Leishmania major抗原を樹状細胞に標的化することで、生体防御免疫を誘導する

Targeting Leishmania major Antigens to Dendritic Cells In Vivo Induces Protective Immunity.

• Ines Matos
• Olga Mizenina
• Ashira Lubkin
• Ralph M Steinman
• Juliana Idoyaga

抄録

ヒト皮膚リーシュマニア症の原因となる寄生虫Leishmania majorに対する効率的なワクチン接種には、1型T-ヘルパー（Th1）CD4(+)T細胞免疫の発達が必要である。樹状細胞（DC）は、免疫応答を開始したり、調節したりするユニークな能力を持つため、新しいワクチン開発の魅力的なターゲットである。本研究では、樹状細胞を標的としたワクチンがL. majorに対する防御反応を誘導する能力を初めて検証した。そこで、L. majorのストレス誘導性1タンパク質（LmSTI1a）のN末端部分を遺伝子操作により抗DEC205/CD205（DEC）モノクローナル抗体（mAb）に結合させ、この結合タンパク質を無傷の動物の体内でDEC(+)DCに送達した。LmSTI1aをアジュバントで成熟したDCに送達すると、2種類の異なる系統のマウス（C57BL/6およびBalb/c）において、IFN-γ(+)、IL-2(+)、TNF-α(+)を産生する抗原特異的CD4(+)T細胞の頻度が増加したが、受容体親和性を持たない対照的なIg-LmSTI1a mAbや非標的LmSTI1aタンパク質を同量投与した場合には、このような反応は観察されなかった。LmSTI1aのペプチドライブラリーを用いて、MHCクラスIIのハプロタイプごとに少なくとも2つの異なるCD4(+)T細胞ミトープを同定したが、これは広範な免疫の誘導と一致する。LmSTI1aと、LACK（Leishmania receptor for activated C kinase）やLeIF（Leishmania eukaryotic ribosomal elongation and initiation factor 4a）などの他のL.major抗原を用いてDCを標的とした場合に生じるT細胞免疫応答を比較したところ、IFN-γ産生CD4(+)T細胞の産生においてLmSTI1aが優れており、これがL.majorへのチャレンジに対する感受性の高いBalb/cマウスの高い防御能と相関していることがわかった。本研究は、現在有効な治療法がなく、公衆衛生上の問題となっている皮膚リーシュマニア症に対する新たなアプローチとして、DCを標的としたワクチンの可能性を初めて示したものである。

Efficient vaccination against the parasite Leishmania major, the causative agent of human cutaneous leishmaniasis, requires development of type 1 T-helper (Th1) CD4(+) T cell immunity. Because of their unique capacity to initiate and modulate immune responses, dendritic cells (DCs) are attractive targets for development of novel vaccines. In this study, for the first time, we investigated the capacity of a DC-targeted vaccine to induce protective responses against L. major. To this end, we genetically engineered the N-terminal portion of the stress-inducible 1 protein of L. major (LmSTI1a) into anti-DEC205/CD205 (DEC) monoclonal antibody (mAb) and thereby delivered the conjugated protein to DEC(+) DCs in situ in the intact animal. Delivery of LmSTI1a to adjuvant-matured DCs increased the frequency of antigen-specific CD4(+) T cells producing IFN-γ(+), IL-2(+), and TNF-α(+) in two different strains of mice (C57BL/6 and Balb/c), while such responses were not observed with the same doses of a control Ig-LmSTI1a mAb without receptor affinity or with non-targeted LmSTI1a protein. Using a peptide library for LmSTI1a, we identified at least two distinct CD4(+) T cell mimetopes in each MHC class II haplotype, consistent with the induction of broad immunity. When we compared T cell immune responses generated after targeting DCs with LmSTI1a or other L. major antigens, including LACK (Leishmania receptor for activated C kinase) and LeIF (Leishmania eukaryotic ribosomal elongation and initiation factor 4a), we found that LmSTI1a was superior for generation of IFN-γ-producing CD4(+) T cells, which correlated with higher protection of susceptible Balb/c mice to a challenge with L. major. For the first time, this study demonstrates the potential of a DC-targeted vaccine as a novel approach for cutaneous leishmaniasis, an increasing public health concern that has no currently available effective treatment.