Vaccination - ett möjligt alternativ till avmaskning av häst?

Resistance against antiparasitic drugs is now an increasing problem. Despite a lot of effortd put on preventive measures, such as egg counting and selective treatments, there is still a need for alternative and sustainable methods that do not result in rapid development of drug resistance. The proposed project therefore aims to investigate vaccination as an alternative to antihelminthic treatment of the horse. Previous established methodology, within a research project on "immunopathological aspects of equine inflammatory bowel disease" will be useed and further developed in order to construct a vaccine against Strongylus vulgaris in particular. The applicability of a modern adjuvant "G3", in combination with irradiated larval antigen, will be evaluated and provide a basis for future vaccine trials in the horse. The adjuvant is well tolerated in the horse and can induce a cell-mediated immunity that is important for development of long-lasting and protective immunity.

Ökad resistens mot avmaskningsmedel är idag ett växande problem. Trots mycket fokus på förebyggande åtgärder, såsom träckprovstagning och selektiv avmaskning, finns det fortfarande ett stort behov av alternativa, hållbara metoder som inte leder till resistensutveckling. Det sökta projektet syftar därför till att undersöka vaccination mot inälvsparasiter som en profylaktisk åtgärd. Projektet ämnar att använda och utveckla tidigare etablerad metodik inom studier av "inflammationsimmunologi" i tarm från häst för att konstruera vaccin mot framförallt hästens stora blodmask. Användbarheten av ett modernt adjuvans, "G3", i kombination med parasitlarver som inaktiverats genom strålning, kommer att utvärderas och ge grund för framtida vaccinförsök i häst. Vi vet redan att G3-adjuvanset är väl tolererat i häst och preliminära resultat ger indikationer på att G3 kan inducera en cell-medierad immunitet vilket är väsentligt för att erhålla långvarig skyddande immunitet i mag / tarmkanalen.

Det långsiktiga målet med projektet är att skapa ett vaccin mot hästens farligaste parasit, den stora blodmasken Strongylus vulgaris. För det ändamålet måste relevanta antigen väljas ut och kombineras med lämpligt adjuvans. För att utvärdera det initiala immunsvaret mot de invasiva larvstadierna av S. vulgaris utvecklades metoder att odla fram, rena och attenuera L3, sena L3 samt L4 stadier av parasiten. Den immunmodulerande effekten, mätt som cytokinproduktion i odlingar av mononukleära blodceller från häst, visar att cytokinproduktionen varierar med larvstadie. På liknande sätt undersöktes effekten av ett nytt adjuvans, G3, samt hur adjuvanset kan övervinna parasitlarvens immunmodulerande effekt. För att utvärdera effekterna av parasitantigen och adjuvans lokalt i tarmen har organoider framodlade från stamceller i hästens tunntarm etablerats. Genom samarbete med Glück Equine Research Center utvärderas just nu ett S. vulgaris protein (SvSXP) som vaccinantigen.

Infektion med hästens stora blodmask, Strongylus vulgaris, kan ge allvarliga skador och i värsta fall orsaka hästens död. Under de senaste decennierna har effektiva avmaskningsmedel som är lättillgängliga och enkla att ge i form av orala pastor utvecklats och därmed kraftigt minskat förekomsten av S. vulgaris. Den flitiga avmaskningen har dock lett till att man ser en ökad motståndskraft hos vissa parasiter mot avmaskningsmedel, så kallad resistens. Risken för utveckling av resistens har lett till mer restriktiv användning av avmaskningsmedel som i Sverige nu kräver recept från veterinär. Förskrivningen måste baseras på träckprov som visar på förekomst av en viss mängd parasitägg. Detta ställer stora krav på att rätt analys beställs och att provet verkligen tas under den period när en infekterad häst utskiljer parasitägg vilket inte sker förrän parasiten genomgått en rad utvecklingsstadier som larv, först i hästens tarmar och senare i blodet och i vissa lymfknutor. För att minska infektionstrycket lägger många hästägare arbete på att mocka rasthagar men trots detta kommer rapporter som visar på en ökad förekomst av S. vulgaris. Projektet ”Vaccination – ett möjligt alternativ till avmaskning av häst?” har därför syftat till att undersöka möjligheterna att skapa ett vaccin som skyddar mot infektion med S. vulgaris.

För att skapa ett vaccin måste man först undersöka vilka strukturer (antigen) på parasiten som kan vara lämpligt att skapa ett immunsvar emot samt bestämma vilken typ av immunreaktion som parasiten ger upphov till vid en naturlig infektion. Många parasiter har nämligen en förmåga att styra och vilseleda immunförsvaret på ett sätt gör det möjligt för parasiten att föröka sig trots immunreaktionen. Därför består de flesta vaccin av både antigen och ett ämne (adjuvans) som har förmågan att både öka och styra immunsvaret åt rätt håll så att det bildas immunologiskt skydd. Under projektets gång har vi etablerat metoder för att odla och karaktärisera tre tidiga larvstadier från S vulgaris i laboratoriet. Vi har undersökt hur dessa kan renas och försvagas (attenueras) för att odla dem tillsammans med vita blodkroppar från häst. I sådana kulturer har vi studerat de olika larvstadiernas förmåga att påverka hästens vita blodkroppar att producera faktorer (cytokiner) som styr och reglerar immunsvaret. Vi har också på liknande sätt undersökt hur ett adjuvans (G3) påverkar hästens vita blodkroppar och slutligen har vi undersökt hur adjuvanset inverkar på L3 larvernas förmåga att styra immunsvaret. Dessa resultat har gett oss kunskap om hur immunsvaret reagerar vid naturlig infektion och därmed viktig information om hur ett vaccin mot S. vulgaris bör formuleras. Eftersom infektionen sker via tarmen har vi också börjat odla ”mini-tarmar” s.k. organoider. Dessa odlas fram från stamceller i hästens tunntarm som, i närvaro av rätt tillväxtfaktorer, växer och utvecklas till små modeller av hästens tarm. Med hjälp av organoiderna kommer vi ännu bättre kunna karaktärisera de inflammatoriska reaktionerna som sker lokalt i tarmen vid infektion med S. vulgaris samt att screena vaccinantigen/adjuvans innan tester sker i djuret. Vi har under projektets gång etablerat kontakt med Glück Equine Research Center i Kentucky där man sedan länge har studerat parasitinfektioner i häst. Genom vårt samarbete har vi fått tillgång till ett protein från S. vulgaris som vi avser att testa som vaccinantigen.