Ochrona prosiąt przed Chorobą Obrzękową zapewniona przez przeciwciała matczyne przeciwko toksynie Stx2ei.

Abstrakt

Protection of Piglets against Oedema Disease by Maternal Immunization with Stx2e Toxoid. Thi Kim Nguyen Oanh, Viet Khong Nguyen, Henri De Greve and Bruno Maria Goddeeris. Infection and Immunity. January 2012 Volume 80 Number 1 p. 469–473 doi:10.1128/IAI.05539-11

Co było przedmiotem badań?

Choroba Obrzękowa - OD (Oedema Disease) jest często śmiertelną chorobą okresu poodsadzeniowego powodowaną przez Shiga toksyny. Toksyny te, są produkowane przez bakterie E.Coli (STEC), które cechuje ekspresja fimbrii F18. Naukowcy przeprowadzili badanie, sprawdzając czy szczepienie loch eksperymentalną szczepionką zawierającą toksoid Shiga, może chronić biernie prosięta przed zakażeniem OD po odsadzeniu.

W jaki sposób przeprowadzono badanie?

Szczepionkę eksperymentalną przygotowano z toksoidu Stx2e pochodzącego z genetycznie zmodyfikowanego szczepu E.Coli, zawierającego operon odpowiedzialny za syntezę toksyny. 

We wszystkich eksperymentach poddano 2 dawki szczepionki w odstępach 14 dniowych.

Opracowano pośredni test ELISA wykrywający obecność przeciwciał przeciwko Stx2e w surowicy u zaszczepionych loch oraz prosiąt. Test ten został użyty do monitorowania miana przeciwciał po każdym szczepieniu lub biernym transferze przeciwciał.

Przeprowadzono trzy oddzielne doświadczenia: 

W pierwszym badano toksyczność Stx2e u prosiąt po podaniu dożylnym (IV) w 3 różnych dawkach.  W doświadczeniu oznaczono dawkę (50 ng/kg), która powodowała ekspresję typowych objawów klinicznych OD (obrzęk powiek, ataksje, duszności, porażenia i śmierć).

W drugim oceniano ochronne działanie szczepień prosiąt po doświadczalnym zakażeniu. Grupę kontrolną stanowiły zwierzęta nieszczepione.

W trzecim, lochy przed wyproszeniem zaszczepiono tą samą szczepionką. Grupą kontrolną były lochy nieszczepione. Prosięta od tych macior pobierały siarę i mleko, a po 26 dniach życia zostawały odsadzane. W 31 dniu życia prosiąt, a wiec 5 dni po odsadzeniu, zwierzęta poddawano działaniu toksyny Stx2e.

Jaki wynik otrzymano?

Immunizacja prosiąt skutkowała wysoką odpowiedzią przeciwciał przy jednoczesnym braku negatywnego wpływu na przyrost masy ciała. Po doświadczalnym narażeniu prosiąt w grupie szczepionej 0/6 wykazało objawy kliniczne OD i u żadnego z tych zwierząt nie zaobserwowano typowych zmian w badaniu sekcyjnym. Natomiast w grupie kontrolnej, wszystkie zwierzęta wykazały typowe objawy kliniczne, jedno prosię padło, inne poddano eutanazji. Zmiany typowe dla OD zaobserwowano u wszystkich zwierząt z 3 grup kontrolnych.

Zaszczepione lochy rozwinęły 10 razy wyższą odpowiedź przeciwciał niż zwierzęta z grupy kontrolnej. W surowicy prosiąt wysokie miana przeciwciał utrzymywały się aż do 1 miesiąca po odsadzeniu (53 dnień życia). Natomiast prosięta pochodzące od macior nieszczepionych miały niskie miana przeciwciał Stx2e aż do końca trwania badania. Po doświadczalnym podaniu toksyny Stx 10 dnia po odsadzeniu, u żadnego z prosiąt pochodzących od szczepionych macior nie zaobserwowano objawów klinicznych OD ani nie zarejestrowano zgonu. W grupie kontrolnej 6/6 prosiąt wykazało objawy kliniczne i padło 2 dni po doświadczalnym podaniu toksyny.

Jakie to ma znaczenie?

Badanie wykazało, że szczepionka zawierająca toksoid Shiga (Stx2e) indukuje silną odpowiedź układu immunologicznego u loch, jak również wysoki poziom przeciwciał biernych dostępnych dla prosiąt. Pełną ochronę prosiąt na letalną dawkę shiga toksyny wykazywano 5 dni po odsadzeniu.

Choroba obrzękowa (OD) najczęściej występuje w ciągu pierwszych 2 tygodni po odsadzeniu. Jak wykazano, czynna immunizacja zapewnia ochronę przed wystąpieniem objawów klinicznych, jednak problemem jest czas potrzebny na odpowiedź układu odpornościowego na szczepienie i możliwość zakażenia. W związku z tym, odporność bierna pochodząca od loch naturalnie narażonych na STEC może prowadzić do interferencji przeciwciał matczynych z antygenem szczepionkowym.