Tim sa Purdue University razvio je imunokontraceptivnu vakcinu zasnovanu na spermatskom proteinu IZUMO1 koja je u ranim testovima na CD-1 miševima značajno smanjila plodnost, naročito kada je korišćen nanopartikularni adjuvans NanoST. Epitope mapping je pokazao da antitela protiv regiona 148–173 aminokiselina (beta-hairpin hinge) korelišu sa efikasnijom kontracepcijom. Autori planiraju razvoj jednondozne formulacije sa kontrolisanim oslobađanjem i dalje testove na divljim konjima u saradnji sa Bureau of Land Management.
Vakcina zasnovana na IZUMO1 znatno smanjuje plodnost u miševima — potencijal za humano upravljanje divljim životinjama
Purdue’s IZUMO1 vaccine cut fertility in mice, aiming for humane control of feral horses, deer, and other wildlife. (CREDIT: Wikimedia / CC BY-SA 4.0)
Injekcija koja sprečava životinju da ostane bređa izgleda jednostavno, ali u praksi svaka dodatna doza znači novo hvatanje, hitac strelice i dodatni stres za životinju. Tim sa Purdue University predstavio je novu imunokontraceptivnu strategiju zasnovanu na spermatskom proteinu IZUMO1 koja u ranim ispitivanjima na miševima značajno smanjuje plodnost i predstavlja potencijalno humaniji alat za kontrolu populacija divljih životinja.
Šta su istraživači uradili
Grupa na čelu sa dr Harmom HogenEschom i dr Ralucom Ostafe proizvela je rekombinantni miševski IZUMO1 u ćelijama kineskog hrčka (CHO) i očistila antigen (očekivana masa ~30 kDa). Antigen su kombinovali sa dva adjuvansa: AddaS03, squalene ulje-u-vodi emulzijom sličnom AS03, i nanopartikularnim sistemom NanoST koji sadrži modifikovani fitoglikogen i ADU-S100 (STING agonista).
Purdue University researchers Dr. Raluca Ostafe and Dr. Harm HogenEsch have developed a vaccine that induces a robust and long-lasting immune response and infertility in female mammals to address animal overpopulation. (CREDIT: Purdue University/Ed Lausch)
Model i protokoli
Za testove su korišćeni outbred CD-1 miševi poznati po visokoj reprodukciji (kontrolne ženke prosečno 11,7 mladića po leglu). Ispitivanja su obuhvatila protokole sa tri imunizacije (svaka razmaknuta 28 dana) i sa dve imunizacije, nakon čega su ženke parene i praćeni su brojevi trudnoća i mladića.
Ključni rezultati
U protokolu sa tri imunizacije:
Physical characterization of NanoST and IZUMO1-based immunocontraceptive vaccine formulations. (CREDIT: Vaccine)
- Kontrola (Tris-saline): 6/6 trudnoća, ukupno 70 mladića.
- IZUMO1 + AddaS03: 4/6 trudnoća, 40 mladića (smanjenje ~43% ukupnog broja mladića).
- IZUMO1 + NanoST: 3/6 trudnoća, 17 mladića.
- NanoST + AddaS03 (kombinacija): 2/6 trudnoća, 25 mladića.
U protokolu sa dve imunizacije AddaS03 nije produžio efekt (5/6 trudnoća, 66 mladića), dok je NanoST ponovo dao najveće smanjenje plodnosti (IZUMO1 + NanoST: 2/6 trudnoća, 24 mladića; IZUMO1 + NanoST + AddaS03: 3/6 trudnoća, 23 mladića).
Imunološki podaci i mapa epitopa
Sve imunizovane grupe razvile su jake anti-IZUMO1 IgG reakcije u serumu i u reproduktivnim tečnostima, ali titri nisu potpuno korelisali sa sterilitetom. Epitope mapping pokazao je da su antitela prisutna kod neuspelih trudnoća posebno ciljano vezivala peptideske segmente 7, 8 i 9 (aminoslots 148–173) u beta-hairpin hinge regiji IZUMO1. Taj region je prema ranijim strukturnim i mutacionim studijama ključan za interakciju IZUMO1 sa receptorom JUNO na jajnoj ćeliji.
Increased serum anti-IZUMO1 IgG, IgG1 and IgG2a in mice immunized with IZUMO1 with AddaS03™, with NanoST, or with a combination of NanoST and AddaS03™. (CREDIT: Vaccine)
Autori napominju ograničenja: peptidna matrica ne pokriva čitav IZUMO1 i detektuje linearne, ali ne i konformacione epitopе, pa složenije trodimenzionalne interakcije takođe mogu imati ulogu.
Bezbednost, ograničenja i naredni koraci
Autori ističu da su izbegli jako upalne adjuvanse poput Freund-ovog zbog poznatih neželjenih reakcija (nekroza, apscesi kod velikih životinja). Cilj tima je razvoj jednondozne, kontrolisane formulacije koja bi bila praktična za primenu kod životinja u slobodnom kretanju, optimizacija isporuke (strelice/darts) i istraživanje oralne primene.
Pored miševa, tim je u toku prvogodišnjeg dela trogodišnjeg projekta sa Bureau of Land Management testirao vakcinu na divljim konjima; uspeh bi mogao pomoći u humanijem upravljanju populacijama divljih konja.
Gde je objavljeno i finansiranje
Rad je objavljen 6. februara u časopisu Vaccine. Finansiranje je obezbeđeno od Humane World For Animals (ranije Humane Society of the United States) i Elinor Patterson Baker Trust.
Zaključak: Vakcina zasnovana na spermatskom proteinu IZUMO1 pokazuje obećavajuće kontraceptivne efekte u miševima, posebno uz nanopartikularni adjuvans NanoST, ali su potrebna dalja istraživanja u većim vrstama, procena dugoročnog dejstva i bezbednosti te razvoj prikladnih formulacija za primenu u prirodi.
Pomozite nam da budemo bolji.
