Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

Infektioner orsakade av spolmaskar drabbar både människor och djur världen över. Spolmaskinfektioner hos djur innebär både hälsomässiga bekymmer och ekonomiska förluster. Med nuvarande behandlingsmetoder riskerar dessa problem att öka på grund av växande resistensutveckling. Behovet av nya, alternativa behandlingsmetoder har ökat intresset för vaccin riktat mot infektiösa larvstadier. Mål för framtida vaccin skulle kunna vara peptider som maskarna utsöndrar via sina exkretoriska sekretoriska produkter (ESPs), i syfte att dämpa värdens immunsvar. I ESP innefattas extracellulära vesiklar (EVs), som är lipidmembranbeklädda vesiklar innehållandes bland annat proteiner och miRNA.
Vi har i den här studien initierat en karaktärisering av proteinerna i EVs utsöndrade från L3-larver av spolmasksarterna Toxocara canis och Parascaris univalens i syfte att finna proteiner involverade i maskens överlevnad i värddjuret. Flera av de proteiner vi identifierade i ESP/EVs har tidigare identifierats i ESP/EVs utsöndrade av andra helminter. Många av proteinerna har potential att modulera värdens immunsvar och på så vis gynna maskens överlevnad. Heat shock proteiner, transthyretinlika proteiner och koppar/zink-superoxiddismutaser är exempel på proteiner som urskilts i ESPs/EVs i flera studier, inklusive vår, och som skulle kunna vara av intresse som mål för ett framtida vaccin. På grund av stora kunskapsluckor krävs dock fler studier på de utsöndrade proteinernas funktion i värddjuret innan det går att avgöra deras relevans i fråga om utvecklingen av ett vaccin. Ytterligare studier om spolmaskars genom är också av stor vikt, eftersom det finns indikationer på att flera av de utsöndrade proteinerna kodas för i hyperdivergenta regioner i arvsmassan. Dessa regioner ger maskarna en god anpassningsförmåga, och ett vaccin riktat mot ett protein kodat för i en hyperdivergent region riskerar därför att driva resistens.
Den sammanställda slutsatsen är att spolmaskars ESP och EV-utsöndrade proteiner ändå utgör potentiella vaccinkandidater, men att vägen till ett vaccin fortfarande är lång och kanske inte helt spikrak.

Infections caused by roundworms affect both humans and animals worldwide. Roundworm infections in animals pose concerns for both health and economic losses. Due to growing resistance development, these problems are at risk of increasing. The need for new, alternative treatment methods has raised interest in vaccines targeting infectious larval stages. Targets for future vaccines could include peptides that the infectious worms secrete via their excretory-secretory products (ESPs), in order to suppress the host's immune response. ESPs include extracellular vesicles (EVs), which are lipid membrane-encapsulated vesicles containing proteins and miRNA, among other components.
In this study, we initiated a characterization of proteins in ESP/EVs secreted from L3 larvae of the roundworm species Toxocara canis and Parascaris univalens to identify proteins involved in the worm's survival in the host animal. Several of the proteins identified in ESP/EVs have previously been identified in ESP/EVs secreted by other helminths. Some of these proteins have the potential to modulate the host's immune response and thus promote the worm's survival. Heat shock proteins, transthyretin-like proteins, and copper/zinc superoxide dismutases are examples of proteins identified in ESP/EVs by several studies, including ours, that could be of interest as vaccine targets. However, due to gaps in knowledge, further studies on the function of the secreted proteins in the host animal are required before their role in the development of a vaccine can be determined. Further studies on the genomes of roundworms are also crucial, as there are indications that several of the secreted proteins are encoded in hyperdivergent regions of the genome. These regions play a role in the worms’ adaptability, and a vaccine targeted against a protein encoded in a hyperdivergent region risks driving resistance.
In conclusion, the secreted proteins of roundworms' ESPs and EVs represent potential vaccine candidates, but the path to a vaccine is still long and most likely not straightforward.