Toksoplazmozise Karşı DNA Aşısının Geliştirilmesi
Bildiriler > Özet Bildiri · 2023
Yazarlar: İrem Yücel, Aysu DEĞİRMENCİ DÖŞKAYA, Muhammet KARAKAVUK, Hüseyin CAN, Adnan Yüksel GÜRÜZ, Mert DÖŞKAYA
23. Ulusal Parazitoloji Kongresi, Türkiye, Antalya, Ulusal, Poster, Özet Bildiri, 2023-2023, ss 230-232
Özet
<p>Zorunlu bir hücre içi ve zoonotik bir parazit olan Toxoplasma gondii toksoplazmozise neden olmaktadır (1). Kesin konağı kedi ve kedigiller olan bu parazit geniş bir ara konak yelpazesine sahiptir. Etken insanlar dahil olmak üzere tüm sıcakkanlı hayvanları enfekte edebilme özelliğine sahiptir. Parazitin üç farklı enfektif formu bulunmaktadır. Bunlar; tüm çekirdekli hücreleri enfekte edebilen ve hastalığın akut döneminde hızla çoğalan takizoit formu, hastalığın latent evresine neden olan doku kistleri içerisinde barınan bradizoit formu ve sporozoitler içeren ookist formudur. Karmaşık bir yaşam dönüsüne sahip olan bu parazit ana konak olan kedilerin intestinal sistemlerinde eşeyli olarak çoğalıp dışkı yoluyla ookistlerin atılmasıyla toprak ve su kaynaklarını kontamine etmektedir. Kontamine su ve besin kaynaklarının tüketilmesi ile ara konakları enfekte edebilen bu parazit insanlara kontamine su ve besin tüketiminin yanı sıra organ transplantasyonu, kan transfüzyonu veya konjenital yolla bulaş sağlayabilmektedir (2). T. gondii koyun ve keçi başta olmak üzere hayvancılık endüstrisi üzerinde önemli bir ekonomik yük oluşturmaktadır. Etken özellikle koyun ve keçi gibi çiftlik hayvanlarında abortlara neden olmasının yanı sıra enfekte hayvanlardan elde edilen kontamine ürünlerin tüketilmesiyle insan sağlığını tehdit edilmekte olup bakım masrafları gibi sağlık giderlerine neden olmaktadır (2,3). Sağlıklı bireylerde genellikle asemptomatik bazen de grip benzeri hafif miyalji gibi semptomlar vererek izleyen hastalık immün sistemi zayıf olan kişilerde ciddi klinik tablolara sebep olabilmektedir. İmmün sistemin aktif olduğu durumda doku kistleri içerisinde saklanan bradizoitler immün sistemin aktif olmadığı ya da baskılandığı durumlarda takizoitlere dönüşerek akut enfeksiyona sebep olmakta ve bu bireylerde oküler, nörolojik veya sistemik bozukluklara kadar dayanan şiddetli etkiler gösterebilmektedir. Ayrıca, toksoplazmozis hamile kadınlarda düşüklere veya bebeklerde doğuştan gelen sağlık sorunlarına sebep olmaktadır (4). Gelişen enfeksiyona karşı en etkili şekilde kullanılan tedavi şekli primetamin ve sülfadizinin kombine şekilde uygulanmasıdır. Ancak bu uygulama bile ciddi sayıda başarısız tedaviyle sonuçlanmaktadır ve bu durum vücutta aktif bağışıklığı uyarabilecek bir aşı ihtiyacı doğurmaktadır (5). Toksoplazmozise karşı koruma sağlayabilecek güvenli ve etkili bir aşıya ihtiyaç duyulmaktadır. Parazitin neden olduğu ekonomik yükün önüne geçmek için koyun ve keçiler üzerinde uygulanabilen sadece bir adet lisanslı Toxovax isimli aşı bulunmaktadır. Ancak bu aşı mutant S48 suşunu içeren canlızayıflatılmış bir aşı olduğundan dolayı insanlarda kullanılması güvenli değildir. Ayrıca raf ömrünün kısa olması ve transport sorunlarından dolayı aşı ithal edilemediği için ülkemizde koyun ve keçilere uygulanamamaktadır (3,6). Bu nedenle toksoplazmozise karşı koruma sağlayabilecek güvenli ve etkili bir aşıya ihtiyaç duyulmaktadır. Bu noktada, uygun maaliyet avantajının yanı sıra hem humoral hem de hücresel immün yanıtı uyarabilme kabiliyetinde olan DNA aşıları toksoplazmozis tedavisi için iyi bir alternatif olarak ortaya çıkmaktadır (7). DNA aşısı, konak hücrede patojene karşı spesifik antijen üretilmesini sağlayacak DNA dizisinin plazmid vektör aracılığıyla transfekte edilip bağışıklığın indüklenmesini sağlayan bir aşı yaklaşımıdır (8). DNA aşıları genelde enfeksiyonun ilerlemesini kısıtlayan, IFN-y ve IL-2 seviyelerini yükselterek hücresel immün yanıtı uyaran yardımcı T hücre yanıtı 1 (Th1) tepkisini uyarmaktadır (9). Konvansiyonel aşılara kıyasla üretiminin daha kolay olması, enfektif forma dönüş riskinin bulunmaması, spesifik antijen hedeflerinin saptanarak tasarlanabilmesi, uzun süreli bağışıklığı uyarabilmesi, stabil olması sebebiyle soğuk zincire ihtiyaç duymaması ve geliştirilen ürünün farklı coğrafyalara taşınması gibi avantajlara sahip olan DNA aşıları toksoplazmozise karşı gelecek gelecek vadetmektedir (10). Başarılı DNA aşısının geliştirilmesinde uygulanan stratejiler; • Antijen seçimi ve Biyoinformatik analizler: DNA aşının geliştirilme stratejisinde en önemli kısım antijenik bölgenin belirlenmesi ve aşı tasarımının gerçekleştirilmesidir. Çeşitli biyoinformatik araçlar kullanılarak antijenik gen bölgesinin tasarımı yapılmaktadır. Hedef genin verimli şekilde ifade edilmesi hedef kodon optimizasyonu ile sağlanmaktadır. Kodon optimizasyonu protein stabilitesi ve katlanmasını iyileştirmekte olup, aşının bağışıklık tepkisini ve etkinliğini arttırmada önemli bir rol oynamaktadır. • Hedef genin DNA Antijen vektörüne klonlanması: Hedef genin seçilerek aşı tasarımının yapılmasının ardından DNA aşı vektörüne klonlama yapılarak bakteri hücresine transformasyon yapılmaktadır. Günümüzde insanlara ve insan tüketimine uygunluğu FDA tarafından onaylı pVAX-1 DNA aşı vektörü en çok tercih edilmektedir. DNA aşı vektöründe prokaryotik kısımda yer alan bakteriyel replikasyon orijini sayesinde plazmit DNA bakteri hücresinde çoğaltılabilmektedir. • Bakteri hücresine transformasyon: Klonlamanın ardından DNA aşının çoğaltılması amacıyla bakterilere transformasyon yapılmaktadır. Transformasyonda en sık hızlı üremesi nedeniyle E. coli kullanılmaktadır. Tek hücre kolonilerinin seçilmesi ve doğrulanmasının ardından elde edilen pozitif kolonilerden çalışma stokları oluşturulmaktadır. • İn-vitro transfeksiyon: Sıvı bakteri kültüründe çoğaltılıp saflaştırılması gerçekleştirilen DNA aşısının protein eksprese etme profili memeli hücrelerinin aşı ile transfekte edilmesiyle belirlenmektedir. • İn-vivo aşı uygulanması: Memeli hücrelerinde protein eksprese ettiği belirlenen DNA aşı adayı bu süreçten sonra immünojenisitesinin ve koruyuculuğunun belirlenmesi amacıyla deney hayvanlarına uygulanmadır. DNA aşıları tek başına uygulanabildiği gibi adjuvantlarla birlikte de uygulanabilmektedir. Ayrıca aşını uygulanmasında etkinliğin artırılması amacıyla elektroporasyon, mikro iğne, gen tabancası gibi aygıtlar kullanılabilmektedir. • Gelişen immun yanıtın ve korunmanın belirlenmesi: Aşılama sonrası alınan kan ve dalak örnekleri kullanılarak ELİSA, Western Blot, Flow sitometri testleri ile hücresel ve humoral immun yanıt tespit edilmektedir. Ayrıca aşının oluşturduğu korunmanın belirlenmesi amacıyla challenge çalışmaları yapılmaktadır. T. gondii challenge çalışmaları doku kisti veya takizoitler kullanılarak gerçekleştirilmektedir.</p><p>Key words: Toxoplasma gondii, DNA aşısı, toksoplazmozis, aşı teknolojisi, biyoteknolojik aşılar </p><p>Kaynaklar </p><p>1. Dubey, J. P. (2010). Toxoplasma gondii Infections in Chickens (Gallus domesticus): Prevalence, Clinical Disease, Diagnosis and Public Health Significance. Zoonoses and Public Health, 57(1), 60–73. https://doi.org/10.1111/j.18632378.2009.01274.x </p><p>2. Dubey, J. P., Lindsay, D. S., & Speer, C. A. (1998). Structures of Toxoplasma gondii tachyzoites, bradyzoites, and sporozoites and biology and development of tissue cysts. Clinical microbiology reviews, 11(2), 267–299. https://doi.org/10.1128/CMR.11.2.267 </p><p>3. Dubey, J. P. (2010). Toxoplasma gondii Infections in Chickens (Gallus domesticus): Prevalence, Clinical Disease, Diagnosis and Public Health Significance. Zoonoses and Public Health, 57(1), 60–73. https://doi.org/10.1111/j.18632378.2009.01274.x </p><p>4. Lim, S. S., & Othman, R. Y. (2014). Recent advances in Toxoplasma gondii immunotherapeutics. The Korean journal of parasitology, 52(6), 581–593. https://doi.org/10.3347/kjp.2014.52.6.581 </p><p>5. Dunay, I. R., Gajurel, K., Dhakal, R., Liesenfeld, O., & Montoya, J. G. (2018). Treatment of Toxoplasmosis: Historical Perspective, Animal Models, and Current Clinical Practice. Clinical microbiology reviews, 31(4), e00057-17. https://doi.org/10.1128/CMR.00057-17 </p><p>6. Buxton, D., & Innes, E. A. (1995). A commercial vaccine for ovine toxoplasmosis. Parasitology, 110 Suppl, S11–S16. https://doi.org/10.1017/s003118200000144x </p><p>7. Khan K. H. (2013). DNA vaccines: roles against diseases. Germs, 3(1), 26–35. https://doi.org/10.11599/germs.2013.1034 </p><p>8. World Health Organization. (n.d.-a). DNA. World Health Organization. https://www.who.int/teams/health-product-policyand-standards/standards-and-specifications/vaccines-quality/dna </p><p>9. Liu, Q., Singla, L. D., & Zhou, H. (2012). Vaccines against Toxoplasma gondii: status, challenges and future directions. Human vaccines & immunotherapeutics, 8(9), 1305–1308. https://doi.org/10.4161/hv.21006 </p><p>10. Hasan, T., Kawanishi, R., Akita, H., & Nishikawa, Y. (2021). Toxoplasma gondii GRA15 DNA Vaccine with a Liposomal Nanocarrier Composed of an SS-Cleavable and pH-Activated Lipid-like Material Induces Protective Immunity against Toxoplasmosis in Mice. Vaccines, 10(1), 21. https://doi.org/10.3390/vaccines10010021 </p>