Avanços recentes na descoberta de antígenos de carrapatos e no desenvolvimento de vacinas anticarrapatos, parte 2

2.4. Candidatos a antígenos associados a Malpighian

Em organismos vivos, as 50 -nucleotidases são um grupo amplamente distribuído de enzimas em várias espécies de carrapatos. Existem semelhanças consideráveis ​​entre a 50 -nucleotidase de carrapatos e as enzimas que estão presentes em vertebrados, e uma série de funções putativas são realizadas por essas enzimas, incluindo o envolvimento nas vias de resgate de purinas [108]. Entre os carrapatos, esse grupo de enzimas é encontrado em diversos tecidos, como intestino, glândulas salivares e ovários.

No entanto, eles são mais abundantes nos túbulos de Malpighi, particularmente na superfície dos túbulos de Malpighi e células ovarianas. As características das 50 -nucleotidases indicam que elas são um alvo potencial para anticorpos [109]. Esperança e outros. investigaram as 50 -nucleotidases quanto ao seu possível envolvimento na imunização do hospedeiro e descobriram que as injeções de 50 -nucleotidase recombinante isoladamente em ovelhas causaram uma regulação positiva significativa nos anticorpos anti-nucleosidase, sugerindo que eles podem ser um bom antígeno para o desenvolvimento de uma vacina [104].

No entanto, quando o mesmo grupo de pesquisadores analisou suas funções como antígenos em bovinos, não houve aumento nos níveis de anticorpos. Portanto, as 50 -nucleotidases não foram mais investigadas como antígenos para o desenvolvimento de vacinas. No entanto, um estudo recente conduzido por outro grupo de pesquisadores descobriu que o nível de produção de 50 -nucleotidase/apirase aumenta em O. erraticus após a alimentação [110]. Além disso, eles sugeriram que o bloqueio da função apirase pela imunização do hospedeiro com uma proteína apirase recombinante pode reduzir fortemente a alimentação em carrapatos O. moubata, demonstrando que 50 -nucleotidases/apirases são antígenos candidatos potencialmente promissores para o desenvolvimento de um anticarrapato vacina [110,111].

A nucleotidase é uma enzima que pode catalisar a reação de hidrólise de nucleotídeos, quebrando nucleotídeos em nucleosídeos e fosfatos inorgânicos. Os nucleotídeos têm importantes funções biológicas nos organismos, incluindo a construção, armazenamento e transmissão de DNA e RNA, transferência de energia e transdução de sinal celular. Portanto, as nucleotidases desempenham um papel importante nos organismos vivos. A imunidade é a capacidade do corpo de resistir a patógenos no ambiente externo, envolvendo uma variedade de processos biológicos, incluindo a expansão, diferenciação e regulação das células imunes. Vários estudos mostraram que as nucleotidases podem afetar a função do sistema imunológico e, portanto, a imunidade.

Por exemplo, algumas variantes de nucleotidases foram associadas ao desenvolvimento de doenças autoimunes. Além disso, a nucleotidase também pode afetar a proliferação e ativação de células imunes e promover a função das células imunes. Portanto, existe uma certa relação entre nucleotidase e imunidade. Deste ponto de vista, devemos prestar muita atenção à melhoria da imunidade. Cistanche tem um efeito significativo na melhoria da imunidade. As cinzas da carne contêm uma variedade de ingredientes biologicamente ativos, como polissacarídeos, dois cogumelos, Huang Li, etc. Esses ingredientes podem estimular o sistema imunológico. Vários tipos de células no sistema aumentam sua atividade imunológica.

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2.5. Candidatos a antígenos associados a cimento de carrapato

O cimento de carrapato é uma mistura de glicol e lipoproteínas secretada no hospedeiro através da saliva do carrapato logo após a fixação ao hospedeiro e é uma fonte valiosa de antígenos derivados de carrapatos para o desenvolvimento de vacinas [112]. Além de aderir as peças bucais do carrapato à pele do hospedeiro [113], o cimento do carrapato demonstrou atuar como um depósito para B. burgdorferi sensu lato (sl) e o vírus da encefalite transmitido por carrapatos [114,115]. Até agora, vários antígenos foram identificados e caracterizados a partir do cimento de carrapatos, que também se mostrou eficaz no controle de infestações de carrapatos e doenças transmitidas por carrapatos.

Construções truncadas de 64P (64TRPs), uma proteína de cimento de 15 kDa secretada pelas glândulas salivares de Rhipicephalus appendiculatus, mostraram proteção cruzada contra Rhipicephalus sanguineus e Ixodes ricinus ao atingir antígenos no intestino médio e nas glândulas salivares, causando mortalidade em carrapatos adultos e ninfas. A vacinação de hospedeiros virgens de carrapatos com 64P recombinante reduziu significativamente o número de infestações de carrapatos adultos e ninfais, resultando em 48% de mortalidade ninfal e até 70% de mortalidade adulta, com alguns efeitos no peso do ingurgitamento e nas massas de ovos também [116].

A partir desses resultados, parece que essa proteína é um antígeno vacinal de amplo espectro e é eficaz contra estágios adultos e imaturos de diferentes espécies de carrapatos, incluindo I. ricinus [100]. Este antígeno de cimento desempenhou uma função dupla (i) como uma vacina em modelos de hamster, cobaia e coelho, prejudicando a fixação e alimentação e (ii) por reação cruzada com os antígenos "ocultos" do intestino médio, causando a morte de carrapatos ingurgitados [100,117]. Este antígeno não apenas aumenta os títulos de anticorpos em resposta à infestação por carrapatos, mas também apresenta reatividade cruzada com diferentes tecidos de carrapatos; portanto, combina os benefícios dos antígenos "ocultos" e "expostos" [118].

3. Os tipos de vacinas anticarrapatos

Os carrapatos são os parasitas artrópodes mais prevalentes que se alimentam de humanos e animais e transmitem doenças [19]. As doenças zoonóticas representam mais de 60% de todas as doenças infecciosas que afetam os seres humanos, e estima-se que 22,8% dessas infecções sejam transmitidas por vetores de carrapatos [131]. Há também enormes perdas econômicas para pecuaristas em todo o mundo devido às doenças transmitidas por carrapatos que afetam seus rebanhos [132,133].

Portanto, é relevante controlar os carrapatos para reduzir a carga socioeconômica. O controle de carrapatos tornou-se desafiador, pois os carrapatos podem desenvolver resistência a acaricidas disponíveis comercialmente [134-136]. Tecnologias inovadoras de controle ambientalmente saudáveis ​​são necessárias devido a preocupações com a segurança dos acaricidas para trabalhadores, alimentos e meio ambiente e os custos crescentes associados à descoberta, desenvolvimento e comercialização de acaricidas. As vacinas têm muitas vantagens sobre os acaricidas, pois geralmente não são tóxicas, não poluem e são mais baratas em comparação com os produtos químicos.

No entanto, eles tendem a ser muito específicos da espécie. A indústria farmacêutica pode desempenhar um papel crucial no apoio à pesquisa para desenvolver uma vacina que possa fornecer proteção máxima ao hospedeiro e seja eficaz contra várias espécies de carrapatos [133,137]. Programas de pesquisa de vacinas estão em andamento em vários países e o restante deste artigo se concentrará no progresso de novas tecnologias de vacinas e naquelas que já estão disponíveis (Figura 2).

Assim como nas aplicações químicas, a resistência às vacinas não pode ser ignorada, e as vacinas existentes podem ser modificadas usando procedimentos de sequenciamento e clonagem para isolar novos antígenos ou alterar os antígenos existentes para restaurar sua eficácia. Também é possível incluir dois ou mais antígenos não relacionados em um único produto de vacina para reduzir o risco de desenvolvimento de resistência a qualquer antígeno único ou determinante antigênico.

3.1. Vacinas anticarrapato baseadas em DNA

A invenção da vacina de DNA e seu uso levantaram questões de segurança; em particular a possibilidade de transfecção estável de material genético (DNA) em células somáticas ou mesmo germinativas, o que pode resultar em expressão gênica alterada e mutações. Um vetor de luciferase codificador de plasmídeo extracromossômico foi detectado no músculo esquelético por mais de 19 meses após o tratamento intramuscular (138). Além disso, a injeção intramuscular após a eletroporação aumentou muito a taxa de transfecção geral. A integração cromossômica do DNA vetorial em locais aleatórios está relacionada a qualquer aumento na taxa de transfecção (139).De acordo com esses estudos, a frequência de integração estava bem abaixo do número de mutações genéticas espontâneas.

No entanto, Manam et al. descobriram que a maioria do DNA plasmidial administrado nos músculos esqueléticos de diferentes roedores permaneceu no local da injeção. Frações menores também foram detectadas nas gônadas, mas não foram integradas ao genoma (140). A aplicação intramuscular repetida de um vetor repórter que codifica luciferase em primatas resultou na expressão do repórter a longo prazo, mas não induziu anticorpos anti-DNA (141,142). Apesar disso, deve-se notar que as preocupações de segurança mencionadas e adicionais relacionadas às vacinas de DNA devem ser consideradas em relação à sua tradução para a prática clínica (143).

Nas últimas duas décadas, vários grupos de pesquisadores se concentraram no desenvolvimento de uma vacina de DNA para controlar a infestação de carrapatos e, até agora, várias vacinas de DNA foram introduzidas para imunizar hospedeiros (130,144,145). As vacinas de DNA, que diferem das vacinas tradicionais baseadas em proteínas por serem baseadas em plasmídeos bacterianos que codificam proteínas antigênicas e a transcrição ser controlada por promotores eucarióticos eficientes, têm as vantagens de um design simples, alta estabilidade e administração segura (143 ] Na vacinação de DNA, acredita-se que as moléculas de DNA plasmidiais injetadas entrem ativamente no núcleo e permaneçam lá por toda a vida como DNA epissomal, gerando os antígenos protetores continuamente enquanto a célula estiver viva (146). um alto título de anticorpo pode ser resolvido pela síntese, processamento e apresentação contínua de antígenos às células T in vivo em animais vacinados com DNA.

Além disso, uma vez que uma vacina de DNA contém apenas DNA plasmidial e não possui proteínas contaminantes, parece plausível que receber vacinações múltiplas ou repetidas não resultaria em uma reação imune ao DNA vetorial (147). O antígeno expresso pode ser apresentado por MHC classe I e complexos, que podem induzir células T CD4 plus e CD8 plus, estimulando respostas imunes celular e humoral, respectivamente (148).

A evidência veio do estudo de De Rose et al. [144], em que ovelhas mestiças Merino foram imunizadas contra B. micro plus usando uma vacina de DNA. Quando um plasmídeo contendo uma sequência gênica completa de Bm86 foi administrado sozinho ou com um plasmídeo que carrega os genes ovinos para as citocinas, fator estimulante de colônia de granulócitos-macrófagos (GM-CSF) ou interleucina (IL) -1beta induziu um nível relativamente baixo de proteção contra a infestação subsequente de carrapatos. Além disso, a co-vacinação com os plasmídeos Bm86 e GM-CSF resultou em uma redução estatisticamente significativa na fertilidade dos carrapatos. Em todos os grupos injetados com a vacina de DNA Bm86, os títulos de anticorpos contra Bm86 foram baixos. Além disso, um baixo nível de estimulação antígeno-específica dos linfócitos do sangue periférico ocorreu nesses grupos. A vacinação de DNA, no entanto, resultou em uma forte resposta subsequente de anticorpos após uma única injeção de proteína Bm86 recombinante em adjuvante. A produção de anticorpos, no entanto, parece ser um pouco menos eficaz do que após duas vacinações com proteínas recombinantes.

Além disso, muitos outros pesquisadores investigaram a eficácia de antígenos baseados em DNA para imunizar hospedeiros contra infestações de carrapatos. Por exemplo, Sayed et al. [149] extraíram o DNA dos ovos de Argas persicus e o usaram para imunizar galinhas com doses de 200–800 µg de DNA/kg de peso corporal da galinha. O resultado foi positivo, pois o sucesso alimentar dos carrapatos foi reduzido em 74,64 por cento (50 µg de DNA/kg de peso corporal do pintinho) e 89,39 por cento (100 µg de DNA/kg de peso corporal do pintinho) quando eles foram expostos a galinhas imunizadas com DNA. Além disso, os autores relataram que o soro de galinhas imunizadas com DNA tem atividade contra as proteínas intestinais de A. precioso; no entanto, análises adicionais usando outras espécies de carrapatos indicaram que a atividade sérica é espécie-específica. O padrão eletroforético do soro de galinha imunizado mostrou três novas bandas de proteínas, as quais foram consideradas envolvidas no desenvolvimento da defesa imunológica da galinha contra carrapatos [149]. Posteriormente, muitos estudos se concentraram na vacinação com DNA específico para antígenos; no entanto, seu nível de proteção variou com diferentes tipos de antígenos. Foi demonstrado que camundongos BALB/c injetados com plasmídeo pBMC2-que codifica o antígeno Bm86 mostraram resistência contra Boophilus microplus.

Uma dose mais alta de produção de anticorpo Anti-Bm86 induzida por vacinação e níveis mais altos de interleucina (IL) (IL-4, IL-5 e IL-12 (p40)) e níveis de interferon-gama (IFN-) nos soros de camundongos imunizados com pBMC2. Camundongos imunizados com pBMC2 mostraram estimulação antígeno-específica de esplenócitos de acordo com a incorporação de bromodesoxiuridina e secreção de IFN g. A aplicação desta vacina no gado causou a produção de anticorpos, sugerindo que a vacinação de DNA Bm86 induz uma forte resposta imune contra B. micro plus [150]. Outro estudo avaliou a proteção imune induzida por plasmídeos recombinantes que codificam Paramiosina (Pmy) de H. longicornis (pcDNA3.1( plus )-Pmy) em coelhos. Os coelhos desenvolveram um alto nível de IgG, sugerindo que uma resposta imune humoral é induzida pela vacinação. Alguns carrapatos (27,31 por cento ) que se alimentaram dos coelhos vacinados morreram, enquanto o peso médio de ingurgitamento dos carrapatos restantes e a oviposição das fêmeas adultas foram reduzidos em 36 e 39 por cento , respectivamente.

Assim, parece que uma vacina de DNA Pmy pode induzir uma resposta imune humoral eficaz, no entanto, é fornecida e protege parcialmente os coelhos contra a infecção por H. longicornis [151]. Curiosamente, uma vacina de DNA de múltiplos epítopos incorporando epítopos de linfócitos T citotóxicos CD4 plus e CD8 plus forneceu 100% de proteção a ovinos em condições de laboratório contra Ehrlichia ruminantium. No entanto, os resultados não se repetiram em condições de campo. Neste estudo, a coadministração de pLamp com MPL por via intramuscular, além da aplicação tópica, protegeu as ovelhas em até 60 por cento contra carrapatos, induzindo a ativação de respostas de células T de memória [152].

Vários outros antígenos, como Salp14 e lipocalinas, sozinhos ou em combinação com outros antígenos, foram recentemente avaliados como vacinas de DNA, o que fornece esperança de desenvolver uma vacina de DNA contra carrapatos [130,153]. Foi demonstrado que a vacina de DNA salp14 induziu eritema no local da picada do carrapato após o desafio do carrapato [153]. Da mesma forma, uma vacina de lipocalinas (LIP) compreendendo o plasmídeo recombinante pcDNA3.1-HlLIP do homólogo LIP de H. longicornis (HlLIP) foi aplicada para imunizar um coelho hospedeiro. Embora esta aplicação induzisse imunidade humoral do hospedeiro e também influenciasse o peso de ingurgitamento, oviposição e eclodibilidade de H. longicornis, a eficácia foi muito baixa, sugerindo que este antígeno não é adequado para vacinas, pois fornece proteção parcial ao hospedeiro [130 ].

Finalmente, o principal objetivo do desenvolvimento de uma vacina de DNA deve ser projetar a vacina de forma a polarizar a resposta imune do hospedeiro para a resposta Th2, uma vez que a resposta imune humoral desempenha um papel importante na imunidade do carrapato. Em bovinos que foram vacinados com B. micro mais antígenos do intestino médio, os níveis de IgG1 específica, que são modulados por células Th2, foram correlacionados com a proteção. Existe a possibilidade de que, se a sequência de sinal de secreção for colocada adequadamente a jusante do gene alvo, o antígeno alvo possa ser secretado para o compartimento extracelular e induzir uma maior resposta imune humoral. Também é provável que a seleção de células Th2 seja favorecida se elas estiverem coinfectadas com outros genes imunomoduladores, como IL4 e IL10.

3.2. Vacina mRNA

Nos últimos anos, muitas tentativas foram feitas para descobrir novos antígenos protetores que possam ser usados ​​no desenvolvimento de uma vacina anticarrapato, com inúmeras melhorias. Para testar a eficácia da vacina candidata, as proteínas recombinantes, independentemente de estarem ou não associadas a outras proteínas ou adjuvantes, têm sido a plataforma de escolha para testar sua eficácia por meio do uso de organismos modelo.

Devido à facilidade com que as plataformas de vacina de DNA e mRNA podem ser geradas, houve desenvolvimentos significativos no uso de plataformas de vacinas genéticas (DNA e mRNA) nos últimos anos [130,145]. Uma vacina de mRNA que codifica um coquetel de proteínas salivares de carrapatos induziu "imunidade a carrapatos" em porquinhos-da-índia, reduzindo notavelmente a transmissão de Borrelia burgdorferi transmitida por carrapatos, o agente causador da doença de Lyme (borreliose). Embora tenha sido demonstrado que muitos candidatos a antígenos de carrapatos provocam respostas imunes em um hospedeiro, ainda não foi possível replicar uma imunidade robusta a carrapatos usando vacinação. Existe a possibilidade de que isso ocorra porque, em diferentes estágios da alimentação, a composição das proteínas salivares dos carrapatos pode se alterar dinamicamente, possivelmente para controlar as mudanças internas do hospedeiro. Essa informação foi fornecida em um estudo recente, no qual um grupo de pesquisadores identificou e selecionou racionalmente 19 proteínas salivares do carrapato I. scapularis, vetor comum da doença de Lyme em humanos. Eles projetaram mRNAs modificados por nucleosídeos que codificam essas proteínas.

Para produzir a vacina mRNA-LNP 19ISP (19 proteínas salivares Ixodes), estas foram encapsuladas em quantidades iguais em nanopartículas lipídicas (LNPs). Para avaliar o impacto da vacina no comportamento alimentar de I. scapularis, cobaias foram imunizadas por via intradérmica três vezes em intervalos de 4-semanas, o que resultou em respostas robustas de anticorpos a pelo menos dez dos antígenos codificados. Na próxima etapa do experimento, os animais foram desafiados com ninfas não infectadas de I. scapularis. Os animais vacinados desenvolveram eritema considerável em 24 horas.

Além disso, os carrapatos dos animais vacinados se alimentaram mal e começaram a se desprender em 48 horas, com 80% dos carrapatos dos animais vacinados após 96 horas, em comparação com 20% dos animais não vacinados. Para examinar melhor se o comportamento alimentar alterado afeta a transmissão de patógenos, ninfas de I. scapularis infectadas com B. burgdorferi foram colocadas em cobaias que foram vacinadas com 19ISP ou com uma vacina de mRNA codificando luciferase de vaga-lume. Cada um desses animais recebeu três carrapatos infectados. Considerando que os humanos são susceptíveis de remover um carrapato que causa coceira relacionada ao eritema, os carrapatos foram removidos de maneira duplo-cega assim que a vermelhidão apareceu.

Um total de 46 por cento dos animais de controle foram infectados com B. burgdorferi três semanas após o desafio, enquanto nenhum dos animais vacinados foi infectado com este patógeno. Uma análise de expressão gênica mostrou que a vacina ativou várias vias imunes, incluindo receptores de células T e B, quimiocina, FcεRI e sinalização IL-17, bem como toxicidade mediada por células natural killer. Além disso, as análises do local da picada também mostraram que a vacina induziu respostas de células T [154].

Ao mesmo tempo, o mesmo grupo de pesquisadores usou Salp14 como um antígeno modelo para examinar a imunidade do carrapato usando nanopartículas lipídicas de mRNA (LNPs), DNA plasmidial ou plataformas de proteínas recombinantes [153]. Neste estudo, a vacinação incluindo as nanopartículas lipídicas de mRNA modificadas por nucleosídeos que codificam (mRNA-LNPs) Salp14 foi administrada por via intradérmica, com dois reforços a cada 4 semanas. O desenvolvimento de anticorpos específicos para Salp14-foi comparado entre as diferentes estratégias de imunização. A imunização com Salp14 mRNA foi a plataforma que induziu a resposta humoral mais forte em comparação com a vacinação com DNA e proteína. Porquinhos-da-índia imunizados com o mRNA salp14 provocaram o eritema mais robusto e intenso observado no local da picada em todos os grupos de imunização; no entanto, não afetou a taxa de desprendimento de carrapatos e não alterou os pesos de ingurgitamento [153]. Uma vacina contra carrapatos deve induzir eritema para ser eficaz, e uma abordagem para alterar os aspectos posteriores da alimentação do carrapato, incluindo fixação e ingurgitamento, é usar uma vacina que contenha vários antígenos salivares de carrapatos [154].

Portanto, parece que a imunização com mRNALNP modificado por nucleosídeo salp14, que pode ser usado como um potencial candidato a vacina, pode levar a títulos de anticorpos mais altos e a um grau mais precoce e maior de vermelhidão do que a imunização com DNA ou proteína, o que sugere que Salp14 poderia ser um bom candidato para uma vacina, sozinho com otimizações ou em combinação com outros antígenos candidatos [154].

No geral, parece que uma vacina de mRNA multivalente pode ter a capacidade de provocar resistência a carrapatos em animais de laboratório, como porquinhos-da-índia, e prevenir a infestação por carrapatos e infecções transmitidas por carrapatos, provavelmente limitando o tempo de duração da alimentação do carrapato em seu hospedeiro. Também foi sugerido que uma formulação de mRNA-LNP que permite a entrega lenta e contínua de antígenos pode imitar picadas naturais de carrapatos. Se essa estratégia puder ser traduzida para humanos, seria a primeira vacina que não visa diretamente um patógeno ou alvo microbiano, mas sim seu vetor. Além disso, como as vacinas anticarrapatos ainda estão sendo desenvolvidas para auxiliar os humanos na prevenção da transmissão de doenças transmitidas por carrapatos, a estratégia de imunização e a seleção de antígenos para imunização precisam ser levadas em consideração.

3.3. Vacinas à Base de Proteína

Algumas vacinas à base de proteínas estão comercialmente disponíveis e são eficazes. Um programa de vacinas foi iniciado na década de 1970, quando os pesquisadores começaram a experimentar dois tipos diferentes de formulações de vacinas para imunizar o hospedeiro contra o carrapato (D. Anderson) na época. O primeiro incluiu antígenos obtidos do intestino e ovário, enquanto o segundo incluiu todos os órgãos internos extraídos de fêmeas D. Anderson semi-ingurgitadas.

Este estudo descobriu que as respostas imunes mediadas por anticorpos são ativadas contra o tecido intestinal do carrapato quando o gado hospedeiro é inoculado com extratos obtidos de fêmeas adultas de R. microplus [155]. Este estudo inicial para avaliar a eficácia da formulação da vacina encorajou pesquisadores de todo o mundo a se concentrarem no desenvolvimento de uma vacina para o controle de carrapatos e doenças transmitidas por carrapatos. Assim, na década de 1980, dois grupos separados de pesquisadores realizaram as primeiras investigações científicas usando formulações de vacinas para analisar a resposta imune de bovinos contra R. microplus [156].

Após os estudos acima, descobriu-se que uma glicoproteína associada ao intestino do carrapato pode induzir imunoproteção no hospedeiro [157]. Em um estudo subsequente, o mesmo grupo de pesquisa isolou uma glicoproteína com peso molecular de 89 kDa, que foi denominada Bm86 e relatada como associada às células intestinais de R. microplus [158,159]. A proteína recombinante Bm86 foi produzida em larga escala usando um sistema de expressão de levedura.

Até agora, apenas a vacina à base de Bm86-é comercializada com marcas diferentes, por exemplo, é vendida na Austrália com a marca TickGARD® e em Cuba sob Gavac® [160,161]. Essas vacinas são amplamente utilizadas em diferentes países para reduzir a pressão do carrapato no gado. Foi demonstrado que o uso dessas vacinas pode reduzir a população de carrapatos em até 74% e sua eficácia geral varia de 51% a 91%, o que varia de acordo com a população de carrapatos e a condição nutricional do gado [160-163]. Há evidências de que algumas cepas de carrapatos R. micro plus colombianas, mexicanas e brasileiras exibem menor eficácia geral em comparação com as cepas de carrapatos R. micro plus cubanas e australianas, e mesmo a cepa A argentina de R. micro plus parece ser resistente à vacinação com Bm86 [34.164]. Análises adicionais foram realizadas sobre a variação na eficácia da vacina Bm86 em populações da mesma espécie de carrapato em diferentes partes do mundo, e concluiu-se que diferentes populações de carrapatos provavelmente têm um polimorfismo em Bm{ {12}} genes de antígenos em termos da sequência de aminoácidos do gene, e esta é a principal razão pela qual as vacinas baseadas em Bm{13}} existentes não são tão eficazes.

Por exemplo, houve um polimorfismo no gene homólogo ao Bm86 (designado como Bm95) identificado em populações de carrapatos na Argentina, resultando em diferenças na sequência do Bm86 entre populações de carrapatos como as encontrados em Cuba e na Austrália, o que pode explicar por que a vacina Bm86 não foi tão eficaz contra o carrapato argentino [34]. Considerando os problemas de resistência da vacina Bm86, os pesquisadores produziram uma vacina recombinante Bm95 que provou ser altamente eficaz, com eficácia geral de 89% em Cuba e Argentina e 81% na Índia em termos de redução da infestação de carrapatos [34,102,120,165].

Além da vacina comercial mencionada acima e seu teste de eficácia, muitos outros estudos se concentraram em melhorar ainda mais a eficácia da vacina à base de Bm86-. Alguns estudos recentes sintetizaram peptídeos, incluindo SBm4912, SBm7462® e SBm19733, que foram obtidos de Bm86, e também produziram um peptídeo recombinante rSBm7462® e analisaram sua eficácia. A eficácia percentual desses peptídeos variou de 35,87 por cento a 81,05 por cento, sugerindo que esses peptídeos, em particular, SBm7462® e rSBm7462®, desempenham um papel crucial na indução da imunidade do hospedeiro e podem ser comercializados, pois são altamente eficazes em termos de redução de carrapatos infestação [121,122]. Além disso, para melhorar a eficácia da vacina de proteína recombinante Bm86, recentemente, a Lapisa SA introduziu uma vacina Bovimune Ixovac® baseada em Bm{16}}no México. No entanto, esta vacina não foi estudada quanto à sua eficácia contra carrapatos; portanto, são necessários estudos para determinar seus efeitos em diferentes populações de carrapatos para determinar sua eficácia.

Uma vacina baseada em homólogo Bm86 (TickGard) parece ser adequada, pois esta vacina tem uma ampla aplicação e pode desencadear anticorpos de reação cruzada em diferentes espécies de carrapatos, como Rhipicephalus sanguineus, Hyalomma anatolicum anatolicum, Rhipicephalus (Boophilus ) decoloratus, Rhipicephalus (Boophilus) annulatus e Hyalomma dromedário [166–168]. No entanto, esta vacina é incapaz de induzir proteção de reação cruzada em algumas outras espécies de carrapatos (por exemplo, Rhipicephalus appendiculatus, Amblyomma variegatum e Amblyomma cajennense) [169,170]. É interessante notar que a vacina Bm86 tem 100 por cento de eficácia contra R. annulatus, resultando em maior eficácia do que a eficácia relatada da vacina homóloga com R. microplus. A razão para isso pode ser devido a fatores fisiológicos (por exemplo, menos ingurgitamento sanguíneo e níveis mais baixos de atividade de protease no corpo) ou fatores genéticos do carrapato. Esses fatores podem influenciar os níveis de proteína BM86 ou marcar processos fisiológicos, como alimentação e degradação de proteínas, levando a interações anticorpo-antígeno mais eficientes [171]. A vacinação Bm86 oferece excelente proteção contra carrapatos R. microplus, mas é um desafio extrapolar essas experiências para uma vacina contra carrapatos Ixodes.

Em contraste com I. ricinus e I. scapularis, R. microplus é um carrapato hospedeiro único que se alimenta exclusivamente de gado [168]. Ele também tem um ciclo de vida breve, não muda e encontra um novo hospedeiro quando a refeição de sangue termina. A eficácia da vacina Bm86 foi investigada em vacas que foram expostas a larvas de carrapatos R. microplus, e medições foram feitas dos parâmetros relacionados à imunidade do carrapato nas fêmeas adultas ingurgitadas que morreram após a vacinação. Assim, a proteção medida é a soma da influência em dois períodos de muda e três estágios de carrapato. Foi demonstrado para R. microplus que a vacinação com Bm86 causa danos e subsequentemente reduz o peso do ingurgitamento em carrapatos fêmeas adultas [172]; no entanto, a influência relativa da vacinação com Bm86 nos estágios imaturos da vida de R. microplus não é conhecida com precisão. Homólogos Bm86 também foram isolados e identificados de carrapatos Ixodes. I. ricinus contém dois homólogos de Bm86, Ir86-1 e Ir-86-2, e I. scapularis também possui dois homólogos de Is86-1 e Is{{10} } [173]. Um estudo subsequente explorou que a vacinação de proteínas Ir86 recombinantes aumentou os títulos séricos de IgG contra proteínas Ir86 recombinantes; no entanto, os anticorpos não foram capazes de proteger os coelhos contra o desafio de I. ricinus; nem o número de carrapatos anexados nem os pesos dos carrapatos foram reduzidos [174].

Portanto, a vacinação contra homólogos de Bm86 em Ixodes não é considerada uma abordagem eficaz para controlar populações de Ixodes ricinus, embora a vacinação de Bm86 tenha um efeito claro contra R. microplus. Embora a vacina Bm86 tenha mostrado um sucesso considerável, é fundamental entender que é improvável que a vacina substitua os acaricidas porque não possui o "efeito knock-out" associado aos acaricidas. Apesar disso, a experiência de campo mostrou que o uso de Bm86 reduz consideravelmente a necessidade de aplicação de tratamentos acaricidas no campo. Por exemplo, a rígida regulamentação de seu programa de controle de carrapatos em Cuba levou a uma redução de 87% na quantidade de acaricida usada no país, o que é comparável aos resultados de um estudo recente realizado na Venezuela [161,175,176].

Além disso, o uso da vacina Bm86 também diminuiu consideravelmente as doenças transmitidas por carrapatos, incluindo anaplasmose bovina e babesiose bovina. A aplicação desta vacina também aumentou a produtividade do gado, por exemplo, gado, e consequentemente reduziu as perdas econômicas dos agricultores [160]. Os aspectos acima da vacinação Bm86 mostram que é um método altamente econômico em comparação com aplicações químicas para lidar com infestações de carrapatos. Como tal, esta vacina pode ser altamente útil na redução de doenças transmitidas por carrapatos, bem como na melhoria do manejo de surtos de carrapatos em fazendas de gado para diminuir as doenças transmitidas por carrapatos.

4. Observações Finais

Os carrapatos se alimentam de sangue para desenvolvimento, crescimento e reprodução, e são responsáveis ​​pela transmissão de várias doenças transmitidas por carrapatos. Carrapatos Ixodes, por exemplo, transmitem um grande número de patógenos, incluindo bactérias, protozoários e vírus. É importante observar que as vacinas anticarrapatos reduzem a infestação por carrapatos e previnem a transmissão de patógenos, além de serem mais seguras do que o controle químico, que pode ter efeitos colaterais negativos. Vários novos antígenos de uma variedade de tecidos/órgãos foram identificados e sua eficácia foi examinada em animais de laboratório, o que levou a um progresso importante no desenvolvimento de uma vacina contra carrapatos sem efeitos colaterais relatados. Vacinas à base da proteína Bm86 têm sido comercializadas em vários países, e seu uso contra R. microplus tem demonstrado que a vacinação contra carrapatos pode ser utilizada com eficiência. No entanto, as vacinas baseadas em Bm86-não são igualmente eficazes contra outras espécies de carrapatos, como carrapatos Ixodes. Foi demonstrado que a vacinação com o homólogo Bm86 de I. ricinus não tem nenhum efeito na alimentação de carrapatos [174].

Além disso, como R. micro plus se alimenta apenas de um hospedeiro, as larvas foram usadas para desafiar as vacas, o que resultou em carrapatos fêmeas adultas totalmente ingurgitadas, o que não apenas reduziu o número de carrapatos, mas também teve um impacto significativo em todos os três estágios de vida do marcação. Em contraste com R. microplus, os carrapatos Ixodes mudam de hospedeiro ao longo de seu ciclo de vida e, portanto, a vacinação contra carrapatos Ixodes requer a prevenção efetiva da fixação e/ou alimentação de carrapatos durante uma refeição de sangue em um hospedeiro. No entanto, a vacinação contra carrapatos Ixodes parece possível e realista. Portanto, é importante observar que a proteção cruzada do hospedeiro pode ser uma tarefa desafiadora com esse tipo de vacina. Existem algumas outras proteínas, além da Bm86, que também podem ter potencial terapêutico como agentes imunossupressores ou anticoagulantes [39,61].

Avanços recentes em genômica e proteômica nos permitiram descobrir novos antígenos e empregar técnicas moleculares para manipular proteínas identificadas e testar novas vacinas de forma consideravelmente mais rápida e econômica do que no passado. A vacinação com DNA também é uma excelente opção; no entanto, em geral, esse tipo de vacinação só pode levar a baixos níveis de expressão de antígeno e limita as células CD4 mais T auxiliares não profissionais que ativam células apresentadoras de antígenos por meio da via do MHC de classe II [177]. No entanto, a vacinação de DNA não apenas fornece proteção significativa ao hospedeiro, mas também é considerada uma proteção cruzada contra carrapatos se for seguida por uma vacina quimérica ou vacinação com proteína recombinante [178].

Além disso, os mRNA-LNPs podem ajudar na eliciação de eritema no local da picada do carrapato, que é um dos indicadores iniciais mais importantes da resistência adquirida ao carrapato. Os mRNA-LNPs contendo genes de carrapatos são uma plataforma útil para o desenvolvimento de vacinas que podem potencialmente prevenir doenças transmitidas por carrapatos selecionadas [153,154]. Tanto a vacinação com DNA quanto com mRNA também parecem ser estratégias eficazes e há esperança futura de que uma vacinação com mRNA ou DNA para o controle de infestações por carrapatos e doenças transmitidas por carrapatos possa ser desenvolvida e também fornecer proteção cruzada. No entanto, até agora nenhuma vacina foi comercializada, indicando que mais estudos são necessários para determinar a eficácia de cada vez mais antígenos para seu uso no desenvolvimento de uma vacina de DNA ou mRNA. A identificação e caracterização de novos candidatos a vacinas contra carrapatos podem prevenir a alimentação de carrapatos e a transmissão de patógenos. Usar esses antígenos em vacinas para animais domesticados e selvagens, sem falar em humanos, continua sendo um desafio.

Contribuições do autor:

MNA, MAJ e MK desenharam a estrutura do artigo. Todos os autores realizaram a pesquisa bibliográfica e escreveram partes do manuscrito/reuniram os dados. MNA e IM criaram e editaram as figuras. ID e MK fizeram revisões críticas e revisaram o manuscrito. Todos os autores leram e concordaram com a versão publicada do manuscrito.

Financiamento:

MK recebeu financiamento da Grant Agency of the Czech Republic (grant {{0}}S) e ERD Funds, projeto CePaVip OPVVV (no. 384 CZ.02.1.01 /0.0/0.0/16_019/0000759). Os financiadores não tiveram nenhum papel no desenho do estudo, na coleta e análise de dados, na decisão de publicar ou na preparação do manuscrito.

Declaração do Conselho de Revisão Institucional: Não aplicável.

Declaração de Consentimento Informado: Não aplicável.

Declaração de Disponibilidade de Dados: Não aplicável

Conflitos de Interesses: Os autores declaram que a pesquisa foi conduzida na ausência de quaisquer relações comerciais ou financeiras que possam ser interpretadas como um potencial conflito de interesses.

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