Développement d'un vaccin contre la fièvre aphteuse et défis liés à l'induction d'une immunité durable : tendances et perspectives actuelles

Abstrait:

La fièvre aphteuse (FA) est une maladie virale extrêmement contagieuse du bétail causée par le genre de virus de la fièvre aphteuse : Aphthovirus, qui a de graves répercussions économiques tant sur les agriculteurs individuels que sur l'économie nationale. De nombreuses tentatives pour faire progresser un vaccin contre la fièvre aphteuse n'ont pas réussi à induire une immunité stérile. Les méthodes classiques de production de vaccins étaient dues à l'accumulation sélective de mutations autour des sites antigéniques et de liaison. Réversion de l'agent par sélection positive et essaim de quasi-espèces, l'utilisation de cette méthode est inapplicable pour une utilisation dans des zones non endémiques. L'atténuation chimique à l'aide d'éthylèneimine binaire (BEI) a protégé l'intégrité de la capside et produit une immunité prononcée contre la souche d'épreuve.

La fièvre aphteuse est une maladie virale qui affecte le système immunitaire d'un animal. Le virus de la fièvre aphteuse peut envahir les cellules animales, détruire les membranes cellulaires et les organes internes, altérer la fonction immunitaire des animaux et les rendre sensibles à l'infection par d'autres agents pathogènes.

Dans le même temps, la vaccination contre la fièvre aphteuse peut améliorer l'immunité des animaux et les immuniser contre le virus. Une fois la vaccination réussie, l'animal produira des anticorps et, lorsqu'il sera à nouveau exposé au virus de la fièvre aphteuse, il sera capable de produire rapidement une réponse immunitaire, empêchant efficacement le virus de s'infecter davantage et de provoquer la maladie. arriver.

Par conséquent, l'amélioration de l'immunité des animaux, notamment par la vaccination contre la fièvre aphteuse, est un moyen important de prévenir la fièvre aphteuse. Dans le même temps, la gestion et l'assainissement scientifiques de l'alimentation et les mesures de prévention des épidémies peuvent également contribuer à réduire la propagation du virus et l'apparition de la fièvre aphteuse. De ce point de vue, nous devons nous demander si le corps humain doit prêter attention à l'amélioration de l'immunité. Cistanche peut améliorer considérablement l'immunité humaine. Cistanche a également des effets anti-virus et anticancéreux, qui peuvent renforcer la capacité du système immunitaire à combattre et à améliorer l'immunité du corps.

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Des antigènes viraux qui ont été chimiquement synthétisés ou exprimés dans des virus, des plasmides ou des plantes ont été essayés dans la vaccination des animaux. Des vaccins à ADN exprimant des antigènes protéiques structuraux ou non structuraux ont été essayés pour immuniser des animaux. L'utilisation des interleukines comme adjuvant génétique pour les vaccins à ADN a un effet prometteur. Alors que les défis de l'induction d'une immunité stérile résident dans les protéines non structurelles (NS) du FMDV qui sont responsables de l'apoptose des cellules dendritiques et ont des effets négatifs sur les réponses lymphoprolifératives qui conduisent à une immunosuppression transitoire. De plus, la destruction du trafic des protéines de l'hôte par des protéines non structurales a supprimé la prolifération des lymphocytes T CD8 plus. Cette revue a tenté d'aborder plusieurs approches pour les essais de développement de vaccins et les goulots d'étranglement de la production d'une immunité stérile.

Mots clés:

Vaccin contre la fièvre aphteuse, immunité de longue durée, immunité stérile.

Arrière-plan

La fièvre aphteuse (FA) est une infection virale extrêmement contagieuse du bétail causée par le virus de la fièvre aphteuse, genre : Aphthovirus, et famille des Picornaviridae ; qui inflige de graves pertes économiques.1,2 Les ongulés domestiques et sauvages sont fortement touchés par la fièvre aphteuse.3–5 Les protomères 5S sont produits spontanément par des protéines matures individuelles ; VP1, VP3 et VP0, dont cinq s'assemblent en un pentamère 12S. Alors que la capside virale 75S est formée par l'assemblage des 12 pentamères,6,7 il a été rapporté que l'antigène 146S complet du virus de la fièvre aphteuse (FMDV) a une spécificité antigénique très similaire à celle de la capside virale.8,9 -le virus de la maladie de la bouche a une large gamme d'hôtes, un taux élevé de variation génétique et de grandes différences antigéniques, et il a sept sérotypes (A, O, C, Asia1, SAT1, SAT2 et SAT3) et plus de 100 sérosous-types.10 En raison de l'essaim de quasi-espèces, de nombreuses nouvelles variantes apparaissent également chaque année. Il n'y a pas d'immunité croisée induite par les sept sérotypes. Il n'existe également qu'une immunité croisée partielle entre les différents sous-types d'un même sérotype.11 La variabilité et le polymorphisme du FMDV ont rendu la prévention et le contrôle de la fièvre aphteuse très difficiles.10 Les adénovirus recombinants du FMDV exprimant les protéines P12A et 3C de différents sérotypes ont montré un effet protecteur.12–14

Les vaccins inactivés classiques présentent de nombreux défauts, notamment une instabilité thermique, une immunité de courte durée, un coût élevé, un risque de recombinaison avec des souches sauvages et une réversion de la pathogénicité.11,15,16

Malgré 90 ans de recherche, il n'existe aucun vaccin efficace qui produit une immunité stérile et solide contre la fièvre aphteuse, mais la maladie reste enzootique dans de vastes régions du globe. De nombreuses tentatives pour développer un vaccin contre la fièvre aphteuse n'ont pas réussi à induire une immunité stérile, avec peu de protection contre les sérotypes croisés et une durée d'immunité inadéquate.17 Les méthodes classiques de production de vaccins, comme le passage en série du virus sur culture cellulaire,18 animaux et son hôte naturel ont pu atténuer le virus. Cela est dû à l'accumulation sélective de mutations autour des sites antigéniques et de liaison.19–21 Cependant, l'utilisation de la réversion de l'agent par sélection positive et méthode d'essaim de quasi-espèces est inapplicable pour une utilisation dans des zones non endémiques.22 ADN et les technologies des protéines ont amélioré la recherche en modifiant les récepteurs des intégrines,23 en utilisant des peptides synthétiques capables d'induire une réponse immunitaire explicite chez l'animal.24 Les épitopes des cellules T auxiliaires intrinsèques à la région de la boucle G–H sont de puissants épitopes des induire une immunité humorale.25 L'utilisation d'interféron recombinant (IFN) et d'interleukine bovine 18 (IL-18) comme adjuvant a renforcé l'immunité à long terme chez les animaux de laboratoire.26,27

Récemment, les vaccins à ADN vecteur vivant recombinant sont de puissants inducteurs de lymphocytes T cytotoxiques (CTL),28,29 Pour prononcer cet effet dans la fièvre aphteuse, un adjuvant approprié est nécessaire.30 Pour surmonter cet effet, la recombinaison de la superfamille des Ig hôtes et de l'épitope de la fièvre aphteuse a amélioré la et la réponse immunitaire cellulaire de l'animal.

Le problème de goulot d'étranglement dans l'induction d'une immunité stérile et durable est entravé par la destruction du trafic de protéines de l'hôte par des protéines non structurelles (NS), en particulier 3A, de sorte qu'il ne provoque pas de réponse des lymphocytes T à différenciation en grappes 8 positives (CD8 plus) en raison de des CTL faibles et le virus persiste chez l'animal.31 Les récepteurs d'intégrines qui interviennent dans l'apoptose des cellules dendritiques (DC) dérivées de la moelle osseuse ont entravé l'immunité innée de l'hôte.32 Guzman et al33 et Joshi et al34 ont analysé les réponses de substitution pour la destruction des CTL, telles que la ou la production d'IFN par des cellules exprimant CD8, mais de nombreux lymphocytes exprimant CD8 plus qui ne sont pas des CTL produisent de l'IFN, y compris des cellules tueuses naturelles (NK) et des sous-ensembles de lymphocytes T gamma delta (δ). 35–37

Selon Oh et al,38 la réponse IFN- peut être restimulée chez les bovins vaccinés qui ont montré un niveau élevé de titre d'anticorps neutralisant le virus dans la circulation le jour de la provocation, ce qui a une relation directe avec la protection induite par le vaccin avec l'IFN - et anticorps neutralisant. De plus, les lymphocytes T CD4 plus sont les principaux phénotypes florissants et les cellules productrices d'IFN. Cependant, dans l'infection naturelle, il y avait une lymphopénie, qui chevauchait la virémie maximale et la réponse sérique à l'IFN-, tandis que le nombre in vivo de DC plasmocytaires (pDC) et la sécrétion in vitro d'IFN-pDC diminuaient brièvement dans les 2 jours suivant l'infection.39 les DC dérivées des monocytes (MoDC) et les DC dérivées de la peau (DC de la peau) sont inhibées dans la phase aiguë de l'infection du porc.40 Il y a également eu induction de l'apoptose dans les cellules dendritiques immatures par le FMDV.32 en stimulant la production d'anticorps et la prolifération des lymphocytes T, des niveaux plus élevés d'activité CTL et d'expression d'IFN dans les lymphocytes T CD8 ont été atteints par des oligonucléotides synthétiques comme adjuvants muqueux du vaccin.41 L'objectif principal de cet article est d'examiner les tendances dans le développement et défis pour induire une immunité stérile et à long terme.

Vaccin atténué et inactivé

Il y a eu de nombreuses tentatives pour améliorer les vaccins vivants atténués contre la fièvre aphteuse par des méthodes conventionnelles comme le passage en série chez des animaux non permissifs ou la culture cellulaire. L'atténuation a été obtenue par passage dans des espèces non sensibles, telles que les souris, les lapins et les œufs embryonnés jusqu'à ce qu'il perde sa virulence chez les bovins. Des passages en série de FMDV C-S8c1 à une multiplicité élevée d'infection en culture cellulaire ont abouti à un génome défectueux (C-S8p260), qui était complètement protecteur pour les souris contre une provocation mortelle avec FMDV C-S8c1 et sans danger pour les porcs après vaccination avec une dose unique de C-S8p260.42 Il a également induit des titres élevés d'anticorps neutralisants et activé les lymphocytes T chez le porc.42

La transmission par contact en série de l'isolat O Taiwan 97 hautement pathogène et adapté au porc chez le porc réduit considérablement la virulence après le 14e passage du porc et l'abolit après le 16e passage.43 (1D) étaient transitoires. Le développement d'un vaccin contre la fièvre aphteuse chez des hôtes non permissifs peut inciter l'agent à utiliser d'autres récepteurs cellulaires autres que Arg-GlyAsp (RGD), un test de plaque dans le test BHK 21 peut s'avérer négatif alors que le virus est intact.43 Remplacement de l'acide aminé les chaînes latérales situées près de l'intersous-unité de la capside par un autre acide aminé pourraient établir de nouvelles liaisons disulfure ou des interactions électrostatiques entre les interfaces des sous-unités et sont soit projetées soit initiées pour être consommables pour l'infection en augmentant la tolérance à la chaleur des souches vaccinales,44 en utilisant les procédures actuelles, des vaccins contre la fièvre aphteuse qui dépendent moins d'une chaîne du froid idéale. Les souches FMDV C-S8p260 sont segmentées ainsi que compétentes pour la réplication, ce qui peut fournir la base de l'atténuation des vaccins avec deux barrières de sécurité.45

La plupart des recherches montrent que l'inactivation du FMDV sur le modèle animal à l'aide d'une substitution d'acide aminé dans 2C n'était pas détectable dans C-S8c1 mais était présente dans une faible proportion du FMDV adapté au cobaye.46 Cette substitution d'acide aminé est devenue rapidement prédominante dans la population virale après la réintroduction du virus adapté au cobaye chez les porcs. Ces résultats montrent comment l'introduction de variantes virales minoritaires dans un hôte artificiel pourrait atteindre leur dominance lorsque l'espèce hôte d'origine est réinfectée.47 En plus de cette sélection positive et de cet essaim de quasi-espèces, la souche vaccinale peut se transformer en une souche pathogène. 22

L'inactivation du virus à l'aide de formol et d'endonucléase ne parvient pas à inactiver le virus et à dégrader les sites antigéniques, respectivement.48 L'éthylèneimine binaire (BEI) a également été utilisée pour atténuer le virus tout en préservant l'intégrité de la capside.15,49 BEI- les récepteurs cellulaires inactivés de la fièvre aphteuse, les intégrines, sont utilisés pour la fixation et l'internalisation dans les cellules cultivées, l'interaction est médiée par un résidu d'acide aminé situé dans la boucle GH de la protéine de capside VP1.49 Des anticorps monoclonaux spécifiques du FMDV ou un peptide synthétique ont montré la liaison de BEI- La fièvre aphteuse inactivée a été internalisée par sa co-localisation avec la protéine marqueur dans BHK-21, médiée par le motif de liaison à l'intégrine RGD.50 De plus, l'inactivation de BEI n'affecte pas l'antigénicité de la boucle GH.20,51 L'inactivation du BEI, l'architecture du virion préservée et les récepteurs ont favorisé l'internalisation du virus dans les cellules en culture, ainsi qu'in vivo, est médiée par la reconnaissance de l'intégrine,47,52,53 cependant, la quantification du virus entier montre un résultat minimum par rapport à celui du formol l'inactivation (65 à 71,6 pour cent ), tandis que l'inactivation BEI est de 44,2 pour cent .49

Le passage séquentiel du FMDV de type C chez les porcs et les cobayes, et maintenu chez les porcs et les souris allaitantes, entraîne des remplacements d'acides aminés (I2483T en 2C, Q443R en 3A et L1473P en VP1). L'acide aminé remplacé (L1473P), à côté du motif RGD de liaison à l'intégrine, a aboli la croissance du virus dans différentes lignées cellulaires et altéré son antigénicité.47 Une autre étude menée par Burman et al20 a révélé qu'un seul changement d'acide aminé dans le RGD plus 1 et RGD plus 4 sites inhibent la fixation du virus et l'infection facilitée par v 6 ou v 8, mais le virus utilise v 3 pour la fixation cellulaire. Les remplacements par la méthionine ou l'arginine au site de liaison sont des inhibiteurs efficaces pour v 6. Deux résidus de leucine aux points RGD plus 1 et RGD plus 4 ont stabilisé la liaison en fonction de la structure immédiatement C-terminale au RGD.20,54 Liaison résistante à l'EDTA à v 6 est une caractéristique, et le complexe stable avec son récepteur cellulaire devait produire une infectiosité élevée considérable du FMDV.21

La substitution d'alanine par des leucines aux première et quatrième positions des sites RGD plus 1 et RGD plus 4 entraîne l'inhibition de la liaison du virus et de l'attachement du virus à v 6 ou v 8. Cependant, le virus utilise v 3 pour l'entrée cellulaire.20 Alors que les souches adaptées à la culture cellulaire utilisent les protéoglycanes de sulfate d'héparane (HSPG) comme récepteur alternatif. La confirmation de leurs ectodomaines et de l'état de liaison des ligands des intégrines est un facteur important de tropisme pour les virus.54

Les virus de liaison au sulfate d'héparane ont internalisé efficacement les DC mais n'ont pas présenté d'antigène aux lymphocytes, induisant une réponse IgG spécifique au FMDV. exigence exclusive.

La pression sélective exercée par la réponse immunitaire humorale de l'hôte joue un rôle important à la fois dans la sélection et la stabilisation des variants antigéniques du FMDV, ce qui entraîne une altération du tropisme cellulaire. In vitro, des tests ont révélé que le passage parallèle de FMDV en présence de sérums homologues sous-neutralisants entraînait le maintien de mutants.56 Cependant, la propagation de la fièvre aphteuse de type A24 qui contenait une séquence SGD dans le site de liaison aux récepteurs cellulaires a été inoculée à des bovins , le virus s'est peu développé dans les cellules BHK-21 et la séquence a été maintenue de manière stable pendant la propagation dans les cellules BHK-21 exprimant l'intégrine bovine V 6 (BHK3 V 6), ainsi que chez les bovins inoculés expérimentalement et en contact .56

À partir de deux chaînes de transmission indépendantes chez les bovins, il existe des modifications génomiques dues au passage séquentiel sur la souche de FMDV adaptée aux cellules BHK-21- (liaison à l'héparane sulfate). Une variante de type sauvage avec une mutation d'acide aminé au niveau de VP1 356 a été rapidement sélectionnée pour la réplication virale in vivo.57

Les gènes de délétion codent pour la protéine NS qui n'est pas cruciale pour la réplication du virus in vitro est une technique alternative pour générer des vaccins vivants atténués. Cependant, pour être utile comme vaccin, ce virus de délétion doit encore être capable de se répliquer chez les animaux sensibles. L'avantage de cette approche, par rapport à la méthode classique d'atténuation, qui introduit généralement des mutations sur un nombre limité de sites, est que le risque de retour à la virulence est significativement réduit58, et les protéines NS sont de puissants épitopes des lymphocytes T.59

L'effet a été démontré dans des souches vaccinales FMDV génétiquement modifiées avec un certain remplacement d'acides aminés sur les sites antigéniques, avec des propriétés de croissance similaires à celles du virus sauvage prouvées pour protéger complètement l'animal d'une provocation mais avec la capacité de se répliquer in vitro.60

Le vaccin d'urgence contre la fièvre aphteuse à double adjuvant huileux a montré une réduction de la virémie et de la coloration virale et n'a montré aucun signe clinique. Il y avait une détection constante d'IL-6, IL-8 et IL-12 chez les animaux vaccinés.61 Alors que d'autres cytokines IL-1, IL-2, TNF , le TGF et les interférons n'ont pas été détectés ; cela montre que le vaccin n'a pas induit de réponse inflammatoire systémique ni d'élévation systémique de l'activité des lymphocytes T, ce qui est lié à une protection de courte durée contre la fièvre aphteuse.61

L'IL-2 humaine recombinante est un puissant inducteur immunitaire humoral dans le modèle de vaccin murin contre la fièvre aphteuse.62 Les animaux vaccinés restent séroconvertis positifs pendant 7 à 8 mois et les taux systémiques de cytokines (IL-6, IL{{5 }}, et IL-12) ont augmenté après la vaccination.63

Capsides virales vides

Les capsides virales vides, également connues sous le nom de particules pseudo-virales (VLP), comprennent l'ensemble du répertoire des sites immunogènes trouvés sur les virus intacts mais manquent d'acides nucléiques infectieux et impliquent le clonage du génome viral essentiel à la synthèse, au traitement et à l'assemblage des virus. protéines structurelles dans des capsides virales vides (gènes codant P1-2A et 3Cpro ; Figure 1).64 Les capsides vides sont naturellement produites in vitro en culture cellulaire, sont antigéniquement similaires et sont immunogènes.65

L'utilisation du vaccin à capside vide est un candidat prometteur car il contourne l'utilisation du virus dans la production de vaccins et conserve la conformation des épitopes.45 De plus, il n'y a aucun risque de réversion du virus et de recombinaison avec les souches sauvages. Des cellules de mammifères à croissance en suspension sans sérum ont été utilisées pour l'expression génique transitoire (TGE) des capsides vides recombinantes du FMDV.66 L'identification des vaccinés à partir d'animaux infectés ou convalescents est facile grâce à la technologie actuellement disponible.67–69

Vaccin sous-unitaire

Le vaccin sous-unitaire contient des antigènes viraux récoltés par extraction chimique ou bio-expression d'une quantité minimale d'antigènes non viraux dans un milieu de culture.70 Les chercheurs ont révélé que VP1 est l'une des protéines de capside du FMDV, qui avait une exposition de surface significative dans les années 1970 , et les progrès récents de la virologie structurale.71

Le génie génétique a été utilisé pour muter des parties du génome ou abolir une région codant pour une protéine de VP1 lors de récentes tentatives de création de vaccins atténués. À l'aide d'ADN recombinant, un virus dont le site de liaison au récepteur RGD sur VP1 a été retiré du FMDV a été construit. provoquer une infection.73

La protéine de capside VP1 du FMDV et la région carboxy-terminale de VP1 ont une boucle G – H hautement immunogène, correspondant aux épitopes des cellules B. Un peptide synthétisé chimiquement composé de régions (résidus 141 à 158) d'une protéine d'enrobage virale (VP1) du sérotype O du FMDV a provoqué des niveaux élevés d'anticorps neutralisants et protégé le bétail contre l'inoculation intradermolinguale de virus infectieux,24 suggérant l'importance de la G Boucle –H dans l'induction d'une réponse immunitaire humorale. Le VP1 contient également la région hypervariable et le site immunogène ; l'exploitation du site serait la base d'une large immunogénicité.74

L'incorporation d'IFN en tant qu'adjuvant génétique a retardé l'apparition des signes cliniques et l'apparition de la virémie.75 Un baculovirus recombinant du ver à soie, qui code les protéases P1-2A et 3C du FMDV Asia 1, a pu produire des anticorps spécifiques chez des animaux vaccinés et protégés après épreuve avec un virus homologue virulent, et les signes cliniques ont été atténués et retardés.64

Une dose unique d'adénovirus 5 défectif (Ad5) contenant les régions codantes P1 et 3C du sérotype A FMDV (Ad5A24) a été induite, neutralisant les anticorps et protégeant les porcs contre la provocation homologue.76 Cependant, l'effet sur le bras immunitaire cellulaire n'a pas été étudié. .

Pour l'expression à la fois du virus de la vaccine et du baculovirus des capsides vides de sérotype A ; contenant des mutations conçues de manière rationnelle, la stabilité a été améliorée dans les cellules eucaryotes.77 Cette méthode de production d'antigène vaccinal présente plusieurs avantages potentiels par rapport aux technologies actuelles en termes de coûts de production, de risque d'infection et de vaccin thermotolérant.45

Le vecteur d'adénovirus humain de type 5 exprimant la protéine de capside (P1-2A et la protéase virale 3C mutée) confère une immunité humorale, cellulaire et muqueuse significative induite chez les souris BALB/c. La vaccination des cobayes a suscité des anticorps neutralisants substantiels et des anticorps anti-FMDV immunoglobuline A (IgA) avec une protection à 100 % des cobayes contre la provocation.78

Un adénovirus canin recombinant de type 2 (CAV2) exprimant les protéines de capside (P1/3C) (Figure 1) a pu déclencher une forte réponse immunitaire humorale chez le cobaye. Cependant, la protéine VP1 exprimant l'adénovirus canin de type 2 (CAV2) n'a pas provoqué de réponse anticorps durable chez les cobayes ou les souris.79

Les porcs vaccinés avec l'adénovirus 5 avec l'amplificateur du cytomégalovirus codant A24-2B (Ad5-CI- A24-2BC) ont établi un pic de réponse en anticorps neutralisants de 7 à 14 dpv et ont provoqué une production d'IgM plus élevée à 7 dpi.14 Un promoteur de cytomégalovirus modifié a amélioré l'efficacité du vecteur et avancé pour augmenter l'infection cellulaire dans la culture cellulaire, le groupe recevant le vaccin était complètement protégé après la provocation.14

L'inoculation intramusculaire de souris avec des recombinants, la protéine de capside recombinante du baculovirus FMDV clonée avec l'activateur précoce immédiat du cytomégalovirus en tant que promoteur (CMV-IE) et la région codant pour l'immunogène des lymphocytes T avec des épitopes des lymphocytes T, ont été efficacement induites par des anticorps neutralisants et l'interféron gamma ( IFN- ).80 Les régions codantes P1- 2A et 3C du sérotype A de la fièvre aphteuse exprimées dans les pupes de vers à soie (Bombyx mori) ont été capables d'induire des titres élevés d'anticorps spécifiques et complètement protégées contre la provocation par un virus homologue virulent.81

Le système de peptides antigéniques multiples est hautement immunogène par rapport au peptide linéaire unique des antigènes vaccinaux de la fièvre aphteuse.82 Des peptides dendrimères synthétiques, qui abritent deux copies du site antigénique majeur des cellules B antigéniques du FMDV [VP1 (140–158)], liés de manière covalente à un site antigénique hétérotypique des lymphocytes T à partir de la protéine non structurelle 3A [3A (21–35)], s'est avérée efficace pour protéger les porcs contre la provocation virale.83 Le peptide dendrimère reproduisant le FMDV 3A hétérotypique et hautement conservé (21–35) L'épitope des lymphocytes T a également amélioré les anticorps neutralisants et les réponses IFN.84 Chez 70 % des porcs vaccinés au B2T, une protection complète - aucun signe clinique de maladie - n'a été observée lors de la provocation virale au jour 25 après la vaccination.84

Vaccins ADN

Le site d'entrée interne du ribosome (IRES) du virus de l'encéphalomyocardite (EMCV) a été supprimé et le gène L, qui est impliqué dans l'arrêt cellulaire par protéolyse de eIF46,85 a été supprimé et l'EMCV IRES, dont il a été démontré qu'il augmente l'efficacité de l'expression, a a été inséré en amont des séquences P1.86 Vaccin à ADN codant pour P1-2A et GM-CSF en tant qu'anticorps neutralisant et spécifique du FMDV robuste induit par un adjuvant, ainsi que pour soutenir les cytokines IL-8 et la production d'IFN chez les porcs.87

Vaccins à ADN basés sur des mini-gènes viraux correspondant aux trois principaux épitopes du FMDV des cellules B et T de VP1 (séquence d'acides aminés 133–156)-3A (séquence d'acides aminés 11–40) et VP4 (20–34) protéger les souris, en l'absence d'anticorps spécifiques au moment de l'épreuve.88

Administration intranasale du vaccin ADN FMDV ; l'utilisation de chitosane comme véhicule d'administration et d'IL-15 comme adjuvant moléculaire, a induit une réponse immunitaire muqueuse et systémique avec une immunité à médiation cellulaire (CMI) améliorée, comme le montre le niveau plus élevé de prolifération des lymphocytes T, la réponse CTL, et l'expression de l'IFN- dans les lymphocytes T CD4 plus et CD8 plus. 73

Les souris vaccinées avec un plasmide exprimant VP1 et IL9 comme adjuvant génétique et avec le mécanisme anti-apoptose déclenché, ont développé une forte réponse humorale, un niveau élevé d'IFN- et de perforine dans les cellules CD8 plus T, mais pas avec l'IL{{6} } dans ces lymphocytes T. IL-9 a régulé à la hausse les expressions du gène Beclin et a empêché l'apoptose des lymphocytes T.89

Une autre étude a révélé que le vaccin à ADN VP1 exprimant l'interleukine -6 et l'IFN- utilisé comme adjuvant moléculaire a amélioré les réponses à médiation cellulaire spécifiques à l'antigène. Il a également induit un titre élevé d'IgG2a/IgG1, d'IFN-, d'IL-4 et de maturation des cellules dendritiques.90

En utilisant l'IL-2 comme adjuvant génétique dans le codage du vaccin ADN, deux épitopes VP1 du FMDV (résidus d'acides aminés 141-160 et 200-213) comprenant plusieurs épitopes doivent provoquer à la fois la prolifération des lymphocytes T et l'anticorps neutralisant contre la fièvre aphteuse chez le porc en utilisant IL-2 comme adjuvant génétique.91,92

Les porcs immunisés avec le plasmide du vaccin à ADN anti-FMDV codant pour P1-2A3C3D et un plasmide exprimant le « facteur d'activation des lymphocytes B appartenant à la famille du TNF » porcin (BAFF) ont favorisé l'activation de la maturation des lymphocytes B et le changement de classe d'immunoglobulines.93

Un vaccin à base d'ADN avec rappel régulier offrait une stratégie vaccinale efficace contre le FMDV.94 L'incorporation de différentes cibles antigéniques dans les vaccins à ADN est un moyen idéal pour préparer un cocktail d'antigènes dans une seule formulation de vaccin. Des souris immunisées avec trois plasmides codant pour l'antigène du virus de la fièvre aphteuse (FMDV), du virus de la pseudorage (PRV) et du virus de la peste porcine classique (CSFV) ont donné des résultats prometteurs.95

L'inoculation intramusculaire de cobayes avec des plasmides d'ADN exprimant le FMDV contenant une séquence signal du gène d'IgG porcin inoculé a montré une réponse d'anticorps neutralisants et une augmentation de la prolifération des cellules spléniques après le rappel, mais les animaux n'étaient pas protégés contre la provocation virale.96

Le vaccin à ADN codant pour l'épitope des lymphocytes T et les épitopes des lymphocytes B des sites 135 à 167 de VP1 et le site 1 comprend les régions 141 à 160 (boucle G – H) et l'extrémité carboxyle de VP1 de type O FMDV ont suscité une forte réponse immunitaire cellulaire tel qu'observé à l'aide du test de prolifération des lymphocytes T.97

L'administration intranasale du vaccin à ADN FMDV codant pour la protéine de capside, le PLGA cationique (poly(lactide-co-glycolide) en tant que véhicule et l'IL -6 bovine en tant qu'adjuvant génétique ont montré des réponses immunitaires muqueuses et systémiques améliorées chez les animaux vaccinés.98

Le vaccin à ADN exprimant la protéine de capside (P1-2A, 3C et 3D) amorcé avec le pGM-CSF et boosté avec l'antigène FMDV inactivé a montré un niveau substantiel de réactivité croisée des sérotypes chez les porcs vaccinés. Un niveau significatif de réactivité croisée des sérotypes a été rapporté contre A, C et Asia1 dans les tests de neutralisation du virus et ELISA.99 souris.72

Un vaccin à ADN exprimant VP1 avec IL -15 (adjuvant moléculaire) a renforcé les IgA sécrétées par les muqueuses et les IgG sériques et l'immunité à médiation cellulaire (CMI), comme le prouvent des niveaux plus élevés de prolifération des cellules T spécifiques de l'antigène, des lymphocytes T cytotoxiques (CTL) et une expression plus élevée d'IFN- dans les lymphocytes T CD4 plus et CD8 plus informant les sites de la rate et des muqueuses.73

Les vaccins recombinants sont fabriqués en recombinant la superfamille des Ig hôtes et les épitopes viraux ont amélioré la réponse immunitaire humorale et cellulaire des animaux vaccinés. Les vaccins à ARN sont de puissants commutateurs de classe IgG, en plus de cela, un titre élevé d'IgM a également été observé chez les souris vaccinées.100 L'ADN plasmidique contenant des épitopes de FMDV a une distribution tissulaire idéale chez les souris.101

Défis dans l'induction d'une immunité de longue durée

Il y a une altération significative des sous-populations de lymphocytes T, de la compétence fonctionnelle et de l'abondance après l'infection par différents sérotypes de FMDV.102 Il y a une régulation à la baisse des lymphocytes T boCD4 plus et boCD8 plus jusqu'à 48 heures après l'infection (pi). Cependant, une régulation à la baisse de boWC1 plus les lymphocytes T est observée jusqu'à 48 hp avec le FMDV de sérotype O. Les lymphocytes d'animaux vaccinés ont démontré une régulation à la hausse significative de boCD4 plus , boCD8 plus et boWC1 plus des lymphocytes T après exposition au FMDV. 102

Après infection naturelle, il y a une augmentation significative de l'expression de la protéine 3A-NS dans les lymphocytes différents selon les évolutions de la maladie, ce qui conduit à une immunosuppression transitoire des lymphocytes T CD4 plus et CD8 plus. 34

La destruction du trafic des protéines de l'hôte par les protéines NS, en particulier 3A, est complètement interrompue et ne provoque donc pas de réponse CD8 plus lymphocytes T31. En raison de la faiblesse des CTL, le virus a persisté chez l'animal. Les récepteurs de l'intégrine assurent la médiation de l'apoptose des DC dérivée de la moelle osseuse, entravant l'immunité innée de l'hôte.32 Un autre phénomène important qui interfère avec l'immunité de l'hôte est Lbpro, un domaine hautement conservé qui joue un rôle important en inhibant l'ubiquitination des molécules de signalisation clés dans l'activation du type I Réponse IFN comme le gène I inductible par l'acide rétinoïque (RIG-I), la kinase 1 de liaison au TANK (TBK1), le facteur 6 associé au récepteur du TNF (TRAF6) et TRAF3.103 Cela diminue le niveau d'initiation immédiate et précoce de l'IFN ARNm et produits géniques stimulés par l'IFN.102 De plus, 3Cpro bloque le transport intra-golgien en dégradant la protéine nécessaire au transport intra-golgien.

Guzman et al33 et Joshi et al34 ont analysé les réponses de substitution pour la destruction des CTL, telles que la prolifération ou la production d'IFN par des cellules exprimant CD8 qui ont été signalées, mais de nombreux lymphocytes exprimant CD8 plus qui ne sont pas des CTL qui produisent de l'IFN, y compris les cellules NK et des sous-ensembles de δ T -cellules. 35–37,39,104

L'activité de CTL évaluée 10 jours après la provocation avec Ad5-FMDV-3C a indiqué une augmentation significative de l'activité CTL 10 jours après la provocation par rapport aux niveaux de boost, mais est revenue aux niveaux de référence 17 jours après le défi.17 Cependant, une tentative d'évaluation de l'activité des CTL au jour 4 n'a pas permis d'obtenir suffisamment de cellules. Cela était dû à la lymphopénie et à l'immunopathologie induites par le FMDV. Il existe une association positive entre la réponse IFN et la protection induite par le vaccin en plus d'une diminution de la persistance à long terme du virus de la fièvre aphteuse.38

Selon Oh et al,38 les lymphocytes CD4 plus T sont le principal phénotype multiplicateur et les cellules productrices d'IFN.

Quel que soit le sérotype de FMDV, l'IFN sérique a culminé 2 à 3 jours après l'infection, la lymphopénie correspondait à un pic de virémie et de réponse à l'IFN sérique, et le nombre de cellules dendritiques plasmocytaires circulantes (pDC) et la production in vitro d'IFN pDC ont chuté de manière transitoire après 48 heures. Quel que soit le sérotype de FMDV injecté ou l'âge de l'animal atteint, aucune infection des lymphocytes ou des pDC n'a été trouvée.39

La génération d'IFN à partir des DC dérivées des monocytes (MoDC) et des DC dérivées de la peau (DC de la peau) est supprimée pendant la phase aiguë de l'infection porcine. Cet impact se produit en tandem avec une augmentation des titres viraux dans le sang, mais ces cellules ne sont pas infectées de manière productive. Fait intéressant, la capacité de ces CD à absorber les particules et à traiter les antigènes ne change pas, démontrant que les antigènes n'affectent pas leur capacité à absorber les particules et à traiter les antigènes.35

Conclusion

Sur la base de la littérature ci-dessus et des lacunes de la recherche, il formule les recommandations suivantes. L'internalisation cellulaire, le schéma de glycosylation, la présentation de l'antigène et les mécanismes de sélection positive (développement de souches pathogènes) des vaccins traditionnels doivent être étudiés. Le CD8 induit par le vaccin plus T CMI renforce la réponse immunitaire de longue durée et la protection croisée. Il existe un rôle des récepteurs des lymphocytes T δ dans la pathogenèse immunitaire, la persistance et la production de CTL, qui devrait être étudié de manière approfondie. Protéine recombinante, sous l'utilisation d'un cytomètre en flux et ELISpot ELISA pour l'analyse de l'internalisation des particules vaccinales, de la présentation de l'antigène et de l'évaluation de la diaphonie des cellules présentatrices de l'antigène.

De nouveaux outils basés sur le Web devraient être développés pour montrer les effets des chaînes latérales sur l'épitope des cellules B ou T. L'utilisation de modèles animaux d'infection et de développement de vaccins et de tests d'efficacité doit être recherchée clairement car il existe une différence remarquable de récepteurs d'intégrines chez les animaux de laboratoire, et les porcs et les ruminants sont là. L'estimation informatique des épitopes CTL à l'échelle du génome en intégrant des outils de conjecture d'épitopes dans le calcul d'un grand nombre de séquences virales et l'évaluation in vivo ultérieure présentent un grand avantage pour produire des vaccins avec une protection durable et une capacité de protection croisée.

Abréviations

3A, protéine non structurelle ; Ad5, vecteur adénovirus 5 ; 3Cpro, protéase 3C (protéine non structurelle); BEI, Éthylènemines binaires ; cellule BHK, cellule rénale de bébé hamster ; CD4 plus , Facteur de différenciation en grappe quatre positif ; CD8 plus , Facteur de différenciation en cluster huit positif ; ADNc, ADN complémentaire ; CTL, cellules T cytotoxiques ; DC, cellule dendritique ; ELISA, dosage immuno-enzymatique lié ; fièvre aphteuse, fièvre aphteuse ; FMDV, virus de la fièvre aphteuse ; GM-CSF, Granulocytes et Monocytes Facteur de stimulation des colonies ; IFN-, interféron alpha ; IFN-, Interféron gamma ; Ig, Immunoglobuline ; IL, Interleukine; LTR, répétition terminale longue ; Cellules NK, Cellules tueuses naturelles ; protéine NS, protéine non structurale ; P1-2A, gène du précurseur de protéine structurelle ; P1-2A3C3D, précurseur de la protéine structurale virale P1–2A et les protéines non structurales 3C et 3D ; PBMC, sang périphérique mononucléé ; RT-PCR, amplification en chaîne par polymérase de transcription inverse ; SAT, type sud-africain ; TGE, expression génique transitoire ; TGF, facteur de croissance tumorale ; TNF, facteur de nécrose tumorale ; cellules Th, cellules T auxiliaires ; VP1, protéine virale 1 ; Cellules δ T, cellules Gamma delta T.

Déclaration de partage de données

Les données utilisées dans cette revue sont secondaires et sont incluses dans l'article.

Reconnaissance

Je suis très reconnaissant au bureau du vice-président de la recherche et des services communautaires de l'Université de Gondar pour avoir fourni du matériel et un soutien financier. Je remercie également le Collège de médecine vétérinaire et des sciences animales de l'Université de Gondar pour son soutien supplémentaire.

Financement

L'auteur remercie le bureau du vice-président de la recherche et des services communautaires de l'Université de Gondar.

Divulgation

L'auteur déclare qu'il n'y a pas de conflits d'intérêts dans ce travail.

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