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マラリア原虫メロゾイト表面タンパク質1（PmMSP1）の組換えタンパク質。BALB/cモデルでの免疫原性試験と診断ツールとしての利用の可能性
Recombinant proteins of Plasmodium malariae merozoite surface protein 1 (PmMSP1): Testing immunogenicity in the BALB/c model and potential use as diagnostic tool.
PMID: 31344067 PMCID: PMC6657842. DOI: 10.1371/journal.pone.0219629.
抄録
背景:
マラリア原虫は、ヒトのマラリア原因菌としては 3 番目に流行している種であり、世界にはパッチ的ではあるが十分に分布している。ヒトはこの寄生虫を何年にもわたって宿主とし、大きな症状を示さずに感染することがあり、その診断と管理は困難な課題となっている。ここでは、P. malariae MSP1 の組換えタンパク質の免疫原性を調べた。
BACKGROUND: Plasmodium malariae is the third most prevalent human malaria-causing species and has a patchy, but ample distribution in the world. Humans can host the parasite for years without presenting significant symptoms, turning its diagnosis and control into a difficult task. Here, we investigated the immunogenicity of recombinant proteins of P. malariae MSP1.
方法:
PmMSP1の5つの領域をGST融合タンパク質として大腸菌で発現させ、BALB/cマウスで免疫した。上昇した抗体の特異性、サブタイプ化および親和性は、酵素結合免疫吸着アッセイにより評価した。細胞免疫応答はリンパ増殖アッセイで分析し、脾臓細胞から産生されるサイトカインレベルはサイトメトリーで検出した。
METHODS: Five regions of PmMSP1 were expressed in Escherichia coli as GST-fusion proteins and immunized in BALB/c mice. The specificity, subtyping, and affinity of raised antibodies were evaluated by enzyme-linked immunosorbent assays. Cellular immune responses were analyzed by lymphoproliferation assays and cytokine levels produced by splenocytes were detected by cytometry.
結果:
マウスでは、N末端、中央領域、PmMSP119が強い免疫原性を示すことを見出した。3回の投与後、誘導された免疫応答は70日間高いままであった。N末端領域および中央領域の免疫化後に誘導された抗体は、標的抗原に対する類似の親和性を示したが、PmMSP119に対するIgGの親和性はより高かった。すべてのタンパク質は、類似の抗体サブクラスパターン（主にIgG1、IgG2a、およびIgG2b）を誘導し、混合したTh1/Th2応答を特徴付けた。さらに、免疫化されたマウスの脾臓細胞の自己刺激は、使用された抗原とは無関係に、IL2およびIL4の分泌をもたらした。重要なことは、P.マラリア感染者のIgGはPmMSP1組換え蛋白質に対して高い特異性を示したことである。一方、P. vivaxやP. falciparum感染者の血清はPmMSP1組換え蛋白質に対して全く反応しませんでした。
RESULTS: We found that N-terminal, central regions, and PmMSP119 are strongly immunogenic in mice. After three doses, the induced immune responses remained high for 70 days. While antibodies induced after immunization with N-terminal and central regions showed similar affinities to the target antigens, affinities of IgG against PmMSP119 were higher. All proteins induced similar antibody subclass patterns (predominantly IgG1, IgG2a, and IgG2b), characterizing a mixed Th1/Th2 response. Further, autologous stimulation of splenocytes from immunized mice led to the secretion of IL2 and IL4, independently of the antigen used. Importantly, IgG from P. malariae-exposed individuals reacted against PmMSP1 recombinant proteins with a high specificity. On the other hand, sera from P. vivax or P. falciparum-infected individuals did not react at all against recombinant PmMSP1 proteins.
結論:
組換えPmMSP1タンパク質は、疫学研究やマラリアの鑑別診断において、マラリア菌の診断マーカーとして非常に有用である。組換えPmMSP1タンパク質を用いて免疫を行うと、有意な体液性免疫応答が得られることから、P. malariaeに対するワクチンの成分候補となる可能性がある。
CONCLUSION: Recombinant PmMSP1 proteins are very useful diagnostic markers of P. malariae in epidemiological studies or in the differential diagnosis of malaria caused by this species. Immunization with recombinant PmMSP1 proteins resulted in a significant humoral immune response, which may turn them potential component candidates for a vaccine against P. malariae.