Recombinant DBL2β-PfEMP1 of the Indonesian Plasmodium falciparum induces immune responses in Wistar rats

Abstract

الملخص: أهداف البحث: يعتبر مجال الرابط المشابه دوفي للبروتين١ في غشاء كريات الدم الحمراء للمتصورة المنجلية مسئولا عن الآليات المسببة للمراضة للملاريا الدماغية. والأشخاص الذين يعيشون في المناطق الموبوءة بالملاريا لديهم أجسام مضادة محددة تجاه مجال البروتين ١ في غشاء كريات الدم الحمراء للمتصورة المنجلية والمناعة للتحكم في شدة الملاريا. يجعل هذا الميل مجال البروتين ١ في غشاء كريات الدم الحمراء للمتصورة المنجلية لقاح محتمل قائم على البروتين. وتهدف هذه الدراسة لاستكشاف الاستجابات المناعية الخلطية والخلوية الناجمة عن مجال الرابط المشابه دوفي ٢ بيتا- للبروتين ١ في غشاء كريات الدم الحمراء للمتصورة المنجلية للبروتين المؤتلف من عزل المتصورة المنجلية الإندونيسية. طرق البحث: تم التعبير عن البروتين المؤتلف في الإشريكية القولونية كأجزاء قابلة للذوبان وغير قابلة للذوبان، وهذا البروتين تمت تنقيته باستخدام التقارب اللوني قبل الحقن تحت الجلد لفئران ويستر في الأيام ١ و٢١و٤٢. تم حصاد المصل بعد ١٤ يوما من الحقنة الثانية والثالثة لقياس معيار تركيز الغلوبيولين المناعي IgG وCD4+ الخلايا بواسطة تقنية إليزا. النتائج: وجدنا أن تركيزات الغلوبيولين المناعي IgG وCD4+ الخلايا تزيد بعد الحقنة الثانية والحقن الثالثة. أظهر اختبار مان- ويتني اختلافا كبيرا بين مجموعات التحكم والعلاج لكلا من الغلوبيولين المناعي IgG وCD4+ الخلايا. وأظهر مزيدا من التحليل باستخدام الوصمة الغربية جسما مضادا محدد ضد مجال الرابط المشابه دوفي ٢ بيتا- للبروتين ١ في غشاء كريات الدم الحمراء للمتصورة المنجلية للبروتين المؤتلف. الاستنتاجات: يمكن لمجال الرابط المشابه دوفي ٢ بيتا- للبروتين ١ في غشاء كريات الدم الحمراء للمتصورة المنجلية للبروتين المؤتلف من عزل المتصورة المنجلية الإندونيسية أن يحفز استجابة مناعية خلطية وخلوية. المزيد من الدراسة على الغلوبيولين المناعي IgG التي تحتمل أن يكون لها تأثير مثبط ودور CD4+ الخلايا وعلاقتهم مع الخلايا المستجيبة الأخرى تعتبر أساسية لتحديد فعالية مجال الرابط المشابه دوفي ٢ بيتا- للبروتين ١ في غشاء كريات الدم الحمراء للمتصورة المنجلية كلقاح الملاريا المحتمل القائم على الببتيد. Abstract: Objectives: The Duffy binding-like (DBL) domain of the Plasmodium falciparum Erythrocyte Membrane Protein 1 (PfEMP1) is reportedly responsible for the pathophysiology of cerebral malaria. People living in endemic malaria areas possess specific antibodies against PfEMP1 and elicit immune responses to control the severity of malaria infection. Therefore, PfEMP1 may be a potential protein-based vaccine candidate. This study aimed to explore the humoral and cellular immune responses induced by the recombinant DBL2β-PfEMP1 obtained from the Indonesian P. falciparum isolate. Methods: The recombinant protein was expressed in Escherichia coli BL21(DE3) as soluble and insoluble fractions, and this protein was purified using affinity chromatography before administration as a subcutaneous injection in Wistar rats on days 1, 21, and 42. Sera were harvested 14 days after the second and third injections to determine the titre of IgG and the concentration of CD4+ cells using the enzyme linked immunosorbent assay (ELISA). Results: The IgG titre and the CD4+ cell concentration were found to be increased after the second and third injections. The Mann–Whitney test results showed a significant difference between the control and treatment groups for both the IgG and CD4+ cells (p = 0.001 and p = 0.000, respectively). Western blotting results indicated the presence of a specific antibody against the recombinant DBL2β-PfEMP1. Conclusions: The recombinant DBL2β-PfEMP1 of the Indonesian P. falciparum isolate could induce humoral and cellular immune responses. Further studies on IgG exerting inhibitory effects and the role of CD4+ cells and their association with other effector cells are essential to determine the efficacy of DBL2β-PfEMP1 and its potential application as a peptide-based malaria vaccine candidate.

Keywords

• CD4+ cells
• DBL2β
• IgG antibody
• Indonesia
• PfEMP1