Research Article

Adjuvantic cytokine IL-33 improves the protective immunity of cocktailed DNA vaccine of ROP5 and ROP18 against toxoplasma gondii infection in mice

La cytokine IL-33 utilisée comme adjuvant améliore l’immunité protectrice du vaccin à cocktail d’ADN de ROP5 et ROP18 contre l’infection à Toxoplasma gondii chez la souris

¹ Ningbo University School of Medicine, Ningbo, Zhejiang Province, PR China
² Department of Otorhinolaryngology, The Affiliated Hospital of Ningbo University Medical School, Ningbo, Zhejiang Province, PR China

^* Corresponding author: chenjia@nbu.edu.cn

Received: 19 September 2019
Accepted: 24 March 2020

Abstract

Toxoplasma gondii is a threat for immunocompromized individuals, and no treatment is available for enhancing immunity against infection. Molecular adjuvants may improve the efficacy of DNA vaccine-induced T cell immunity. Here, we report that cocktailed DNA immunization with ROP5 and ROP18 boosted immune responses induced by a single DNA immunization with ROP5 or ROP18, but also that co-administration of molecular adjuvant IL-33 enhanced immune efficacy induced by this cocktailed DNA vaccination. These improved immune responses were characterized by higher Toxoplasma-specific IgG2a titers, Th1 responses associated with the production of IFN-γ, IL-2, IL-12, as well as cell-mediated activity with higher frequencies of CD8+ and CD4+ T cells. More importantly, this enhanced immunity has the ability to confer remarkable protection against a high dose lethal challenge of the T. gondii RH strain and thus against chronic infection with the T. gondii PRU strain. These data show that IL-33 is a promising immunoadjuvant to facilitate humoral as well as cellular immunity in a vaccine setting against T. gondii, and suggest that it should be evaluated in strategies against other apicomplexan parasites.

Résumé

Toxoplasma gondii est une menace pour les individus immunodéprimés et aucun traitement n’est disponible pour renforcer l’immunité contre l’infection. Les adjuvants moléculaires peuvent améliorer l’efficacité de l’immunité des cellules T induite par un vaccin à ADN. Ici, nous rapportons que l’immunisation par le cocktail d’ADN de ROP5 et ROP18 a stimulé les réponses immunitaires induites par une seule immunisation par l’ADN de ROP5 ou ROP18, mais aussi que la co-administration de l’adjuvant moléculaire IL-33 a amélioré l’efficacité immunitaire induite par cette vaccination par cocktail d’ADN. Ces réponses immunitaires améliorées ont été caractérisées par des titres d’IgG2a spécifiques à Toxoplasma plus élevés, des réponses Th1 associées à la production d’IFN-γ, IL-2, IL-12 ainsi qu’une activité à médiation cellulaire où les fréquences des cellules T CD8+ et CD4+ étaient plus élevées. Plus important encore, cette immunité renforcée a la capacité de conférer une protection remarquable contre une provocation létale par haute dose de la souche RH de T. gondii et donc contre une infection chronique par la souche PRU de T. gondii. Ces données montrent qu’IL-33 est un immunoadjuvant prometteur pour faciliter l’immunité humorale et cellulaire dans un contexte de vaccination contre T. gondii et suggèrent qu’il devrait être évalué dans des stratégies contre d’autres parasites apicomplexes.