ツェツェバエに咬まれたマウスおよびブタにおける血清学的反応およびバイオマーカーの評価

Serological responses and biomarker evaluation in mice and pigs exposed to tsetse fly bites.

• Guy Caljon
• Reta Duguma
• Reginald De Deken
• Stijn Schauvliege
• Frank Gasthuys
• Luc Duchateau
• Jan Van Den Abbeele

抄録

背景:

ツェツェハエは、ヒトの睡眠病や家畜のナガナの原因となるアフリカトリパノソーマを媒介する義務的な吸血昆虫である。ツェツェの唾液プロテオームには、免疫原性の高いエンドヌクレアーゼ様Tsalタンパク質のファミリーが含まれている。本研究では、Tsal1（rTsal1）の組換えバージョンを間接ELISAで評価し、総Glossina morsitans morsitansの唾液との接触、ひいてはツツェツェハエ咬傷曝露を定量した。

BACKGROUND: Tsetse flies are obligate blood-feeding insects that transmit African trypanosomes responsible for human sleeping sickness and nagana in livestock. The tsetse salivary proteome contains a highly immunogenic family of the endonuclease-like Tsal proteins. In this study, a recombinant version of Tsal1 (rTsal1) was evaluated in an indirect ELISA to quantify the contact with total Glossina morsitans morsitans saliva, and thus the tsetse fly bite exposure.

方法論/重要な発見:

マウスおよびブタを異なる G. m. morsitans 曝露レジメンに実験的に曝露し、その後、全ツェツェツェバエ唾液および rTsal1 に対する特異的な抗体反応を長期追跡した。マウスでは、テツセツバエの一回の咬傷で検出可能なIgG抗体反応が誘導され、推定半減期は36～40日であった。特異的な抗体反応は、最初の曝露後1年以上にわたって検出され、1回の咬傷で抗唾液免疫を高めるのに十分であった。また、ツェツェに曝露した豚から採取したプラズマは、曝露の強度と相関して抗rTsal1および抗唾液IgGレベルの上昇を示した。抗rTsal1の検出と抗唾液反応の間には強い相関関係が記録された．ELISA 検査の性能および実験室内での再現性は、2 つの試験動物モデルにおいて十分なものであった。異なるGlossina種（G. m. morsitans、G. pallidipes、G. palpalis gambiensisおよびG. fuscipes）および他の吸血性昆虫（Stomoxys calcitransおよびTabanus yao）への曝露により誘導されるマウスIgGの交差反応性を評価した。

METHODOLOGY/PRINCIPAL FINDINGS: Mice and pigs were experimentally exposed to different G. m. morsitans exposure regimens, followed by a long-term follow-up of the specific antibody responses against total tsetse fly saliva and rTsal1. In mice, a single tsetse fly bite was sufficient to induce detectable IgG antibody responses with an estimated half-life of 36-40 days. Specific antibody responses could be detected for more than a year after initial exposure, and a single bite was sufficient to boost anti-saliva immunity. Also, plasmas collected from tsetse-exposed pigs displayed increased anti-rTsal1 and anti-saliva IgG levels that correlated with the exposure intensity. A strong correlation between the detection of anti-rTsal1 and anti-saliva responses was recorded. The ELISA test performance and intra-laboratory repeatability was adequate in the two tested animal models. Cross-reactivity of the mouse IgGs induced by exposure to different Glossina species (G. m. morsitans, G. pallidipes, G. palpalis gambiensis and G. fuscipes) and other hematophagous insects (Stomoxys calcitrans and Tabanus yao) was evaluated.

結論:

この研究は、G. m. morsitansからのrTsal1の潜在的な使用の可能性を示している、広範囲のGlossina種への暴露の敏感なバイオマーカーとして。我々は、抗rTsal1 IgGsの検出が、アフリカ大陸におけるツェツェツェの防除活動の影響をモニターするための貴重なツールとなる、ツェツェの存在を示す有望な血清学的指標となり得ることを提案する。

CONCLUSION: This study illustrates the potential use of rTsal1 from G. m. morsitans as a sensitive biomarker of exposure to a broad range of Glossina species. We propose that the detection of anti-rTsal1 IgGs could be a promising serological indicator of tsetse fly presence that will be a valuable tool to monitor the impact of tsetse control efforts on the African continent.