A dual-purpose vaccine targeting blood-feeding nematode parasites of sheep and humans

点击翻译按钮获取中文摘要

Project Summary/Abstract (30 lines permitted)    Hookworms  (genera  Ancylostoma  and  Necator)  and  Haemonchus  contortus  are  related  (clade  V,  suborder  Strongylida)  blood-­feeding  gastrointestinal  nematode  (GIN)  parasites  of  humans  and  ruminants.  In  humans,  hookworms are a leading cause of anemia globally and one of the most medically important parasites on earth,  infecting half a billion people and causing growth stunting, cognitive impairment, malnutrition, and loss of future  earnings/education/productivity.  In  small  ruminants  (e.g.,  sheep,  goats),  Haemonchus  is  one  of  the  most  important and devastating parasites, with infections leading to severe dehydration, anemia, lethargy, depressed  low-­energy behavior, rough hair coats, low weights, and poor wool and lamb production.  Infections can be lethal.  Drug  efficacy  is  becoming  limited  for  both  groups  of  parasites,  with  resistance  emerging  in  humans  and  widespread  in  sheep.  Therefore,  complementation  of  drug  treatment  with  a  prophylactic  vaccine  would  be  an  enormous  step  forward for  control and eventual elimination  of blood-­feeding  GIN  parasites.  However,  vaccine  development  against  blood-­feeding  GINs  is  complicated  because  these  parasites  are  masters  at  evading  the  immune system. We propose to use state-­of-­the art genomic, transcriptomic, and immunoinformatic techniques  to identify and prioritize novel vaccine targets against blood-­feeding GINs. Preliminary data are encouraging. We  will  use  our  promising  preliminary  data  to  investigate  what  constitutes  a  good  vaccine  against  blood-­feeding  GINs, as well as to improve the efficacy of one vaccine candidate by altering expression platforms and adjuvants.  Furthermore, we will use genomics, transcriptomics, and immunoinformatics to compare intestinal-­specific genes  encoding  putative  secreted  proteins  between  these  two  blood-­feeding  parasites,  and  to  compare  immunomodulated genes encoding putative secreted intestinal proteins between these two nematode parasites.  These  comparisons  will  be  used  to  identify  conserved,  high-­value  blood-­feeding-­specific  GIN  antigens.  These  candidate antigens will be tested first in our small animal model of human hookworm infection to identify single  hookworm vaccine antigens, and/or a combination of hookworm vaccine antigens, that will engender complete  or  near-­complete protection  from  infection  in  the  laboratory.  Promising antigens  will  be  rapidly  transferred to a  large  animal  system;;  sheep  will  be  vaccinated  with  the  corresponding  H.  contortus  antigens  and  similarly  assessed  for  protection.  Immunological  and  mechanistic  aspects  of  protection  will  be  studied.  Our  goal  is  to  identify one or more immunogens that can be optimized in pre-­clinical studies and then advanced to human and  ovine/caprine clinical trials.