Peningkatan respon antibodi humoral vaksin virus penyakit mulut dan kuku pada babi yang telah diberi perlakuan sebelumnya dengan asam poli-γ-glutamat

Read Also

Penyakit mulut dan kuku (PMK) pada hewan peliharaan berkuku belah seperti sapi, domba, kambing dan babi menyebabkan kerugian ekonomi yang menghancurkan karena sifat penyakit yang sangat menular dan akut. Wabah PMK yang parah meninggalkan kesan negatif yang mengerikan bagi industri hewan ternak nasional dan internasional serta konsumen. Sampai saat ini, setidaknya empat wabah PMK besar telah terjadi pada populasi sapi atau babi di Korea pada tahun 2000, 2002, 2010–2011, dan 2014–2015. Sejak wabah PMK tahun 2010-2011, kebijakan vaksinasi nasional telah diberlakukan untuk ruminansia dan babi sebagai tindakan pencegahan berkelanjutan, dan program vaksinasi rutin masih merupakan alat kontrol penting terhadap infeksi virus PMK, meskipun program ini agak kontroversial. Vaksin PMK yang diadaptasi di Korea terdiri dari virus yang tidak aktif dengan double oil-based emulsion (DOE) dan termasuk protein struktural FMD viruses (FMDVs) (serotipe O1 Manisa + A Malaysia + Asia 1 Shamir). Kombinasi khas ini secara efektif mengurangi kejadian PMK selama tahun 2011, dan telah berhasil digunakan untuk vaksinasi PMK di Korea. Namun, injeksi dosis tunggal vaksin FMD trivalen ini pada babi memiliki beberapa kelemahan, termasuk induksi imun humoral yang buruk dan periode kekebalan yang singkat dibandingkan dengan yang diinduksi oleh infeksi FMDV alami. Kekhawatiran semacam ini telah diangkat setelah menggunakan kit ELISA tipe O FMDV yang tersedia secara komersial. Selain itu, bahan non-imunogenik, asam poli-γ-glutamat (γ-PGA), yang diproduksi menggunakan spesies Bacillus, adalah homopoliamida anionik yang dapat terurai secara hayati dan tidak biasa. -PGA merupakan material serbaguna yang telah banyak diaplikasikan karena sifatnya yang unik. Namun, perlu diketahui khasiat zat ini sebagai modulator imun adjuvant vaksin FMDV dengan double oil-based emulsion.

Di Korea, imunisasi dosis tunggal vaksin FMDV trivalen lebih disukai diadopsi untuk babi berusia 8 sampai 12 minggu karena tenaga dan biaya yang terlibat, meskipun dua imunisasi vaksin direkomendasikan untuk respon antibodi yang tahan lama. Oleh karena itu, penelitian ini dilakukan untuk menyelidiki apakah respon antibodi humoral terhadap antigen serotipe O FMDV, komponen vaksin, meningkat pada babi berumur 8 minggu yang lahir dari induk yang divaksinasi dengan baik yang telah diberi perlakuan poli-γ- asam glutamat.

Tiga peternakan babi tanpa riwayat wabah PMK dipilih, dan program vaksinasi babi rutin dilakukan, termasuk vaksin PMK trivalen yang direkomendasikan oleh pemerintah Korea. Setiap peternakan babi dari aliran babi all-in/all-out dikelola sebagai sistem produksi dua lokasi dengan unit pembibitan dan finishing. Sebanyak 24 ekor babi konvensional umur 8 minggu dengan berat badan rata-rata 23 ± 1 kg yang berasal dari satu ekor babi sehat yang lahir dari induk yang divaksinasi secara acak dibagi menjadi 2 kelompok yang terdiri dari 12 ekor babi. Setiap babi diberi nomor dengan label telinga. Babi di kelompok 1 tetap sebagai kontrol yang tidak diberi perlakuan, sedangkan babi di Grup 2 disuntik secara intramuskular di belakang pangkal satu telinga dengan 60 mg -PGA (disediakan oleh Dong Bang, Korea) 3 hari sebelum vaksinasi FMDV. Semua babi selanjutnya divaksinasi secara intramuskular di belakang pangkal telinga yang lain divaksinasi dengan 2 mL vaksin FMDV yang tidak aktif (vaksin Aftopor Merial FMD yang diproduksi oleh Daesung Microbiological, Korea). Vaksin ini memformulasikan adjuvant double oil-based emulsion (DOE) dengan setidaknya enam 50% dosis pelindung (PD50) dari FMDV trivalen yang tidak aktif (O1 Manisa + A Malaysia + Asia 1 Shamir serotipe). Babi kemudian diberikan makanan khas sampai akhir percobaan.

Setidaknya 5 mL darah dikumpulkan dari vena jugularis pada hari vaksinasi FMDV, kemudian dua mingguan sampai akhir penelitian. Sampel darah beku kemudian diangkut di atas es ke laboratorium dan total produksi antibodi spesifik serotipe O FMDV diukur. Tingkat antibodi anti-FMDV serotipe O dari setiap sampel serum ditentukan menggunakan kit ELISA tipe O PrioCHECK FMDV (Prionics, Swiss). Enzim-linked immunosorbent assay (ELISA) untuk mendeteksi antibodi terhadap FMDV serotipe O digunakan sesuai dengan instruksi pabrik seperti yang dijelaskan sebelumnya. Secara singkat, serum segar dipisahkan dengan sentrifugasi pada 2.000 × g selama 10 menit pada 4℃. Sampel serum yang dikumpulkan dan sampel referensi yang disediakan kemudian ditambahkan ke setiap sumur dari pelat ELISA yang disediakan, setelah itu diinkubasi pada suhu 37℃ selama 60 menit. Setelah itu, konjugat antibodi monoklonal anti-FMDV tipe O diencerkan dan dibagikan ke semua sumur, setelah itu piring diinkubasi selama 60 menit. Setelah inkubasi ini, substrat siap pakai TMB ditambahkan dan reaksi dibiarkan selama 15 menit pada suhu 22 ± 3℃, kemudian dihambat dengan penambahan larutan penghenti yang disediakan. Akhirnya, optical density (OD) diukur pada 450 nm dan dihitung sebagai persentase penghambatan (PI) menurut protokol. Nilai PI di bawah 50% mencerminkan tidak adanya antibodi anti-FMDV tipe O dalam serum uji, sedangkan PI di atas 50% menunjukkan adanya antibodi anti-FMDV tipe O.

Untuk mengevaluasi apakah respon antibodi humoral terhadap antigen serotipe O FMDV, komponen vaksin, telah ditingkatkan pada babi berumur 8 minggu yang telah diberi perlakuan awal dengan 60 mg asam poli-γ-glutamat (γ-PGA) 3 hari sebelumnya. vaksinasi, dua kelompok yang ditunjuk (12 babi setiap kelompok) dari masing-masing dari tiga peternakan babi komersial dibandingkan. Perbedaan reaksi positif antara kelompok pra-perlakuan dan kontrol ditentukan menurut tingkat PI: 50, 40, dan 30. Berdasarkan nilai PI 50, reaksi positif kelompok peternakan TS dan HB pra perlakuan lebih tinggi dibandingkan kelompok kontrol 2 atau 6 minggu setelah vaksinasi FMDV. Gambar menunjukkan distribusi perbandingan nilai persentase inhibisi (PI) pada 0, 2, 4 dan 6 minggu setelah vaksinasi PMK pada babi umur 8 minggu yang disuntik dengan -PGA 3 hari sebelum vaksinasi. Selain itu, berdasarkan nilai PI 40, reaksi positif kelompok peternakan TS dan HB pra-perlakuan lebih tinggi dibandingkan kelompok kontrol 2, 4 dan 6 minggu setelah vaksinasi FMDV. Namun, berdasarkan nilai PI 30, reaksi positif kelompok PJ, TS dan HB yang diberi perlakuan sebelumnya lebih tinggi dibandingkan dengan kelompok kontrol 2, 4 atau 6 minggu setelah vaksinasi FMDV. Kelompok pra-perlakuan dari peternakan HB jelas lebih tinggi daripada kelompok dari peternakan lain. Secara bersama-sama, reaksi antibodi positif dari vaksin meningkat secara signifikan dengan pra-injeksi -PGA.

Untuk mengendalikan PMK di Korea, kebijakan vaksinasi massal yang sebagian didukung oleh pemerintah telah diterapkan untuk populasi babi sejak September 2011. Kebijakan ini menetapkan satu suntikan vaksin PMK trivalen sebagai program vaksinasi PMK rutin untuk babi berusia 8 sampai 12 minggu; namun, induksi antibodi tetap di bawah 50% PI. Sebuah studi sebelumnya oleh Liao et al. melaporkan bahwa, untuk vaksinasi FMDV dosis tunggal pada babi yang lahir dari induk yang divaksinasi dengan baik, usia pemberian yang tepat adalah sekitar 8 minggu ketika kebijakan vaksinasi dosis tunggal pada babi diterapkan untuk babi yang berusia kurang dari 10 minggu. Dalam penelitian tersebut, babi sepenuhnya dilindungi oleh tantangan patogen dan memiliki titer netralisasi serum (SN) rata-rata 1,89 ± 0,95 log10SN50 pada 24 minggu. Titer SN terhadap virus PMK patogen dapat mewakili tingkat kekebalan protektif sebenarnya dari komponen vaksin PMK. Studi ini juga menunjukkan hasil yang jauh lebih baik dengan vaksin PMK monovalen, vaksin emulsi komersial berbasis minyak ganda potensi tinggi yang mengandung setidaknya 6 PD50 per dosis virus O/TWN/97 PMK yang tidak aktif. Dalam penelitian ini, meskipun uji SN adalah alat praktis, kami memiliki batasan uji SN untuk menggunakan virus PMK patogen oleh peraturan Pemerintah.

Untuk mendukung efek -PGA pada respon humoral terhadap FMDV, titer IgG spesifik FMDV harus diukur dari sampel serum yang dikumpulkan setelah imunisasi. Memang, ini adalah langkah yang paling penting. Namun, hasil penelitian ini akan lebih diperkuat dengan melakukan uji fungsional tambahan, seperti uji penetralan pada model kultur sel, untuk menguji kemampuan sampel serum terhadap infeksi FDMV dari protokol imunisasi yang berbeda. Idealnya, uji perlindungan babi akan jauh lebih meyakinkan. Setelah perlakuan imunisasi yang berbeda, perlu untuk menerapkan dosis mematikan dari FMDV patogen ke babi untuk menguji tingkat perlindungan dan menentukan apakah babi yang diimunisasi dengan vaksin PMK plus -PGA memiliki tingkat perlindungan yang lebih tinggi daripada kontrol.

Produsen babi Korea telah menyatakan keprihatinannya bahwa induksi antibodi dari antigen serotipe O FMDV sebagai tanggapan terhadap vaksin FMD trivalen yang saat ini digunakan tidak cukup untuk mencapai reaksi positif setelah satu suntikan vaksin dalam studi pemasaran babi sebelumnya. Oleh karena itu, produsen babi telah mempertimbangkan untuk menggunakan promotor kekebalan. Selain itu, laporan baru-baru ini menunjukkan bahwa germanium biotit (GB), yang merupakan suplemen pakan alternatif baru, dapat berperan sebagai imunostimulator dari zat penguat untuk meningkatkan kemanjuran vaksin FMDV pada babi konvensional berumur 8 minggu. Sebuah vaksin double oil-based emulsion potensi tinggi yang tersedia secara komersial mengandung setidaknya 6 PD50 per dosis virus PMK O1 Manisa yang tidak aktif. Dengan demikian, penelitian kami dilakukan pada babi yang sedang tumbuh berusia 8 minggu yang diberi perlakuan awal dengan 60 mg asam poli-γ-glutamat (γ-PGA) 3 hari sebelum vaksinasi. Sepanjang studi tergantung dosis percontohan, dosis pra-perawatan ditentukan menjadi 60 mg asam poli-γ-glutamat (γ-PGA) 3 hari sebelum vaksinasi.

Pada penelitian ini, vaksin FMDV yang digunakan berbeda dengan yang digunakan pada penelitian sebelumnya yang menggunakan formula antigenik vaksin FMDV (serotipe O1 Manisa + A Malaysia + Asia 1 Shamir), meskipun vaksin FMDV trivalen dosis tunggal Babi umur 8 minggu (86,7% pada tipe O, 88,0% pada tipe A dan 93,0% pada tipe Asia 1) menunjukkan reaksi sero-positif yang jauh lebih tinggi daripada babi umur 12 minggu yang divaksinasi satu kali (60,9% pada tipe O, 62,8 % di tipe A dan 77,6% di Asia 1, masing-masing). Laporan ini mendukung pengukuran reaksi imun kami terhadap hanya antigen serotipe O FMDV, menunjukkan bahwa vaksin FMD trivalen dapat menginduksi respons antibodi yang merata terlepas dari serotipenya. Dalam penelitian kami, reaksi positif dari vaksinasi FMDV dosis tunggal tidak cukup tinggi untuk merekomendasikan injeksi tunggal untuk babi berusia 8 minggu berdasarkan tingkat PI 50. Dengan demikian, kami menganalisis hasil berdasarkan tingkat PI 50, 40, dan 30. Hasilnya menunjukkan bahwa reaksi antibodi positif terhadap antigen serotipe O FMDV dari vaksin FMD trivalen meningkat secara signifikan dengan pra-injeksi dengan -PGA. Di Korea, kami telah menerapkan vaksin FMDV trivalen ini selama tiga tahun, tetapi percobaan lebih lanjut dengan -PGA masih diperlukan untuk sepenuhnya memahami efektivitas vaksin FMDV trivalen dan memecahkan respons imunologi yang diperantarai sel.

Program vaksinasi PMK yang hemat biaya dan direkomendasikan menguntungkan bagi produsen dan salah satu faktor utama yang diperlukan untuk kampanye pengendalian PMK yang berkelanjutan. Untuk mendukung perlindungan yang sepenuhnya memadai bagi populasi babi di negara atau daerah endemik FMDV, program imunisasi rutin dengan dua dosis vaksin FMDV umumnya direkomendasikan untuk babi yang lahir dari induk yang divaksinasi sebelum berternak. Oleh karena itu, pendekatan baru pada hewan pra-injeksi dengan -PGA 3 hari sebelum vaksinasi FMDV untuk meningkatkan kemanjuran vaksin PMK dan menghasilkan reaksi kekebalan berkelanjutan yang lebih kuat dengan imunisasi dosis tunggal pada babi berusia 8 minggu yang lahir dari vaksinasi yang baik.

Source:

10.4142/jvs.2016.17.2.253