Research Article

Protective immunity against toxoplasmosis in mice induced by single-dose immunization with rSAG1/2 protein released from poly(lactide-co-glycolide) microparticles

Immunité protectrice contre la toxoplasmose chez la souris, induite par une immunisation en dose unique avec la protéine rSAG1/2 libérée par des microparticules de poly (lactide-co-glycolide)

¹ Orthopaedic Research Center and Department of Physiology, College of Medicine, Kaohsiung Medical University, No. 100, Shih-Chuan 1st Road, Kaohsiung 807, Taiwan
² Graduate Institute of Animal Vaccine Technology, College of Veterinary Medicine, National Pingtung University of Science and Technology, No. 1, Shuefu Road, Neipu, Pingtung 912, Taiwan

^* Corresponding author: cdyang@mail.npust.edu.tw

Received: 1 October 2016
Accepted: 12 January 2017

Abstract

Triphasic sustained release of tachyzoite chimeric protein, rSAG1/2, from poly(lactide-co-glycolide) (PLG)-encapsulated rSAG1/2 (PLG-rSAG1/2) microparticles (MPs) is a promising characteristic for developing a single-dose vaccine against Toxoplasma gondii in domestic animals. In the present study, we aimed to evaluate whether single immunization with PLG-rSAG1/2 MPs in BALB/c mice would achieve effective immunity and protection against T. gondii. Peritoneal immunization of mice with a single dose of PLG-rSAG1/2 MPs enhanced serum IgG titers and lymphocyte proliferation in a triphasic model over a long 12-week period. In addition, 12 weeks after immunization, significant production of IFN-γ was also monitored in mice vaccinated with one dose of PLG-rSAG1/2 MPs. More importantly, the immunity induced by one dose of PLG-rSAG1/2 MPs protected 70% of mice (14/20) against a lethal subcutaneous challenge of 1 × 10⁴ live tachyzoites of T. gondii (RH strain). In conclusion, a single dose of PLG-rSAG1/2 MPs capable of sustaining triphasic release of rSAG1/2 protein induces long-lasting triphasic immunity against T. gondii in mice. Our data indicate the feasibility of PLG-rSAG1/2 MPs to be developed as a single-dose vaccine against T. gondii for potential use in domestic animals.

Résumé

La libération prolongée triphasique de la protéine chimère du tachyzoïte rSAG1/2, à partir de microparticules (MPs) de rSAG1/2 encapsulées par le poly (lactide-co-glycolide) (PLG-rSAG1/2), est une caractéristique prometteuse pour le développement d’un vaccin en dose unique contre Toxoplasma gondii chez les animaux domestiques. Dans la présente étude, nous avons cherché à évaluer si une seule immunisation avec des MPs PLG-rSAG1/2 chez les souris BALB/c permettrait d’obtenir une immunité efficace et une protection contre T. gondii. L’immunisation péritonéale de souris avec une dose unique de MPs PLG-rSAG1/2 a amélioré les titres d’IgG sérique et la prolifération lymphocytaire dans un modèle triphasique sur une période de 12 semaines. De plus, douze semaines après immunisation, une production significative d’IFN-γ a également été remarquée chez des souris vaccinées avec une dose de MPs PLG-rSAG1/2. Plus important encore, l’immunité induite par une dose de MPs PLG-rSAG1/2 a protégé 70 % (14/20) des souris contre une injection létale sous-cutanée de 1 × 10⁴ tachyzoïtes vivants de T. gondii (souche RH). En conclusion, une dose unique de MPs PLG-rSAG1/2, capable de maintenir la libération triphasique de la protéine rSAG1/2, induit une immunité triphasique de longue durée contre T. gondii chez la souris. Nos données indiquent la faisabilité des MPs PLG-rSAG1/2, à développer comme un vaccin à dose unique contre T. gondii pour une utilisation potentielle chez les animaux domestiques.