Analysis of the immune response in mice immunized with antigens of the protozoan parasite neospora caninum

Abstract

Neospora caninum é um parasita intracelular obrigatório que causa neosporose, uma doença que inflige enormes perdas económicas na produção bovina de leite e de carne, em todo o mundo. Até ao momento, não se encontra disponível nenhuma vacina comercial para a neosporose. Foi previamente desenvolvida uma estratégia de imunização intranasal, usando um extrato antigénico rico em proteínas de membrana de N. caninum e utilizando CpG como adjuvante, que mostrou conferir proteção contra a neosporose estabelecida pela via intragástrica. Os resultados previamente obtidos indicaram que a IgA produzida em mucosas poderia mediar a proteção observada. De forma a explorar esta hipótese, avaliámos a resposta imunológica e o efeito protetor conferido pela imunização intranasal em murganhos infetados pela via intraperitoneal, ultrapassando assim a barreira da mucosa. Os murganhos imunizados apresentaram uma redução significativa na carga parasitária 24 h após o desafio com parasitas pela via intraperitoneal. Leucócitos provenientes de órgãos linfoides ou parenquimatosos de murganhos imunizados produziram elevados níveis de interferão-y e interleucina-17A em resposta a uma reestimulação in vitro com antigénios parasitários. Além disso, transcritos de mRNA que codificam as GTPases induzidas por IFN-y. IRGm1, IRGm3 e IRGb6 foram detetados em níveis elevados nos pulmões e, no caso da expressão de IRGm3, no fígado de murganhos imunizados. O possível efeito protetor das GTPases foi também sugerido utilizando murganhos com macrófagos insensíveis ao IFN-y. Comparados com os murganhos da estirpe selvagem estes ratinhos possuíam maiores cargas parasitárias, sem apresentarem, contudo, diferenças significativas entre os grupos imunizado e controlo. No seu conjunto, os nossos resultados indicam que a estratégia de imunização intranasal desenvolvida, induz uma resposta do tipo Th1/Th17 e confere também proteção contra a infeção estabelecida de forma sistémica, possivelmente através de GTPases induzidas por IFN-y.

Neospora caninum is an obligate intracellular parasite that causes neosporosis, a disease that inflicts heavy economic losses in dairy and beef cattle farms worldwide. No commercial vaccine is currently available for neosporosis. An intranasal immunization approach, using N. caninum antigen extracts enriched in membrane proteins plus CpG adjuvant was previously shown to confer protection against intragastrically established neosporosis. The obtained results indicated that mucosal-produced IgA mediated the protective effect. To challenge this hypothesis, the elicited immune response and protective effect conferred by the i.n. immunization was assessed here in mice infected by the intraperitoneal route, thus overcoming the mucosal barrier. In the immunized mice, the parasitic burden was found significantly reduced as early as 24 h post i.p. infection. Leukocytes obtained from lymphoid and parenchymal organs of the immunized mice produced high levels of interferon-y and interleukin-17A in response to in vitro antigen recall stimulation. Furthermore, mRNA transcripts encoding immunity-related GTPases, IRGm1, IRGm3 and IRGb6, were found elevated in the lungs and IRGm3 mRNA expression was increased in the liver of immunized mice. The protective effect of GTPases was confirmed in mice harboring macrophages insensitive to IFN-y. These mice showed higher parasite burdens than WT counterparts with no differences found between immunized and control groups. mRNA transcripts encoding GTPases were significantly decreased in the mice with impaired IFN-y responsiveness. Altogether, our results indicate that the intranasal immunization approach induces Th1/Th17-type immune responses and is also effective in protecting mice when infection was systemically established, possibly through IFN-y-induced GTPases.