็บ โดยอ้างอิงจากเอกสารที่มีอยู่ (ตารางที่ 1 และ รูปที่ 1).

รูปที่ 1 ภาพรวมของการแจกจ่ายและการประเมินประสิทธิภาพของรูปแบบเป้าหมายแอนติเจนของวัคซีนป้องกันเห็บสำหรับการป้องกันการแพร่กระจายของเห็บและโรคที่มีเห็บเป็นพาหะ

2.1. ผู้สมัครแอนติเจนที่เกี่ยวข้องกับไข่

ไข่แดงเป็นส่วนประกอบที่จำเป็นสำหรับการพัฒนาของเห็บ เนื่องจากทำหน้าที่เป็นแหล่งกักเก็บโปรตีนหลายชนิดที่มีบทบาทสำคัญในการพัฒนาตัวอ่อนของสัตว์ขาปล้องเหล่านี้ [21,22] เช่นเดียวกับแมลง โปรตีนไข่แดงจะถูกสังเคราะห์ในร่างกายที่เป็นไขมันของเห็บ [21,23] การย่อยสลายไข่แดงนั้นเกิดจากเอนไซม์หลายชนิดที่พบในไข่ Boophilus Yolk pro-Cathepsin (BYC) เป็นตัวอย่างของโปรตีนไข่แดงที่แยกได้จากไข่ R. microplus และมีรายงานว่ามีส่วนร่วมในกระบวนการสร้างตัวอ่อนของเห็บ

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เอนไซม์เหล่านี้มีบทบาทสำคัญในการย่อยสลายไวเทลลีน ซึ่งเป็นส่วนประกอบโปรตีนที่สำคัญของไข่แดง [21] BYC ถูกแยกออกเป็นครั้งแรกโดย da Silva Vaz Jr และคณะ [24] จากไข่ R. microplus และจากนั้นจึงได้รับการฉีดวัคซีนเข้าไปในวัวเพื่อกำหนดบทบาทของมันในการเหนี่ยวนำภูมิคุ้มกันของโฮสต์ เอนไซม์นี้พบว่าสามารถป้องกันเห็บได้บางส่วนและกระตุ้นการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันในโค แต่ประสิทธิภาพของมันอยู่ระหว่าง 14 เปอร์เซ็นต์ถึง 36 เปอร์เซ็นต์ การศึกษาต่อมาแสดงโปรตีน BYC ชนิดลูกผสมในระบบการแสดงออกของโปรคาริโอต (E. coli)

ที่น่าสนใจคือโปรตีนรีคอมบิแนนท์มีประสิทธิภาพโดยรวมสูงกว่า (ร้อยละ 25.24 ) เมื่อเทียบกับเอนไซม์ที่แยกได้โดยตรงจากไข่แดง [25,26] ปรากฏว่ามีปัจจัยต่างๆ ที่อาจส่งผลต่อประสิทธิภาพของโปรตีนนี้ เช่น วิธีการเตรียมโปรตีน BYC สามารถมีอิทธิพลต่อโครงสร้างโปรตีนและหน้าที่ในท้ายที่สุด นอกจากนี้ การเปลี่ยนแปลงนี้อาจเกี่ยวข้องกับสายพันธุ์ของเห็บหรือเงื่อนไขการทดลองอื่นๆ [24]

ไวเทลลินซึ่งเป็นลิโพไกลโคโปรตีนที่พบในไข่แดงเช่นเดียวกับโปรตีนไข่แดงอื่นๆ ถูกสังเคราะห์ในร่างกายที่เป็นไขมันของสัตว์ขาปล้อง [27,28] ในเห็บ ไวเทลลินหรือไวเทลโลเจนินมีความสำคัญต่อการพัฒนาของไข่และการวางไข่ ดังที่เห็นได้จากการยับยั้งยีนไวเทลโลเจน 3 ยีนใน H. longicornis [29] โปรตีนไวเทลลินบริสุทธิ์จากไข่เห็บโดยเป็นสารเชิงซ้อนที่ไม่โควาเลนต์ของโพลีเปปไทด์หกชนิดที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูง (44–107 กิโลดาลตัน) ควบคู่ไปกับการศึกษานี้ ไกลโคโปรตีน 80 kDa (GP80) ถูกแยกและทำให้บริสุทธิ์จากตัวอ่อน R. microplus

โปรตีนทั้งสองได้รับการฉีดวัคซีนเพื่อตรวจสอบประสิทธิภาพ การฉีดวัคซีนไวเทลลินและ GP80 มีประสิทธิภาพโดยรวม 68 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งบ่งชี้ว่าวัคซีนที่มีแอนติเจนทั้งสองชนิดสามารถกระตุ้นการตอบสนองทางภูมิคุ้มกัน และยังให้การป้องกันบางส่วนต่อ R. microplus ในโฮสต์ของแกะ [28]

ที่น่าสังเกตคือ เมื่อ recombinant hexahis-GP80 (HH-GP80) ซึ่งพับอย่างไม่ถูกต้องและไม่ถูกไกลโคซิเลต ถูกฉีดเข้าไปในโฮสต์ภายใต้เงื่อนไขการทดลองเดียวกัน มันไม่แสดงประสิทธิภาพ [28] จากการค้นพบของการศึกษาข้างต้น ปรากฏว่าการฉีดวัคซีนไวเทลลินและ GP80 สามารถกระตุ้นการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันในแกะ และอาจป้องกันแกะจากเห็บ B. micro plus ได้บางส่วน การพับที่ถูกต้องของ HH-GP80 มีความสำคัญต่อการทำงานของมัน เนื่องจากเอพิโทปที่มีการป้องกันเกี่ยวข้องกับการพับของโปรตีนและ/หรือโอลิโกแซ็กคาไรด์ที่ติดอยู่กับมัน และเอพิโทปเหล่านี้จำเป็นสำหรับการทำงานของมัน

Vitellin degrading cysteine ​​endopeptidase (VTDCE) เป็นเอนไซม์ที่เกี่ยวข้องกับไข่อีกชนิดหนึ่งที่ถูกระบุและแยกได้โดย Seixas และคณะ [30]. เช่นเดียวกับ BYC โปรตีนจากเอนไซม์นี้ไม่ได้ถูกสังเคราะห์ในรังไข่ของ R. microplus และเกี่ยวข้องกับการไฮโดรไลซิสของไวเทลลิน ดังนั้นจึงให้สารอาหารแก่ตัวอ่อนที่กำลังพัฒนา

อย่างไรก็ตาม พบว่าเอนไซม์ทั้งสองควบคุมการย่อยของไวเทลลินต่างกัน [30] ต่อมากลุ่มวิจัยเดียวกันได้วิเคราะห์โปรตีน VTDCE บริสุทธิ์เป็นแอนติเจน และพบว่าโปรตีนนี้ยังช่วยป้องกันเห็บได้บางส่วน เนื่องจากการสร้างภูมิคุ้มกันของปศุสัตว์ส่งผลให้ประสิทธิภาพร้อยละ 21 และน้ำหนักไข่ที่เจริญพันธุ์ลดลงร้อยละ 17.6 [31] โปรตีนที่เกี่ยวข้องกับไข่ BYC และ VTDCE ให้การป้องกันที่จำกัดต่อโฮสต์จากการเข้าทำลายของเห็บ และด้วยเหตุนี้จึงดูเหมือนว่าจะไม่ใช่แอนติเจนที่เหมาะสมเมื่อใช้เพียงอย่างเดียวในวัคซีน

2.2. ผู้สมัครแอนติเจนที่เกี่ยวข้องกับต่อมน้ำลาย

เห็บมีโปรตีนคล้ายเอนไซม์ที่สร้าง angiotensin ซึ่งสามารถควบคุมความดันโลหิตโดยควบคุมปริมาตรของของเหลว คล้ายกับเอนไซม์เปลี่ยน angiotensin ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม [32,33] การควบคุมนี้ช่วยให้เห็บสามารถกินเลือดของเจ้าบ้านได้อย่างต่อเนื่อง ต่อมน้ำลายและลำไส้ส่วนกลางของเห็บ B. micro plus มีไกลโคโปรตีนในปริมาณต่ำ ซึ่งมีชื่อว่า Bm91 [32] ปัจจุบัน Bm91 ไม่รวมอยู่ในวัคซีนป้องกันเห็บเชิงพาณิชย์ แต่ถือว่าเป็นตัวเลือกสำหรับควบคุมเห็บ [34] เมื่อประเมินโปรตีน recombinant Bm91 เพียงอย่างเดียวภายใต้สภาพพื้นที่ที่มีการแพร่ระบาดของเห็บตามธรรมชาติ ผลลัพธ์ที่ได้น่าผิดหวัง เนื่องจากโปรตีนนี้มีประสิทธิภาพเพียง 6 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งดูเหมือนว่าไม่เหมาะสมสำหรับการพัฒนาวัคซีนสำหรับควบคุมเห็บ [35]

อย่างไรก็ตาม เมื่อรวมโปรตีน Bm91 ชนิดลูกผสมซึ่งผลิตในเชื้อ E. coli ร่วมกับ Bm86 (ตัวเลือกแอนติเจนที่ใช้ในวัคซีนเชิงพาณิชย์) แล้วนำโปรตีนผสมนี้มาใช้เป็นวัคซีน ผลลัพธ์ที่ได้มีแนวโน้มดีกว่ามาก เนื่องจากการเพิ่ม Bm91 ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของแอนติเจน Bm86 [33] ซึ่งบ่งชี้ว่าการรวมกันของโปรตีนทั้งสองนี้ (Bm91 และ Bm86) ดูเหมือนจะเป็นกลยุทธ์ที่มีประสิทธิภาพในการพัฒนาสารต่อต้านใหม่ -ติ๊กวัคซีน.

การวิเคราะห์การแสดงออกของยีนทรานสคริปโตมิกและดิฟเฟอเรนเชียลของต่อมน้ำลายได้แสดงให้เห็นว่าจีโนมของเห็บ (เช่น R. microplus และ Dermacentor andersoni) ประกอบด้วยลำดับโปรตีนที่ชื่อว่าโปรตีนไหมแฟลเจลลีฟอร์ม [36,37] ลักษณะเฉพาะของการแสดงออกของยีนที่แตกต่างกันในต่อมน้ำลายของ R. microplus ในการตอบสนองต่อการติดเชื้อ A. marginale เน้นให้เห็นกลไกระดับโมเลกุลว่าเห็บมีปฏิสัมพันธ์กับเชื้อโรคอย่างไร การศึกษาการทำงานในภายหลังได้แสดงให้เห็นว่าโปรตีนไหมแฟลกเจลลีฟอร์ม (SILK) อาจมีบทบาทสำคัญในการติดเชื้อและการเพิ่มจำนวนของ A. marginale ในเห็บ ปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุลที่ได้มาจากเห็บและเชื้อโรคนั้นเกี่ยวข้องกับการเพิ่มจำนวนของ A. marginale ในเซลล์ต่อมน้ำลาย [36,38]

จากการศึกษานี้ มีการเสนอว่าโปรตีนไหมแฟลกเจลลีฟอร์มสามารถเป็นแอนติเจนที่เหมาะสมในการพัฒนาวัคซีน เพื่อจุดประสงค์นี้ Merino และคณะ [14] ผลิตโปรตีนไหมแฟลกเจลลีฟอร์มรีคอมบิแนนท์และวิเคราะห์กิจกรรมแอนติเจนของมันโดยการฉีดเข้าไปในโคโฮสต์ โปรตีนรีคอมบิแนนท์พบว่าเป็นสารแอนติเจนที่ดีเยี่ยม เนื่องจากให้การป้องกัน 62 เปอร์เซ็นต์ต่อการรบกวนของเห็บและการติดเชื้อที่มีเห็บเป็นพาหะ (เช่น บาบิซิโอซิส) ในโค การฉีดวัคซีนด้วยโปรตีนไหมแฟลกเจลลีฟอร์มลดการเพิ่มจำนวนของ A. marginale ในโค ระดับแอนติบอดีของแอนติบอดีที่จำเพาะต่อแอนติเจนมีความสัมพันธ์กับจำนวนเห็บและการติดเชื้อที่ลดลง ซึ่งบ่งชี้ว่าผลของวัคซีนเป็นผลมาจากการตอบสนองของแอนติบอดี

นอกจากนี้ การแสดงออกของแอนติเจนของวัคซีนที่เข้ารหัสยีนในการให้อาหารเห็บในโคก็ได้รับผลกระทบจากการฉีดวัคซีนและการติดเชื้อร่วมกับ A. marginale และ B. bigemina ดังนั้น ดูเหมือนว่าวัคซีนที่ใช้โปรตีนจากเห็บซึ่งเกี่ยวข้องกับปฏิสัมพันธ์ของพาหะและเชื้อโรคสามารถมีประสิทธิภาพในการควบคุมการแพร่ระบาดของเห็บและป้องกันการติดเชื้อของเชื้อโรคในเวลาเดียวกัน [14]

Salp15 เป็นโปรตีนในน้ำลายที่กดภูมิคุ้มกันของ I. scapularis ที่มีน้ำหนักโมเลกุล 15 kDa ที่ยับยั้งการกระตุ้นเซลล์ CD4 บวก T, กิจกรรมเสริม, การผลิตไซโตไคน์ และการทำงานของเซลล์ dendritic ในโฮสต์ [39–41] การศึกษาต่อมาได้ตรวจสอบกลไกระดับโมเลกุลของ Salp15 โปรตีนที่ผิวนอก OspC ผลิตโดย B. burgdorferi ที่ผิวนอกของเซลล์ การผลิตสไปโรเชเตส (B. burgdorferi spirochetes) ในลำไส้ของเห็บที่ติดเชื้อนั้นเริ่มต้นขึ้นเมื่อมันกินเลือดจากโฮสต์ ซึ่งจะถูกส่งต่อไปยังโฮสต์

ในระหว่างการออกจากต่อมน้ำลายและการส่ง B. burgdorferi spirochetes ไปยังโฮสต์ Salp15 โต้ตอบทางกายภาพกับ OspC บนพื้นผิวของ B. burgdorferi spirochetes ซึ่งอำนวยความสะดวกในการอยู่รอดของ spirochetes การแพร่กระจายของเชื้อโรค และการติดเชื้อของโฮสต์ [38,42 ]. ปฏิสัมพันธ์ของ Salp15 – OspC อาจทำให้ OspC บดบังจากการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันของโฮสต์ ดังนั้น spirochete จึงได้รับการปกป้องจากการตอบสนองทางภูมิคุ้มกัน [38] เมื่อเร็ว ๆ นี้ ระบบการแสดงออกของ Escherichia coli ถูกนำมาใช้เพื่อสังเคราะห์โปรตีนรีคอมบิแนนท์ Salp15 และพบว่าระบบนี้มีประสิทธิภาพในการผลิตโปรตีนนี้ในปริมาณมากและมีความสามารถในการละลายได้ดี คุณลักษณะเหล่านี้ของโปรตีนรีคอมบิแนนท์ Salp15 บ่งชี้ว่ามีการใช้งานจริงและสามารถใช้เพื่อสร้างวัคซีนป้องกันเห็บได้ [41,43,44]

Metalloprotease (MPs) เป็นโปรตีนมัลติฟังก์ชั่นที่มีส่วนร่วมในกระบวนการทางสรีรวิทยาและพยาธิวิทยาที่ซับซ้อนหลากหลายในสิ่งมีชีวิต [45] มีการระบุ MP หลายตัวในเห็บชนิดต่าง ๆ และถือว่ามีความสำคัญต่อการรักษาฟังก์ชันที่เกี่ยวข้องกับอาหารในเลือดในเห็บ [46–49] ตัวอย่างเช่น ต่อมน้ำลายของเห็บ ixodid มี MPs ที่ได้รับการยอมรับว่าเป็นองค์ประกอบที่ออกฤทธิ์ทางชีวภาพที่สำคัญในการทำงานทางสรีรวิทยาที่สำคัญ และดังนั้นจึงถูกพิจารณาเพื่อใช้เป็นเป้าหมายที่เป็นไปได้ในกลยุทธ์การควบคุมเพื่อต่อสู้กับปรสิตภายนอกเหล่านี้ [49] เพื่อประเมินศักยภาพแอนติเจนของ MPs, Ali et al. (2015) [50] ขยายส่วนของลำดับที่เข้ารหัส R. micro plus MP แสดงเป็นโปรตีนรีคอมบิแนนท์ และใช้รูปแบบบริสุทธิ์ของโปรตีนนี้เป็นแอนติเจนของวัคซีนต่อต้าน R. microplus ในโค [50] โปรตีนรีคอมบิแนนท์ R. micro บวก MP แสดงประสิทธิภาพโดยรวมที่ 60 เปอร์เซ็นต์

นอกจากนี้ยังลดจำนวนการให้อาหารเห็บ จำนวนไข่ที่ผลิต และจำนวนไข่ที่ฟักออก ทำให้ [41] เป็นตัวเลือกที่เหมาะสำหรับการพัฒนาวัคซีนป้องกันเห็บ [50] เพื่อสำรวจตัวเลือกแอนติเจนที่เหมาะสมเพิ่มเติมจาก R. microplus, Maruyama และคณะ [51] ทำการศึกษา RNA-seq บนต่อมน้ำลายในทุกขั้นตอนของการให้อาหาร R. microplus และตรวจพบชิ้นส่วนจากทรานสคริปโตมซึ่งคล้ายกับ MP (Rm239) พร้อมกับยีนอื่นๆ อีกสามยีน ได้แก่ Rm39, Rm76 และ Rm180 . การใช้โปรตีนเหล่านี้เป็นวัคซีนแสดงให้เห็นว่าโปรตีนทั้งหมดสามารถยับยั้งการตอบสนองของการห้ามเลือด ยับยั้งการตอบสนองของแอนติบอดีของโฮสต์ และลดความสามารถของเห็บในการผูกมัดกับโฮสต์โดยใช้โปรตีนซีเมนต์ที่อุดมด้วยไกลซีน

ดังนั้น ผู้เขียนจึงพัฒนาวัคซีนป้องกันเห็บแบบหลายองค์ประกอบโดยใช้โปรตีนสี่ชนิดที่แตกต่างกันนี้ [51] การสร้างภูมิคุ้มกันให้กับโคด้วยวัคซีนหลายองค์ประกอบนี้ส่งผลให้การแพร่ระบาดของเชื้อ R. microplus ลดลงร้อยละ 73.2 ซึ่งบ่งชี้ว่าสูตรของวัคซีนต่อต้านเห็บที่มีหลายแอนติเจนอาจมีประสิทธิภาพมากกว่าวัคซีนที่มีส่วนประกอบเดียว [51]

ไรโบโซมหรือที่เรียกว่าโรงงานโปรตีนเป็นส่วนประกอบของสิ่งมีชีวิตทั้งหมด แสดงให้เห็นว่าไรโบโซมโปรตีน P{{0}} มีบทบาทสำคัญในการควบคุมกิจกรรมการแปลของไรโบโซมและช่วยให้สิ่งมีชีวิตปรับเมแทบอลิซึมให้เข้ากับสภาพแวดล้อมต่างๆ อยู่ในกลุ่มของโปรตีนที่เป็นกรดซึ่งมีโครงสร้างคล้ายก้านในไรโบโซมหน่วยย่อยที่ใหญ่ที่สุดของไรโบโซม [52] มีหลักฐานที่แสดงให้เห็นว่าน้ำลายของเห็บมีโปรตีนไรโบโซมที่มีบทบาทในการหลบเลี่ยงกลไกการป้องกันของโฮสต์ [53–55] มีรายงานเมื่อเร็วๆ นี้ว่ากระต่ายที่ได้รับการฉีดวัคซีนด้วยโปรตีนไรโบโซมชนิดรีคอมบิแนนท์ P0 แสดงการตอบสนองทางร่างกายที่รุนแรง ซึ่งโดยหลักแล้วลดการลอกคราบของตัวอ่อนและการสืบพันธุ์ของตัวเมีย โปรตีนแสดงการป้องกัน 57.5 เปอร์เซ็นต์ต่อการแพร่ระบาดของ O. erraticus แต่ไม่ได้ให้การป้องกันข้ามการแพร่ระบาดของเห็บแอฟริกัน Ornithodoros moubata [56]

ในการศึกษาอื่น นักวิจัยสังเคราะห์เปปไทด์ของกรดอะมิโน 20 ชนิดทางเคมี ซึ่งได้มาจากโปรตีนไรโบโซม P0 ของเห็บ Rhipicephalus และเชื่อมเข้ากับโปรตีน Keyhole Limpet Hemocyanin (KLH) ของ Megathura crenulate เพื่อทำหน้าที่เป็นแอนติเจนต่อต้าน R. microplus ซึ่งแสดงประสิทธิภาพ 96 เปอร์เซ็นต์ในวัว [57] ในการศึกษานี้ ผลการวิจัยชี้ให้เห็นว่า P0 ที่ผันเข้าสู่ KLH เป็นวัคซีนที่ดีเยี่ยม อย่างไรก็ตาม การผลิตวัคซีนดังกล่าวจะมีราคาสูงและอาจไม่คุ้มทุนสำหรับปศุสัตว์ ดังนั้นจึงจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องดำเนินการวิจัยเพิ่มเติมเกี่ยวกับการผลิตวัคซีนแอนติเจนชนิดรีคอมบิแนนท์ เพื่อประเมินประสิทธิภาพและทำให้การผลิตวัคซีนมีศักยภาพทางเศรษฐกิจมากขึ้น

สารยับยั้งซีรีนโปรติเอส: ความพยายามที่จะแยกแอนติเจนจากสายพันธุ์เห็บได้ระบุสารยับยั้งซีรีนโปรติเอส (serpins) บางชนิด ซึ่งดูเหมือนว่าจะมีความสามารถของแอนติเจน Serpins มีส่วนร่วมในกิจกรรมทางสรีรวิทยาต่างๆ ในสัตว์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในวัวควาย ซึ่งพวกมันมีอิทธิพลต่อการแข็งตัวของเลือด การเปลี่ยนแปลงเวลาของ prothrombin และการกระตุ้นเวลาของ thromboplastin บางส่วน [58–60] Serpins รบกวนระบบภูมิคุ้มกันของเห็บและช่วยอำนวยความสะดวกในกระบวนการให้อาหารเริ่มต้นของปรสิตเหล่านี้ [61] Andreotti และคณะ [62] สารยับยั้ง R. micro plus trypsin ที่แยกและจำแนกได้ (BmTIs) จากสารสกัดตัวอ่อน

ในการประเมินกิจกรรมแอนติเจนของมัน โคลูกผสมได้รับการฉีดวัคซีน BmTI ซึ่งพบว่าขัดขวางการย้ายถิ่นของเม็ดเลือดขาวที่บริเวณตรึงตัวอ่อน [63,64] การฉีดวัคซีนให้กับลูกโคที่มีแอนติเจน BmTI ช่วยลดจำนวนเห็บตัวเมียที่คัดท้องและน้ำหนักของพวกมันได้อย่างน่าทึ่ง ส่งผลให้มีประสิทธิภาพ 72.8 เปอร์เซ็นต์ในการต่อต้านเชื้อ R. microplus ข้อมูลนี้ชี้ให้เห็นว่าการสร้างภูมิต้านทาน BmTI อาจมีผลในช่วงแรกของการพัฒนาตัวอ่อน [65] ในการตรวจสอบว่า BmTI ที่ถูกตัดทอนสามารถกระตุ้นการสร้างภูมิคุ้มกันได้หรือไม่ ได้ทำการสังเคราะห์ชิ้นส่วน N-terminal ของ BmTI และแสดงประสิทธิภาพที่ต่ำกว่า (18.4 เปอร์เซ็นต์) ในโคเมื่อเทียบกับโปรตีนเต็มความยาว

ดังนั้น การสร้างภูมิคุ้มกันด้วยโดเมนปลาย N นั้นไม่เพียงพอที่จะปรับปรุงผลกระทบของ BmTIs ต่อปฏิสัมพันธ์ของโฮสต์และปรสิต [64] ในทำนองเดียวกัน เมื่อใช้สารยับยั้งทริปซินของตัวอ่อน R. microplus ชนิดรีคอมบิแนนท์ (rRmLTIs) ในการทดลองวัคซีน ประสิทธิภาพ (ร้อยละ 32) ก็ต่ำอีกครั้ง ซึ่งบ่งชี้ว่าทั้งโปรตีนรีคอมบิแนนท์ที่ถูกตัดออกหรือโปรตีนรีคอมบิแนนท์ทั้งหมดมีประสิทธิภาพน้อยลง อาจเป็นเพราะขาด การพับโปรตีนในหลอดทดลองอย่างแม่นยำ โดยรวมแล้ว ผลลัพธ์เหล่านี้บ่งชี้ว่าสารยับยั้งทริปซินดูเหมือนจะเหมาะสมในการผลิตวัคซีนที่มีประสิทธิภาพ อย่างไรก็ตาม วิธีการผลิตในปริมาณมากจำเป็นต้องได้รับการปรับปรุงเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ [66] เซอร์พินอื่น ๆ ได้รับการประเมินว่าเป็นตัวเลือกวัคซีนป้องกันเห็บที่เป็นไปได้จากสายพันธุ์ต่าง ๆ รวมถึง Amblyomma americanum (AAS19), Haemaphysalis longicornis (HLS2), Rhipicephalus (Boophilus) microplus และอื่น ๆ เซอร์พินทั้งหมดเหล่านี้แสดงการป้องกันบางส่วนแก่เจ้าบ้าน อย่างไรก็ตาม ระดับการป้องกันอาจแตกต่างกันไปตามสายพันธุ์เห็บและชนิดของงู [67–69]

การรวมโปรตีนจากเห็บหนึ่งตัวหรือมากกว่าเข้าไปในห่วงโซ่โพลีเปปไทด์เดียวแสดงถึงกลยุทธ์การฉีดวัคซีนป้องกันเห็บที่น่าสนใจ ดังนั้น สารยับยั้งทริปซิน/หรือเซอร์พินที่รวมกับชิ้นส่วนภูมิคุ้มกันของโปรตีนเห็บชนิดอื่นสามารถใช้เป็นโครงสร้างหลายแอนติเจน ตัวอย่างเช่น โปรตีนไคเมอริกที่มีรีคอมบิแนนท์ Bm86-แอนติเจน Campo Grande (BmCG), rRmLTI และหน่วยย่อยเอนเทอโรทอกซิน B ที่ไม่มีความร้อนจาก Escherichia coli (LTB) เป็นสารเสริมระดับโมเลกุลถูกสังเคราะห์ แอนติเจน RmLTI–BmCG–LTB ที่มีลักษณะชวนฝันนี้มีประสิทธิภาพร้อยละ 55.6 เทียบกับ R. microplus ในโค

2.3. ผู้สมัครแอนติเจนที่เกี่ยวข้องกับ Midgut

โปรตีนเฟอร์ริตินมีความสำคัญต่อการสะสมธาตุเหล็กในรูปแบบที่ไม่เป็นพิษแต่มีอยู่ทางชีวภาพ พวกมันมีความสำคัญต่อการเผาผลาญธาตุเหล็กจากเลือดที่กินเข้าไประหว่างการให้อาหารเห็บ [70,71] จนถึงตอนนี้ โมเลกุลเฟอร์ริติน 2 โมเลกุล (เฟอร์ริติน 1 และเฟอร์ริติน 2) ได้รับการระบุและแสดงลักษณะเฉพาะแล้ว Ferritin 1 (FER1) ตั้งอยู่ภายในเซลล์ ซึ่งมีหน้าที่ในการจัดเก็บธาตุเหล็กทางสรีรวิทยา

สำหรับ Ferritin 2 (FER2) ไม่มี orthologs เชิงหน้าที่ในสัตว์มีกระดูกสันหลัง ส่วนใหญ่แสดงออกในลำไส้และมีบทบาททางชีววิทยาที่สำคัญในการขนส่งธาตุเหล็กไปยังต่อมน้ำลายและรังไข่ [71] มีรายงานโปรตีน FER2 ในเห็บหลายชนิด ได้แก่ D. variabilis, R. microplus, I. ricinus, Haemaphysalis longicornis และ I. scapularis [71,72] จากการศึกษาการสูญเสียการทำงานของ FER2 วัคซีนนี้เป็นตัวเลือกวัคซีนที่มีแนวโน้ม เนื่องจากการยับยั้งยีนนี้ทำให้ความสามารถในการกินอาหารของเห็บลดลง ลดตำแหน่งการวางไข่ และลดการฟักตัวของตัวอ่อน [71]

นอกจาก FER2 แล้ว FER1 ยังแสดงให้เห็นว่าเป็นสารแอนติเจนที่เหมาะสมในการควบคุมเห็บหลากหลายสายพันธุ์ Hajdusek และคณะ ทดสอบโปรตีน recombinant FER2 ของ R. microplus (RmFER2) เพื่อสร้างภูมิคุ้มกันให้กับโค และพบว่าวัคซีนที่ใช้ FER2- มีประสิทธิภาพโดยรวม 64 เปอร์เซ็นต์ [73] ในทำนองเดียวกัน โปรตีนรีคอมบิแนนท์ FER1 และ FER2 ของ H. longicornis ถูกนำมาใช้เพื่อสร้างภูมิคุ้มกันให้กับกระต่าย โปรตีนทั้งสองมีภูมิคุ้มกันสูงและกระตุ้นการผลิตแอนติบอดีของโฮสต์ การสร้างภูมิต้านทานให้กับโฮสต์ช่วยลดน้ำหนักที่กินเข้าไปของเห็บที่รบกวนได้อย่างมีนัยสำคัญ และลดจำนวนไข่และจำนวนเห็บที่มีไข่ฟักออกมาอย่างสมบูรณ์ อย่างไรก็ตาม สารรีคอมบิแนนท์ FER2 ทำให้เกิดการลดลงมากขึ้นด้วยประสิทธิภาพที่สูงขึ้น (ร้อยละ 49 ) มากกว่าสารรีคอมบิแนนท์ FER1 (ร้อยละ 34 ) [72]

เมื่อเร็ว ๆ นี้ Manjunathachar และเพื่อนร่วมงาน [74] รายงานว่าลูกวัวที่ได้รับการฉีดวัคซีน H. anatolicum FER2 ซึ่งเป็นพาหะของโรคไข้เลือดออกในไครเมีย-คองโก ได้รับการป้องกันอย่างเข้มงวดจากตัวอ่อน (ร้อยละ 51.7 ) และตัวเต็มวัย (ร้อยละ 51.2 ) เห็บที่รบกวน เช่น เช่นเดียวกับเห็บที่มี FER2 ล้มลงโดย RNAi การศึกษาเมื่อเร็วๆ นี้อีกหลายชิ้นยังยืนยันว่า FER2 ให้การป้องกันที่สำคัญแก่โฮสต์จากการรบกวนของเห็บโดยใช้โปรตีนรีคอมบิแนนท์ของ FER2 [75–77] กลไกระดับโมเลกุลของการป้องกันส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับการผลิตแอนติบอดีต่อต้าน FER2 ในร่างกายโฮสต์ ซึ่งถูกถ่ายโอนไปยังสปีชีส์ของเห็บในระหว่างกระบวนการให้อาหาร และแอนติบอดีต่อต้าน FER2 จะจับกับ FER2 ภายในเซลล์ลำไส้ของเห็บหรือเซลล์เม็ดเลือดแดง ดังนั้นจึงป้องกัน FER2 การประกอบและ/หรือฟังก์ชัน

มีการค้นพบเมื่อเร็วๆ นี้ว่าบริเวณแอนติเจนที่คาดการณ์ไว้บนโปรตีน FER2 นั้นถูกอนุรักษ์ไว้ในเห็บชนิดต่างๆ โปรตีนนี้จึงสามารถนำมาใช้ผลิตวัคซีนป้องกันข้ามสายพันธุ์ได้ [77] ในการศึกษาล่าสุด FER2 orthologues ใน O. moubata (OMFER2) และ O. erraticus (OEFer2) มีลักษณะเฉพาะ และนักวิจัยพบว่ามีความคล้ายคลึงกันของลำดับสูง (85.3 เปอร์เซ็นต์) รูปแบบรีคอมบิแนนท์ของ O. moubata Fer2 (tOMFER2) สามารถกระตุ้นการตอบสนองของร่างกายที่รุนแรงในกระต่าย อย่างไรก็ตาม ใน O. erraticus โปรตีนนี้ไม่แสดงผลการป้องกันใดๆ แม้จะมีความคล้ายคลึงกันของลำดับสูง ซึ่งแสดงให้เห็นว่าความแตกต่างเล็กน้อยในลำดับของพวกมันอาจกำหนดว่าพวกมันมีผลในการป้องกันหรือไม่ อย่างไรก็ตาม ผลการศึกษานี้ยืนยันว่า OMFER2 มีศักยภาพในการทำหน้าที่เป็นแอนติเจนสำหรับวัคซีน [78]

TROSPA เป็นตัวรับเห็บที่จำเป็นสำหรับการล่าอาณานิคมของสไปโรเชตใน I. scapularis โปรตีน A ที่พื้นผิวด้านนอกของ B. burgdorferi (OspA) ถูกผลิตขึ้นอย่างมากมายบนสไปโรเชเตสเหล่านี้ และมีความสำคัญต่อการยึดเกาะกับเวกเตอร์ผ่านการจับที่จำเพาะกับ TROSPA [79,80] ในเห็บสายพันธุ์ต่างๆ รวมถึง R. microplus, I. scapulars และ R. annulatus TROSPA อาจมีบทบาทในกลไกการติดเชื้อและการเพิ่มจำนวนของเชื้อโรค Babesia นอกจากนี้ โปรตีนที่ผิวด้านนอก OspA และ OspB จะแสดงออกมาเมื่อสไปโรเชตเข้าไปอยู่ในตัวเห็บ [81] อย่างไรก็ตาม การแสดงออกของพวกเขาถูกระงับระหว่างการส่งไปยังโฮสต์ ในขณะที่การแสดงออกของ OspC และ bba52 ถูกควบคุม BBA52 ร่วมกับโปรตีน OspC ของ borrelial มีบทบาทเสริมแต่ไม่จำเป็นในกระบวนการแพร่เชื้อ เนื่องจากแอนติเจนเหล่านี้ล้วนอยู่ในเยื่อหุ้มชั้นนอกและแสดงออกร่วมกันในการให้อาหารเห็บ [82–84]

ไม่ทราบการทำงานทางชีวภาพของตัวรับ แต่การจับ OspA กับ TROSPA เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับเห็บสำหรับแบคทีเรีย B. burgdorferi เพื่อตั้งรกรากในลำไส้ของเห็บ ซึ่งสนับสนุนการติดเชื้อแบคทีเรียในเวกเตอร์ [79] การติดเชื้อบี. การปิดกั้น TROSPA ด้วย TROSPA antisera หรือผ่าน RNAi ช่วยลดการเกาะติดของ B. burgdorferi ที่ลำไส้ของ I. scapulars และด้วยเหตุนี้จึงลดการเพิ่มจำนวนของแบคทีเรียของเวกเตอร์และการแพร่กระจายของเชื้อโรคที่อาจเกิดขึ้นไปยังโฮสต์ [79] ผลจากปฏิสัมพันธ์นี้ TROSPA ชนิดรีคอมบิแนนท์ได้รับการวิเคราะห์ในโคเป็นวัคซีนแอนติเจนเพื่อควบคุมการแพร่ระบาดของเห็บและการแพร่กระจายของเชื้อโรค แต่ไม่ส่งผลต่อการกินอาหารของเห็บหรือความดกของไข่ [14]

Aquaporins (AQPs) หรือช่องทางน้ำผ่านเยื่อหุ้มเซลล์มีบทบาทสำคัญในสภาวะสมดุลของน้ำและการป้องกันด้วยความเย็น [86,87] พวกมันเป็นสมาชิกที่ได้รับการอนุรักษ์อย่างสูงตามวิวัฒนาการของตระกูลโปรตีนภายในที่สำคัญ พวกมันสร้างรูพรุนในเยื่อหุ้มเซลล์เพื่อขนส่งน้ำหรือตัวถูกละลายอื่นๆ [86,88,89] นอกเหนือจากการขนส่งน้ำและตัวละลายที่เป็นกลางขนาดเล็กแล้ว AQP ยังมีส่วนร่วมในกระบวนการทางสรีรวิทยามากมาย [90]

ในเห็บ มีรายงาน AQPs ในทางเดินอาหาร ท่อ Malpighian และในต่อมน้ำลาย [91] AQPs ลดปริมาณเลือดโฮสต์ในลำไส้ของเห็บ ซึ่งเป็นหน้าที่ทางสรีรวิทยาที่สำคัญ เนื่องจากเห็บกินเลือดปริมาณมากเมื่อเทียบกับขนาดและน้ำหนักของพวกมัน [62] ชิ้นส่วนของ aquaporin จาก R. micro และ engorged females ได้ถูกแยกออกและผลิตซ้ำในภายหลังและกำหนดให้เป็นวัคซีน RmAQP1 [62] วัคซีนนี้ได้รับการทดสอบในคอกปศุสัตว์สองครั้งเพื่อประสิทธิภาพต่อเชื้อ R. microplus ซึ่งแสดงให้เห็นประสิทธิภาพ 68 เปอร์เซ็นต์และ 75 เปอร์เซ็นต์ สิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่า RmAQP1 อาจเป็นแอนติเจนของวัคซีนที่มีศักยภาพ [62] และสามารถใช้ aquaporins ในวัคซีนป้องกันเห็บได้ [62] ในการศึกษาเมื่อเร็วๆ นี้เกี่ยวกับ RmAQP2 ของสปีชีส์เดียวกัน มีการแสดงให้เห็นว่าโคที่ได้รับการฉีดวัคซีนด้วยเปปไทด์สังเคราะห์ของโดเมนภายนอกเซลล์ของ RmAQP2 สามารถลดจำนวนการป้อนเห็บลงได้ 25 เปอร์เซ็นต์โดยรวม ซึ่งบ่งชี้ว่าเป้าหมายนี้ (RmAQP2) อาจเป็นส่วนประกอบที่มีประโยชน์ของค็อกเทลวัคซีนป้องกันเห็บกัด [92]

การศึกษาอื่นเกี่ยวกับ I. ricinus ยืนยันประสิทธิภาพของแอนติเจน AQP ของเห็บสำหรับการควบคุมการแพร่กระจายของเห็บโดยแสดงผลของการฉีดวัคซีน IrAQP และ CoAQP ต่อตัวอ่อนของเห็บ I. ricinus ในกระต่าย ประสิทธิภาพของวัคซีนที่มีเขตอนุรักษ์ AQP ที่มีอยู่ในแอนติเจน CoAQP นั้นสูงกว่าวัคซีน IrAQP [93] นอกจากนี้ การฉีดวัคซีนด้วยเปปไทด์สร้างภูมิคุ้มกันสังเคราะห์ที่ได้จาก Ornithodoros erraticus AQPs (OeAQP และ OeAQP1) ให้การป้องกันที่สำคัญสำหรับโคจากสายพันธุ์ที่คล้ายคลึงกัน O. erraticus แต่การป้องกันข้ามสายพันธุ์จาก Ornithodoros moubata ต่ำกว่า [94] นอกจากนี้ การศึกษาอื่นๆ ยังระบุ AQP จากสายพันธุ์ต่างๆ เช่น O. moubata และ Ixodid ticks ด้วยการวิเคราะห์ทางชีวสารสนเทศที่บ่งชี้ว่า AQP เหล่านี้มีศักยภาพที่ดีที่จะใช้เป็นวัคซีน ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีหลักฐานการทดลองเพิ่มเติมเพื่อยืนยันศักยภาพของแอนติเจนของ AQP เหล่านี้ [95,96]

I. ricinus เป็นหนึ่งในสายพันธุ์เห็บที่ทำให้เกิดโรคที่เกิดจากเห็บในสัตว์เลี้ยงในยุโรป [4] ผลกระทบของวัคซีนที่ใช้ AQP ต่อการเข้าทำลายและการลอกคราบของตัวอ่อน I. ricinus อาจส่งผลให้การแพร่ระบาดของเห็บในสัตว์ที่ได้รับวัคซีนลดลง และสนับสนุนว่า CoAQP อาจเป็นแอนติเจนป้องกันตัวเลือกสำหรับการควบคุมเห็บชนิดต่างๆ ที่ให้อาหารบนโฮสต์เดียวกัน

การศึกษาโดยใช้การสร้างภูมิคุ้มกันในไลบรารีนิพจน์ต่อแบบจำลองหนูของการแพร่กระจายของเห็บแสดงให้เห็นว่าโปรตีน 4D8 ซึ่งต่อมามีชื่อว่า subleasing (SUB) เป็นแอนติเจนที่มีศักยภาพที่สามารถใช้เป็นวัคซีนป้องกัน I. scapularis [97] พบว่าลำดับของยีนและโปรตีนของ SUB ได้รับการอนุรักษ์ในสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังและสัตว์มีกระดูกสันหลัง นอกจากนี้ ยีนนี้ได้รับการระบุและแสดงลักษณะเฉพาะในเห็บชนิดต่าง ๆ และพบว่าแสดงออกในขั้นตอนการพัฒนาที่แตกต่างกันและในเนื้อเยื่อต่าง ๆ ของเห็บตัวเต็มวัย [98] เนื่องจากการกระจายของ SUB อย่างกว้างขวาง จึงเสนอให้เป็นวัคซีนแอนติเจนที่ดี ก่อนหน้านี้มีการศึกษาศักยภาพของแอนติเจนของ SUB ในโคโดยใช้โปรตีนรีคอมบิแนนท์ และพบว่า SUB สามารถป้องกันเห็บได้ (ประสิทธิภาพ 51 เปอร์เซ็นต์)

นอกจากนี้ การผสมผสานระหว่างการฉีดวัคซีน SUB และการควบคุมการฆ่าเห็บอัตโนมัติตามการลดลงของยีน SUB ในการให้อาหารเห็บในปศุสัตว์เพื่อควบคุม R. microplus มีประสิทธิภาพถึง 75 เปอร์เซ็นต์หลังการรักษา [99,100] นอกจากนี้ Shakya และเพื่อนร่วมงานยังผลิต recombinant SUB ของ R. microplus และใช้โปรตีน recombinant เพื่อสร้างภูมิคุ้มกันให้กับวัว สัตว์เคี้ยวเอื้องเหล่านี้ถูกท้าทายด้วยตัวอ่อนของ R. microplus นอกจากนี้ยังมีการประเมินประสิทธิภาพของโปรตีนนี้ต่อสายพันธุ์เห็บที่แตกต่างกันทางภูมิศาสตร์ ประสิทธิภาพของ SUB ชนิดรีคอมบิแนนท์อยู่ระหว่างร้อยละ 32.7 ถึงร้อยละ 44.1 และบ่งชี้ความคล้ายคลึงกันของลำดับสูงระหว่างสายพันธุ์เห็บจากเม็กซิโกและอินเดีย [101] ในอีกการศึกษาหนึ่ง สารรีคอมบิแนนท์ SUB ถูกสังเคราะห์เป็นโปรตีนไคเมอริกด้วย MSP1a และต่อมานำไปใช้กับโคเพื่อควบคุม R. microplus

น่าแปลกที่โปรตีนไคเมอริกนี้มีประสิทธิภาพถึง 81 เปอร์เซ็นต์ [102] จากผลสำเร็จและมีแนวโน้มของการใช้ SUB การผสมผสานของแอนติเจนนี้กับ Bm86 จึงได้รับการทดสอบและสันนิษฐานว่าให้ผลลัพธ์ที่ดีกว่า แต่ประสิทธิภาพโดยรวมไม่สนับสนุนการใช้การผสมผสานนี้เป็นวัคซีน แม้ว่าจะแสดงให้เห็นแล้วว่าแอนติบอดีจำเพาะในระดับสูงถูกกระตุ้นสำหรับแอนติเจนแต่ละตัวเมื่อแอนติเจนสองตัวถูกบริหารให้พร้อมกัน แอนติเจนเหล่านี้จะถูกแยกออกเป็นสูตรที่แตกต่างกันและใช้ที่ตำแหน่งการเพาะเลี้ยงที่แตกต่างกันในสัตว์ [103,104]

เดิมชื่อลิแกนดิน กลูตาไธโอนเอสทรานสเฟอเรส (GSTs) สร้างกลุ่มของโปรตีนมัลติฟังก์ชั่นที่กระจายอยู่ทั่วไปในอาณาจักรสัตว์ โปรตีนเอนไซม์เหล่านี้มีบทบาทในการขนส่งภายในเซลล์ การย่อยอาหาร การผลิตพรอสตาแกลนดิน การล้างพิษของสารทั้งภายในและภายนอก และป้องกันความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชัน ระดับการแสดงออกของ GST จะเพิ่มขึ้นในสิ่งมีชีวิตเมื่อสัมผัสกับยาฆ่าแมลงและอะคาไรด์ [105] เซรั่มกระต่ายที่มีโพลีโคลนอลแอนติบอดีต่อ GST จาก R. microplus ทำปฏิกิริยากับ GST รีคอมบิแนนท์ของ H. longicornis และ R. appendiculatus ซึ่งบ่งชี้ว่า GST ของเห็บอาจเป็นส่วนประกอบของวัคซีนสากลที่ป้องกันเห็บมากกว่าหนึ่งสายพันธุ์ [106] .

จากการศึกษาเบื้องต้นนี้ Parizi และเพื่อนร่วมงาน (2011) แยก GST จาก H. longicornis และผลิต recombinant GST และใช้สิ่งนี้เพื่อฉีดวัคซีนป้องกันโรค R. microplus [107] ซึ่งป้องกันวัว R. micro plus ด้วยประสิทธิภาพ 57 เปอร์เซ็นต์ โปรตีน GST ชนิดรีคอมบิแนนท์ให้ภูมิคุ้มกันป้องกันข้ามบางส่วนในโฮสต์ ซึ่งบ่งชี้ว่าความสามารถในการป้องกันโปรตีนของ GST นั้นไม่เพียงพอ ดังนั้นการใช้โปรตีนนี้ในวัคซีนแอนติเจนเดี่ยวดูเหมือนจะไม่มีประสิทธิภาพในการป้องกันการแพร่ระบาดของเห็บ [ 107].

For more information:1950477648nn@gmail.com