Evaluation of immunogenicity and efficacy of Borrelia burgdorferi derived peptide (PepB) antigen formulated in a protein scaffold in mice against Lyme disease

• Published in: Iraqi journal of veterinary sciences Vol. 36; no. sup1; pp. 77 - 84
• Main Authors: Hasan, Wisam Salim, Brooke, Christina, Casinit, Maria Estevi
• Format: Journal Article
• Language: Arabic; English
• Published: Mosul, Iraq University of Mosul, College of Veterinary Medicine 01-12-2022
• Subjects: borrelia burgdorferi; lyme disease vaccine; peptide antigen; protein scaffold
• ISSN: 1607-3894; 2071-1255; 2071-1255
• DOI: 10.33899/ijvs.2022.135519.2487

بعد مرض اللايم من الأمراض المنتقلة عن طريق القراد والذي قد ينتشر في اغلب بقاع العالم وبخاصة في قارتي أوروبا وأمريكا الشمالية، إن التركيب الإحياتي المعقد لجراثيم البوريليا والتغيرات الحاصلة في تركيب الأغشية الخارجية المستضدية يعقد من صعوبة إنتاج لقاحات كفوة ضد مرض اللايم. في هذا البحث العلمي تم استخدام ببتيد ب وهو سلسلة أحماض أمينية قصيرة مشتقة من بروتينات تدعى (بي بي ۰۱۷۲) متواجدة في جراثيم البوريليا، إذ تم تقييمه من خلال استخدامه في تركيب سفالة كلقاح تجريبي في الفتران ضد مرض اللايم. حيث تم تمنيع أربعة مجاميع من الفئران من نوع سي 3 اج/ هن وباعمار تراوحت بين 6-8 أسابيع بطريقة الحقن تحت الجلد بيروتين (بي بي اي ٣٤ : بینید ب)، بروتين الغشاء الخارجي سي (اوسب سي)، وبروتين (بيبي اي ٣٤)، ومجموعة السيطرة السالبة. ثم جمع عينات الدم في الأسبوع الثامن بعد التمتيع حيث تم تقييم مستوى الكلوبيولينات المناعية المتخصصة من نوع جي باستخدام اختيار الاليزا. بعد ذلك خضعت حيوانات التجرية جميعها لاختبار التحدي عن طريق حقن جراثيم البوريليا بجرعة 105/ حيوان تحت الجلد. لاحقا تم تشريح الحيوانات بعد مرور أربعة أسابيع على اختبار التحدي وتم جمع عينات الدم والأنسجة لغرض تقييم الحمل الجرثومي باختيار تفاعل البلمرة المتسلسل الكمي وكذلك محاولة إعادة تنمية الجراثيم من الأنسجة المصابة، وبالاعتماد على نتائج تفاعل البلمرة المتسلسل الكمي وإعادة تنمية الزرع الجرثومي، في هذه التجربة لوحظ بان التمنيع ببروتين (بي بي اي 34 : بيتيد ب) كان غير قادر على حماية الحيوانات ضد الإصابة بمرض البوريليا، وبذلك قد لا يعد هذا التركيب البروتيني مثاليا في تصنيع اللقاحات التجريبية في الدراسات المستقبلية. استنتج من هذه الدراسة أن ضرورة استخدام منصات مستضدية بديلة فضلا عن طرائق إيصال للمستضد قد تساهم في تعزيز الكفاءة والقدرة التمنيعية في اللقاحات التجريبية المعتمدة على البيتيد ب.
Lyme disease (LD) is the most prevalent tick-borne disease in both Europe and North America. The development of effective Lyme disease vaccines is complicated by the complex biology of Borrelia species and alterations in the expression of outer surface membranes. In this work, PepB, which is Borrelia burgdorferi BB0172-derived peptide was evaluated in scaffolded formulation as a vaccine candidate in murine model of LD. In brief, four groups of 6-8 weeks old C3H/HeN breed of mice (n-6 per group) were immunized subcutaneously with BBA34 : PepB (BP), outer surface protein C (OspC), BBA34 and a naïve control group. In 8 weeks, post-priming blood samples were collected, and specific IgG titers were evaluated by ELISA. After that, A dose of 105 B. burgdorferi /mouse was administered subcutaneously to all animals as a challenge. The mice were euthanized at 4 weeks post-challenge and then blood and tissue samples were collected to evaluate bacterial burden by real time qPCR, and bacterial recovery from tissues. Taken together, and considering both bacterial burden and bacterial recovery, immunization with BP was not able to confer protection against borreliosis in this experiment, and consequently it was not considered as a potential vaccine formulation in subsequent studies. It was concluded, that other alternative antigen platforms and delivery methods might be considered to improve the immunogenicity of the PepB-based vaccine candidate.