Research Article

Recombinant Toxoplasma gondii phosphoglycerate mutase 2 confers protective immunity against toxoplasmosis in BALB/c mice

La phosphoglycérate mutase 2 recombinante de Toxoplasma gondii confère une immunité protectrice contre la toxoplasmose chez les souris BALB/c

¹ Academy of Basic Medicine, Shanxi Medical University, Taiyuan, Shanxi 030001, PR China
² Department of Biochemistry and Molecular Biology, Shanxi Medical University, Taiyuan, Shanxi 030001, PR China
³ Department of General Surgery, Xi’an Red Cross Hospital, Xi’an, Shanxi 710000, PR China
⁴ Department of Infection Control, The Central Hospital of Enshi Prefecture, Enshi, Hubei 445000, PR China
⁵ Department of Physiology, Faculty of Medical and Health Sciences, University of Auckland, Private bag 92-019, Auckland 1142, New Zealand
⁶ Laboratory Animal Center, Shanxi Medical University; Shanxi Key Laboratory of Laboratory Animals and Animal Models of Human Diseases, Taiyuan, Shanxi 030001, PR China

^* Corresponding authors: longwty@163.com; guorongyin@163.com

Received: 29 September 2015
Accepted: 5 March 2016

Abstract

Toxoplasmosis is one of the most widespread zoonoses worldwide. It has a high incidence and can result in severe disease in humans and livestock. Effective vaccines are needed to limit and prevent infection with Toxoplasma gondii. In this study, we evaluated the immuno-protective efficacy of a recombinant Toxoplasma gondii phosphoglycerate mutase 2 (rTgPGAM 2) against T. gondii infection in BALB/c mice. We report that the mice nasally immunised with rTgPGAM 2 displayed significantly higher levels of special IgG antibodies against rTgPGAM 2 (including IgG1, IgG2a and IgAs) and cytokines (including IFN-γ, IL-2 and IL-4) in their blood sera and supernatant of cultured spleen cells compared to those of control animals. In addition, an increased number of spleen lymphocytes and enhanced lymphocyte proliferative responses were observed in the rTgPGAM 2-immunised mice. After chronic infection and lethal challenge with the highly virulent T. gondii RH strain by oral gavage, the survival time of the rTgPGAM 2-immunised mice was longer (P < 0.01) and the survival rate (70%) was higher compared with the control mice (P < 0.01). The reduction rate of brain and liver tachyzoites in rTgPGAM 2-vaccinated mice reached approximately 57% and 69% compared with those of the control mice (P < 0.01). These results suggest that rTgPGAM 2 can generate protective immunity against T. gondii infection in BALB/c mice and may be a promising antigen in the further development of an effective vaccine against T. gondii infection.

Résumé

La toxoplasmose est une des zoonoses les plus répandues dans le monde entier. Elle a une forte incidence et entraîne des dommages graves pour les humains et le bétail. Des vaccins efficaces sont nécessaires pour limiter et empêcher l’infection par Toxoplasma gondii. Dans cette étude, nous avons évalué l’efficacité immunitaire protectrice d’une phosphoglycérate mutase 2 recombinante de T. gondii (rTgPGAM 2) contre l’infection par T. gondii chez les souris BALB/c. Nous rapportons que les souris immunisées par voie nasale avec rTgPGAM 2 montraient des niveaux significativement plus élevés d’anticorps IgG spécifiques contre rTgPGAM 2 (y compris IgG1, IgG2a et IgA) et de cytokines (y compris IFN-γ, IL-2 et IL-4), dans leur sérum sanguin et dans le surnageant de cellules de rate en culture, par rapport à ceux des animaux témoins. En outre, un nombre accru de lymphocytes dans la rate et des réponses prolifératives lymphocytaires améliorées ont été observées chez les souris immunisées par rTgPGAM 2. Après l’infection chronique et une provocation létale avec la souche de T. gondii RH, très virulente, par gavage oral, le temps de survie des souris rTgPGAM 2 immunisées était plus long (P < 0.01) et le taux de survie (70 %) était plus élevé que chez les souris témoins (P < 0.01). Le taux de réduction des tachyzoïtes du cerveau et du foie chez les souris vaccinées par rTgPGAM 2 a atteint environ 57 % et 69 % par rapport à ceux des souris témoins (P < 0.01). Ces résultats suggèrent que rTgPGAM 2 peut générer une immunité protectrice contre une infection par T. gondii chez les souris BALB/c et peut être un antigène prometteur dans la poursuite du développement d’un vaccin efficace contre l’infection par T. gondii.