Cytolysins expressing liver stage parasites as novel live attenuated malaria vaccines
Sitolizin ekspresyonu yapan karaciğer aşaması parazitlerinin yenilikçi canlı zayıflatılmış sıtma aşısı olarak kullanılması
- Tez No: 817030
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ ABDUL MATTEEN RAFIQI, DR. ÖĞR. ÜYESİ AHMED SAYED IBRAHIM ALY
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyoteknoloji, Genetik, Parazitoloji, Biotechnology, Genetics, Parasitology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Bezm-i Alem Vakıf Üniversitesi
- Enstitü: Sağlık Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 80
Özet
Sıtma, küresel olarak, en ölümcül bulaşıcı hastalıklardan biridir. Dişi Anofel sivrisineğinin ısırması ile bulaşan vektör kaynaklı bir hastalıktır. Hastalık etkeni, Plasmodium türü protozoan parazitlerdir. İnsanlarda hastalığa neden olduğu bilinen 5 türü vardır. 3 milyardan fazla insan sıtma bulaşma riski altındadır. Vektör kontrolü ve mevsimsel toplu ilaç uygulaması gibi önleme yöntemleri sıtma kontrolü için etkili araçlardır; ancak majör ilaçlara karşı artan ilaç direnci, sıtmanın ortadan kaldırılması için etkili aşı geliştirilmesini zorunlu kılmaktadır. İdeal sıtma aşısı, en yaygın Plasmodium türlerine karşı koruma sağlamalı ve %75'ten fazla etkinliğe ve uzun süreli korumaya sahip olmalıdır. Şimdiye kadar mevcut olan tek aşı, beklentilerin altında performans gösteren RTS,S'dir. Plasmodium parazitlerinin karmaşık biyolojisi ve sahip olduğu çeşitli immün kaçış mekanizmaları, aşı geliştirmeyi zorlaştıran etkenlerdir. Pre-eritrositik aşamalar, omurgalı konakçılarda gelişimin darboğaz noktasıdır. Şimdiye kadar geliştirilen aşı adayları arasında en umut verici olanlar bu aşamayı hedefleyen stratejilerdir. Canlı zayıflatılmış tam sporozoit aşıların tam koruma sağladığı kanıtlanmıştır. Çeşitli genetik modifikasyon yöntemleri, genetik olarak zayıflatılmış parazitlerin (GAP) gelişmesine yol açan güçlü atenüasyon stratejileri geliştirilebilmesini sağlamaktadır. Bu tez çalışmasında, kemirgen sıtma modelinde, karaciğerin geç evrelerinde gelişimin durdurulmasını amaçlayan GAP aşıları olarak değerlendirilmek üzere iki alternatif atenüasyon stratejisi tasarlandı. Her iki aşı adayının da hayati bir karaciğer aşaması geninin delesyonu ile eş zamanlı olarak bir bakteriyel sitolizin proteininin ekspresyonunu sağlayacak şekilde benzer tasarımları bulunmaktadır. Seçilen hedef genler, LISP1 ve LISP2, ekspresyonları yalnızca karaciğer evrelerinde yapılan genlerdir. Çalışma kapsamında, Streptococcus pyogenes Streptolysin O (SLO) ve Listeria monocytogenes Listeriolysin O (LLO) bakteriyel sitolizin proteinlerinin kodlayan dizileri, hedef genlerin kodlayan dizileriyle değiştirildi. Ortaya çıkan suşların (ΔLISP1::SLO ve ΔLISP2::LLO) fenotipik analizleri parazitin tüm yaşam döngüsü aşamalarında yapıldı. Ayrıca, sitolizin dizileri floresan protein dizileriyle değiştirilerek hem sitolizinlerin etkisini analiz edebilmek hem de karaciğer evreleri ifadesi için raportör genler olarak kullanılmak amacıyla kontrol suşları elde edildi (ΔLISP1::mNeonGreen ve ΔLISP2::mTurquoise2). Sitolizin ekspresyonları, her iki suşun atenüasyon profillerini önemli ölçüde arttırmıştır. BALB/c fareleri, her iki suşla immünize edildi ve immünize fareler, yabanıl tip sporozoitlere karşı test edildi. Sonuç olarak, ΔLISP1::SLO suşu tamamen atenüe edilmiştir. Farelerin ΔLISP1::SLO suşu ile aşılanması, düşük sayıda sporozoitlere karşı koruma sağlayabilse de yüksek sayıda sporozoitlere karşı koruma sağlayamamıştır. Buna karşılık, ΔLISP2::LLO suşu ise kuvvetli atenüasyon profili göstermiştir, ancak nadiren kan aşaması enfeksiyonlarına yol açabilmektedir. ΔLISP2::LLO suşu ile immünize edilen farelerde son derece yüksek sayıda sporozoitlere karşı tam koruma sağlanmıştır. ΔLISP2::LLO suşunun atenüasyon profilinin, çeşitli modifikasyonlarla iyileştirilebilmesi mümkündür ve bu strateji, gelecekteki çalışmalarda umut verici bir aşı adayı olarak insan sıtma parazitlerine kolaylıkla uygulanabilecektir.
Özet (Çeviri)
Malaria is amongst the deadliest of infectious diseases globally. It is a vector-borne disease transmitted by the bite of female Anopheles mosquitos. Causative agents are Plasmodium species protozoan parasites. There are 5 species that are known to cause disease in humans. Over 3 billion people are at risk of malaria transmission. Prevention methods such as vector control and seasonal mass drug administration are effective tools for malaria control but with increasing resistance to frontline drugs, efficient vaccine development becomes imperative for malaria elimination. Ideal malaria vaccine should protect against the most common Plasmodium species and should have more than 75% efficacy, and a long-lasting protection. Only available vaccine so far is RTS,S which underperforms the expectations. Complex biology and various immune evasion strategies of Plasmodium parasites makes vaccine development challenging. Pre-erythrocytic stages are the bottleneck of development in vertebrate hosts. Vaccine strategies against this stage are so far the most promising. Live-attenuated whole sporozoite vaccines have been proven to confer sterile protection. Various genetic modification strategies allowed precise attenuation profiles which led to development of genetically attenuated parasites (GAP). In this thesis study, we designed two alternative attenuation strategy to be evaluated as GAP vaccines that aimed for late liver stages arrest in rodent malaria model. Both candidates had similar designs: knockout of an essential liver stages gene, and expression of a bacterial cytolysin protein. Selected genes, LISP1 and LISP2, are only expressed during liver stages. Bacterial cytolysins sequences of Streptolysin O (SLO) from Streptococcus pyogenes and Listeriolysin O (LLO) from Listeria monocytogenes were replaced with coding sequences of target genes. Resulting strains, ΔLISP1::SLO and ΔLISP2::LLO, were phenotypically analyzed for all life cycle stages of the parasite. To understand the effect of cytolysins, we replaced the cytolysin sequences with fluorescent proteins that would also work as reporter genes for liver stages expression (ΔLISP1::mNeonGreen and ΔLISP2::mTurquoise2). Cytolysin expressions significantly improved attenuation profiles of both strains. BALB/c mice were immunized with both strains and immunized mice were challenged against wild type sporozoites. As a result, ΔLISP1::SLO strain were completely attenuated. ΔLISP1::SLO strain-immunization of mice could protect against lower numbers of sporozoites but could not protect against higher numbers of sporozoites. In contrast, attenuation profile of ΔLISP2::LLO strain were strong, but there were occasional breakthrough infections. ΔLISP2::LLO strain-immunization of mice conferred sterile protection against extremely high numbers of sporozoites. Attenuation profile of ΔLISP2::LLO can be improved with various modifications, and this strategy can easily be applied to human malaria as a promising vaccine candidate in future studies.
Benzer Tezler
- Hayvan kökenli enterokok suşlarının virulens faktörleri
Virulence factors of enterococci isolated from animal sources
SERAP ÇELİK
Doktora
Türkçe
2001
Veteriner HekimliğiAnkara ÜniversitesiMikrobiyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. K. SERDAR DİKER
- Mastitisli sığır sütlerinden izole edilen enterococcus faecalis suşlarının virülens genlerinin incelenmesi
Investigation of virulence genes of enterococcus faecalis strains isolated from mastitic bovine milk
ÖMER YILDIZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
MikrobiyolojiAdnan Menderes ÜniversitesiMikrobiyoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SÜHEYLA TÜRKYILMAZ
- Deniz suyundan izole edilen enterokok suşlarının virulans faktörlerinin incelenmesi
Investigation of virulence factors of enterococci strains isolated from sewater
İPEK ADA
- Enterococcus faecalis suşlarında protein profilinin antijenik glikoproteinler yönünden değerlendirilmesi
Evaluation of protein profiles of enterococcus faecalis strains in relation to antigenic glycoproteins
GÜLAY ÇİFTCİ
