Optimalisering av vektordesign for en mukosal DNA-vaksine mot lakselus (Lepeophtheirus salmonis) i laks (Salmo salar)

Abstract

Den marine hoppekrepsen Lepeophtheirus salmonis (lakselus) er en blodspisende ektoparasitt som infiserer vill laksefisk, deriblant oppdrettslaks. Lakselusen utgjør det viktigste problemet i oppdrettsnæringen, da skadene og de økonomiske konsekvensene som medfølger begrenser videre vekst. Hyppige lakselusbehandlinger, dårlig fiskevelferd og økt dødelighet fører til et behov for et bærekraftig og forebyggende tiltak i bekjempelse mot lakselus. Flere lakselusvaksiner har i en årrekke blitt testet uten suksess. Økt kunnskap om vert-parasitt interaksjonen har vist immunmodulerende egenskaper i sekret fra spyttkjertler i lakselusen, der en rekke spyttkjertelproteiner har vist seg å ha en immundempende funksjoner på laks, som gjør dem til aktuelle vaksinekandidater. En potensiell vaksine rettet mot slike immundempende spyttkjertelproteiner krever at antistoffer blir sekrert ut til hud og den mukosale overflaten for å kunne inhibere virkningen av spyttkjertelproteinene i alle de parasittiske stadiene. DNA- vaksiner er enkle å konstruere og stimulerer til antistoffproduksjon. Formålet i denne studien er å teste ut optimaliserte vektordesign for en DNA-vaksine rettet mot to spyttkjertelproteiner, antigen 1 og 2, for å fremme produksjon av antigen og stimulere til høy antistoffproduksjon. Laks ble vaksinert intramuskulært med ulike optimaliserte konstrukt som inkluderte kodonoptimalisering for å fremme translasjon hos laks, mutasjon for å gjøre antigenet ikke- funksjonelt og signalpetid til spyttkjertelproteinene og til laksens IgM for sekresjon av antigen. Transkripter av antigen ble funnet utrykt i injisert muskulatur 14 dager etter vaksinasjon, som indikerer transkripsjon av antigen i muskulatur. Blodprøver og slimprøver ble tatt 7-8 uker etter vaksinasjon, for å undersøke antistoffresponser. Fisk vaksinert med mutert og kodonoptimalisert antigen 1 med spyttkjertelproteinets egne signalpeptid viste en signifikant høyere antistoffrespons i plasma enn kontrollgruppen injisert med vann, men ingen antistoffrespons ble observert i slim. Fisk som ble injisert med det andre antigenet viste ingen antistoffrespons, som kan være grunnet en feil i muteringen som gjør at antigenet er funksjonelt og virker anti-inflammatorisk. Dette kan også være grunnen til at kombinasjonsvaksine mot begge spyttkjertelproteinene ikke fikk en antistoffrespons. Ettersom lav antistoffrespons i de ulike konstruktene, kreves videre optimaliseringer.