We herein detail the methodology followed to compare protective efficacy and lung immune response induced by intranasal and subcutaneous immunization with BCG in mouse model. Our results show the benefits of pulmonary vaccination and suggest a role for IL17-mediated response in vaccine-induced protection.
Despite global coverage of intradermal BCG vaccination, tuberculosis remains one of the most prevalent infectious diseases in the world. Preclinical data have encouraged pulmonary tuberculosis vaccines as a promising strategy to prevent pulmonary disease, which is responsible for transmission. In this work, we describe the methodology used to demonstrate in the mouse model the benefits of intranasal BCG vaccination when compared to subcutaneous. Our data revealed greater protective efficacy following intranasal BCG administration. In addition, our results indicate that pulmonary vaccination triggers a higher immune response in lungs, including Th1 and Th17 responses, as well as an increase of immunoglobulin A (IgA) concentration in respiratory airways. Our data show correlation between protective efficacy and the presence of IL17-producing cells in lungs post-Mycobacterium tuberculosis challenge, suggesting a role for this cytokine in the protective response conferred by pulmonary vaccination. Finally, we detail the global workflow we have developed to study respiratory vaccination in the mouse model, which could be extrapolated to other tuberculosis vaccines, apart from BCG, targeting the mucosal response or other pulmonary routes of administration such as the intratracheal or aerosol.
Tuberkulose (TB) ist einer der führenden Infektionskrankheiten verursacht mehr Todesfälle assoziiert als HIV in der Welt und in Kombination mit steigenden Zunahme von multiresistenten Stämmen macht TB eine alarmierende globales Gesundheitsproblem dar 1. Neue Diagnose-Tools, effektiver und weniger toxische Medikamente und neue sichere und wirksame TB-Impfstoffe sind ein dringender Bedarf, vor allem in den Entwicklungsländern.
Lebendes attenuiertes Bazillus Calmette-Guerin (BCG) ist derzeit der einzige zugelassene Impfstoff gegen Tuberkulose, die seit den 1970er Jahren weltweit intradermal bei der Geburt verabreicht wurde. BCG als wirksam bei der Verhinderung von schweren Formen der Erkrankung (Meningitis und miliary TB) bei Kindern, hat aber inkonsistent Wirksamkeit gegen Lungentuberkulose verantwortlich für die Übertragung von Krankheiten 2 gezeigt.
Pulmonale Impfung, die natürliche Weg der TB-Infektion nachahmt, stellt ein attraktiver Ansatz für die lokale Immunantwort des Wirts Grundierens. Folgende Lungen Immunisierung In dieser Hinsicht wurden verschiedene präklinische Arbeiten in verschiedenen relevanten Tiermodellen TB größer Impfstoff Wirksamkeit gezeigt , wie 3-6 zur subkutanen oder intradermalen Weg verglichen. Dennoch werden die Schutzmechanismen ausgelöst durch Lungen Impfung nicht gut verstanden. In den letzten Jahren haben mehrere Werke IL17-vermittelte Reaktion als ein wichtiger Faktor der TB-spezifische Schleimhautimmunantwort, wie sie in Mausmodellen defizienten für IL17 Schleimhaut – Impfstoff-induzierte Schutzwirkung zeigte auf 7,8 wird beeinträchtigt.
Vor kurzem haben wir gezeigt , zum ersten Mal , die BCG – Administration intranasale DBA / 2 – Mäuse geschützt, eine Belastung der Maus durch den Mangel an Schutz nach subkutaner BCG Impfung 9 gekennzeichnet. Diese Ergebnisse legen nahe, dass der Atemwege TB-Impfung könnte effektiver sein Rate von TB in Endemiegebieten bei der Verringerung, wo intradermale BCG ist unwirksam gegen Pulmon betrachtetary TB.
Although current vaccine against tuberculosis, BCG, is the most widely administered vaccine in history, tuberculosis remains one of the leading causes of death and morbidity from infectious diseases worldwide. This paradox is explained by the lack of protection of this vaccine against pulmonary tuberculosis, the responsible form of transmission. New vaccination approaches effective against pulmonary forms of the disease are urgently needed, as they would have the greatest impact on disease transmission globally.
<p c…The authors have nothing to disclose.
This work was supported by “Spanish Ministry of Economy and Competitiveness” [grant number BIO2014-5258P], “European Commission” by the H2020 programs [grant numbers TBVAC2020 643381].
Middlebrook 7H9 broth | BD | 271310 | |
Middlebrook ADC Enrichment | BD | 211887 | |
Tween 80 | Scharlau | TW00800250 | |
3-mm diameter Glass Beads | Scharlau | 038-138003 | |
Middlebrook 7H10 Agar | BD | 262710 | |
1-ml syringe 26GA 0.45×10 mm | BD | 301358 | |
GentleMACS dissociator | Miltenyi Biotec | 130-093-235 | |
C tubes | Miltenyi Biotec | 130-093-237 | |
M tubes | Miltenyi Biotec | 130-093-236 | |
Collagenase D | Roche | 11088882001 | |
DNaseI | Applichem | A3778,0100 | |
Falcon 70µm Cell Strainer | Corning | 352350 | |
RPMI 1640 | Sigma | R0883 | |
Red Blood Cell Lysing Buffer | Sigma | R7757 | |
GlutaMAX Supplement | Gibco | 35050-061 | 100X concentrated |
Penicillin-Streptomycin Solution | Sigma | P4333 | 100X concentrated |
Fetal Calf Serum | Biological Industries | 04-001-1A | |
2-Mercaptoethanol | Sigma | M3148-25ML | |
Scepter 2.0 Handheld Automated Cell Counter | Millipore | PHCC20040 | |
Scepter Cell Counter Sensors, 40 µm | Millipore | PHCC40050 | |
Mycobacterium Tuberculosis – Tuberculin PPD | Statens Serum Institut (SSI) | 2390 | |
Mouse IFN-γ ELISA development kit | Mabtech | 3321-1H | |
Mouse IL17A ELISA development kit | Mabtech | 3521-1H | |
Brefeldin A | Sigma | B7651 | |
FITC Rat Anti-Mouse CD4 | BD | 553047 | |
BD Cytofix/Cytoperm Kit | BD | 555028 | |
APC-Cy7 Rat Anti-mouse IL-17A | BD | 560821 | |
APC Mouse Anti-mouse IFNg | BD | 554413 | |
LACHRYMAL OLIVE LUER LOCK 0.60 x 30 mm. 23G x 1 1/4” | UNIMED | 27.134 | Used as trachea cannula for BAL |
high-protein binding polystyrene flat-bottom 96-well plates MAXISORP | NUNC | 430341 | |
Albumin, from bovine serum | Sigma | A4503 | |
Goat Anti-Mouse IgA (α-chain specific)−Peroxidase antibody | Sigma | A4789 | |
3,3′,5,5′-Tetramethylbenzidine (TMB) | Sigma | T0440 | |
MyTaq DNA Polymerase | Bioline | BIO-21107 | The kit Includes Buffer 5x |