ศักยภาพการเป็นวัคซีนของโปรตีนรีคอมบิแนนท์ cathepsin L1H ต่อการติดเชื้อพยาธิใบไม้ตับในแพะ

Highlight

โปรตีนรีคอมบิแนนท์ rproFgCatL1H สามารถลดการติดเชื้อพยาธิใบไม้ตับในแพะได้ คิดเป็นร้อยละ 34-37 และทำให้ผิวพยาธิเกิดความเสียหายอย่างชัดเจนเมื่อตรวจสอบภายใต้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน แม้ความสัมพันธ์กับระดับแอนติบอดียังไม่เด่นชัด ผลการศึกษานี้ชี้ให้เห็นว่าโปรตีน rproFgCatL1H มีศักยภาพสำหรับพัฒนาเป็นวัคซีนลดการติดเชื้อพยาธิใบไม้ตับในแพะ

ที่มาและความสำคัญ

โรคพยาธิใบไม้ตับ (Fasciola gigantica) เป็นปัญหาสำคัญในสัตว์เคี้ยวเอื้อง โดยเฉพาะในแพะและโค ก่อให้เกิดการสูญเสียทางเศรษฐกิจจากการลดน้ำหนัก โตช้า และลดประสิทธิภาพการผลิต ปัจจุบันการควบคุมโรคยังพึ่งพายาถ่ายพยาธิเป็นหลัก ซึ่งมีความเสี่ยงต่อการดื้อยาเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง จึงมีความจำเป็นเร่งด่วนในการพัฒนาวิธีป้องกันใหม่ เช่น วัคซีน การศึกษานี้จึงศึกษาศักยภาพของโปรตีน cathepsin L1H ในการลดการติดเชื้อพยาธิ และเป็นก้าวสำคัญสู่การพัฒนาวัคซีนที่มีประสิทธิภาพสำหรับควบคุมโรคพยาธิใบไม้ตับในแพะในอนาคต

Abstract

Cathepsin L1H has been identified as a potential vaccine candidate against fasciolosis. The present study was conducted to evaluate the immunoprophylactic efficacy of recombinant proFgCatL1H (rproFgCatL1H) antigen in goats subsequently challenged with the parasite. Immunization of goats with 200 µg of rproFgCatL1H formulated in Montanide ISA 61 VG conferred statistically significant reduction in worm recovery compared with both the infected control and adjuvant control groups, corresponding to reductions of 37.55 % and 34.07 %, respectively (p < 0.05). A negative correlation was observed between worm burden reduction and serum IgG levels (OD₄₅₀), measured both at the time of infection and at the study endpoint, although the association was not statistically significant. Scanning Electron Microscopy (SEM) analysis of adult F. gigantica recovered from vaccinated goats demonstrated pronounced tegumental damage, characterized by extensive swelling, surface erosion, and the presence of cell-like structures adhering to the tegumental surface. These findings suggest that the recombinant protein rproFgCatL1H holds promise as a potential vaccine candidate for the control of fasciolosis in goats.

KEYWORDS: Fasciola gigantica, Vaccine, Cathepsin l1h, Goat, Montanide

Citation: Sangfuang M, Sungsuwan P, Khumgra G, Kueakhai P, Changklungmoa N, Sobhon P, Suphamungmee W, Roytrakul S, Preyavichyapugdee M, Meemon K, Preyavichyapugdee N*. Vaccine potential of recombinant cathepsin L1H against Fasciola gigantica infection in goat. Acta Trop. 2025;271:107900. doi: 10.1016/j.actatropica.2025.107900.

RELATED SDGs:

SDG Goal หลัก ที่เกี่ยวข้อง

2. ZERO HUNGER

SDG Goal ที่เกี่ยวข้องอื่น ๆ

15: LIFE ON LAND

ผู้ให้ข้อมูล: รองศาสตราจารย์ ดร.ไกร มีมล
ชื่ออาจารย์ที่ทำวิจัย: รองศาสตราจารย์ ดร.ไกร มีมล รองศาสตราจารย์ ดร.วรวิทย์ ศุภมั่งมี
ภาพถ่าย: รองศาสตราจารย์ ดร.ไกร มีมล
แหล่งทุนวิจัย: Thailand Research Fund

วัคซีนผสม saposin-like protein-2 และ leucine aminopeptidase ในการต้านโรคพยาธิใบไม้ตับ

Highlight

การศึกษาวัคซีนต้านโรคพยาธิใบไม้ตับโดยใช้วัคซีนผสมของสองโปรตีนนี้ในหนูทดลองพบว่าสามารถป้องกันการติดเชื้อพยาธิได้ถึงร้อยละ 80.7-81.4 และยังสามารถกระตุ้นการทำงานของแอนติบดี IgG1 และ IgG2a ได้เป็นอย่างดี ซึ่งส่งผลให้ตับถูกทำลายน้อยลง ดังนั้นจึงน่าสนใจในการพัฒนาการใช้วัคซีนผสมของโปรตีน SAP-2 และ LAP ในการป้องกันการติดเชื้อพยาธิในสัตว์ใหญ่ต่อไป

ที่มาและความสำคัญ

โรคพยาธิใบไม้ตับเป็นโรคที่เกิดจากการติดเชื้อพยาธิ Fasciola ซึ่งการรักษาโดยยาในปัจจุบันทำให้เกิดผลข้างเคียงและนำไปสู่การดื้อยาที่เพิ่มมากขึ้น การรักษาโดยใช้วัคซีนจึงเป็นแนวทางใหม่ในการป้องกันการติดเชื้อพยาธิใบไม้ตับได้ โดยเลือกศึกษาโดยใช้โปรตีน saposin-2 (SAP) และ leucine aminopeptidase (LAP) เป็นโปรตีนที่พบมากในทางเดินอาหารของพยาธิและมีความสำคัญในการดำรงชีพของพยาธิ

Abstract

Saposin-like protein-2 (SAP-2) and leucine aminopeptidase (LAP) are major proteins involved in the digestive process of Fasciola gigantica (Fg). Both SAP-2 and LAP are highly expressed in F. gigantica; therefore, they could be vaccine candidates for fasciolosis. The aims of this study are (1) to observe the tissue expression of F. gigantica SAP-2 (FgSAP-2) and F. gigantica LAP (FgLAP) in F. gigantica by indirect immunofluorescence technique under confocal microscopy and (2) to test the vaccine potentials of individual and combined recombinant (r) FgSAP-2 and rFgLAP against F. gigantica in Imprinting Control Region (ICR) mice (n = 10 per group). By indirect immunofluorescence-confocal microscopy, FgSAP-2 and FgLAP were localized in the caecal epithelium but at different sites: FgSAP-2 appeared in small granules that are distributed in the middle and lower parts of the cytoplasm of epithelial cells, while FgLAP appeared as a line or zone in the apical cytoplasm of caecal epithelial cells. For vaccine testing, the percent protection of combined rFgSAP-2 and rFgLAP vaccines against F. gigantica was at 80.7 to 81.4% when compared with aluminum hydroxide (alum) adjuvant and unimmunized controls, respectively. The levels of IgG1 and IgG2a in the sera were significantly increased in single and combine vaccinated groups compared with the control groups. Vaccinated mice showed reduced liver damage when compared with control groups. This study indicates that the combined rFgSAP-2 and rFgLAP vaccine had a higher vaccine potential than a single vaccine. These results support the further testing and application of this combined vaccine against F. gigantica infection in farmed livestock animals.

KEYWORDS: Fasciola gigantica, leucine aminopeptidase, saposin-like protein-2, tissue expression, vaccine potential

Citation: Changklungmoa N, Cheukamud W, Jaikua W, Meemon K, Sobhon P, Kueakhai P. Combination Vaccines of Fasciola gigantica Saposin-like Protein-2 and Leucine Aminopeptidase. Tropical Medicine and Infectious Disease. 2023; 8(7):334. https://doi.org/10.3390/tropicalmed8070334

RELATED SDGs:

SDG Goal หลัก ที่เกี่ยวข้อง

2. ZERO HUNGER

ผู้ให้ข้อมูล: รองศาสตราจารย์ ดร.ไกร มีมล
ชื่ออาจารย์ที่ทำวิจัย: รองศาสตราจารย์ ดร.ไกร มีมล
ภาพถ่าย: รองศาสตราจารย์ ดร.ไกร มีมล

ศักยภาพของวัคซีนร่วมจากโปรตีน cathepsin L1H และ B3 ในการต้านการติดเชื้อพยาธิใบไม้ตับ

Highlight: วัคซีนกลุ่ม (combined vaccine) ของโปรตีน cathepsin L1H และ B3 สามารถป้องกันการติดเชื้อพยาธิใบไม้ตับได้สูงกว่าวัคซีนเดี่ยว เมื่อทดสอบร่วมกับสารเสริมฤทธิ์ (adjuvant) ทั้ง 2 ชนิดคือ Alum และ Freund โดยสามารถป้องกันการติดเชื้อพยาธิได้ถึงร้อยละ 58.8 ถึง 75

ที่มาและความสำคัญ
การศึกษาวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อประเมินประสิทธิภาพของวัคซีนที่กระตุ้นด้วยโปรตีน cathepsin L1H และ B3 ในการป้องกันการติดเชื้อพยาธิใบไม้ตับ ทั้งในรูปแบบวัคซีนเดี่ยว (single vaccine) และวัคซีนกลุ่ม (combined vaccine) โดยการทดสอบในหนูทดลองร่วมกับสารเสริมฤทธิ์ (adjuvant) 2 ชนิดคือ Alum และ Freund ผลการทดลองพบว่าวัคซีนเดี่ยวและวัคซีนกลุ่มของ cathepsin L1H และ B3 มีผลป้องกันการติดเชื้อพยาธิได้ถึงร้อยละ 58.8 ถึง 75 โดยวัคซีนกลุ่มมีผลการป้องกันได้สูงกว่าวัคซีนเดี่ยว และวัคซีนทั้งหมดยังสามารถกระตุ้นภูมิคุ้มกัน โดยมีระดับแอนติบอดี IgG1 สูงกว่า IgG2a ซึ่งบ่งชี้ถึงกลไกการกระตุ้นผ่านทาง Th2 สูงกว่า Th1 ด้วย นอกจากนี้ผลการทดลองยังแสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพของการใช้สารเสริมฤทธิ์ Alum สูงเทียบเท่ากับ Freund ซึ่ง Alum จะมีความปลอดภัยเมื่อเทียบกับ Freund ที่มีความเป็นพิษและเกิดผลข้างเคียงในสิ่งมีชีวิตได้ ดังนั้นการศึกษานี้จึงสามารถใช้เป็นแนวทางการใช้วัคซีนเพื่อป้องกันการติดเชื้อพยาธิใบไม้ตับในสัตว์ใหญ่ต่อไป

Abstract
Protections against Fasciola gigantica infection in mice immunized with the individual and combined cathepsin L1H and cathepsin B3 vaccines were assessed. The vaccines comprised recombinant (r) pro-proteins of cathepsin L1H and B3 (rproFgCatL1H and rproFgCatB3) and combined proteins which were expressed in Pichia pastoris . The experimental trials were performed in ICR mice ( n = 10 per group) by subcutaneous injection with 50 μg of the recombinant proteins combined with Alum or Freund’s adjuvants. At two weeks after the third immunization, mice were infected with 15 F. gigantica metacercariae per mouse by oral route. The percents of protection of rproFgCatL1H, rproFgCatB3 and combined vaccines against F. gigantica were approximately 58.8 to 75.0% when compared with adjuvant-infected control. These protective effects were similar among groups receiving vaccines with Alum or Freund’s adjuvants. By determining the levels of IgG1 and IgG2a in the immune sera, which are indicative of Th1 and Th2 immune responses, it was found that both Th1 and Th2 humoral immune responses were significantly increased in vaccinated groups compared with the control groups, with higher levels of IgG1 (Th2) than IgG2a (Th1). Mice in vaccinated groups showed reduction in liver pathological lesions when compared with control groups. This study indicates that the combined rproFgCatB3 and rproFgCatL1H vaccine had a high protective potential than a single a vaccine, with Alum and Freund’s adjuvants showing similar level of protection. These results can serve as guidelines for the testing of this F. gigantica vaccine in larger economic animals.

KEYWORDS: Fasciola gigantica, Cathepsin L1H, Cathepsin B3, Vaccine, Protection, Mice

Citation: Pornanan Kueakhai, Narin Changklungmoa, Werachon Cheukamud, Supawadee Osotprasit, Pathanin Chantree, Narin Preyavichyapugdee, Prasert Sobhon, Krai Meemon,
The combined recombinant cathepsin L1H and cathepsin B3 vaccine against Fasciola gigantica infection, Parasitology International, Volume 83,
2021, 102353, ISSN 1383-5769, https://doi.org/10.1016/j.parint.2021.102353.

RELATED SDGs:

3. GOOD HEALTH AND WELL-BEING

15: LIFE ON LAND

ผู้ให้ข้อมูล: รองศาสตราจารย์ ดร.ไกร มีมล
ชื่ออาจารย์ที่ทำวิจัย: รองศาสตราจารย์ ดร.ไกร มีมล
แหล่งทุนวิจัย: Agricultural Research Development Agency (ARDA)