The effect of adjuvants on vaccine efficacy in infection and co-infection models with schistosomiasis and malaria

Malaria and schistosomiasis are the major human parasitic diseases in developing countries and their coexistence is frequently observed in tropical regions of these countries. Co-infection by these two parasites may have an important influence on the regulation of inflammatory factors associated with the development of these infections and their respective morbidity. There is no safe and effective vaccine available to control these diseases. The Schistosoma mansoni proteins Sm29 and Sm14 and the Plasmodium spp. antigen AMA-1 are promising vaccine candidates against schistosoma and malaria infections, respectively. For a subunit vaccine, selection of the adjuvant is important. The non-toxic derivatives of the heat-labile toxin of Escherichia coli LTB and LTK63 have been reported as powerful adjuvants. The objective of this study was to evaluate the vaccine efficacy of recombinant Sm29, Sm14 and AMA-1 antigens formulated with LTB or LTK63, in infection and co-infection models with S. mansoni and P. chabaudi strain AS (prior to immunizations, naïve mice, pre-infected with S. mansoni and cured or P. chabaudi AS or infected with both and cured). Overall, rLTK63 stimulated high levels of antigen specific antibodies (IgG1, IgG2a and total IgG) and cytokines (IFN-, TNF-α and IL-13) to rSm29 and rAMA-1 than rLTB. Co-infected-cured mice immunized with rLTK63+rSm29 reduced the parasitic load by 46.45% in the schistosomiasis model. Naïve or co-infected-cured mice immunized with rLTK63+rAMA-1 had a reduction in the P. chabaudi parasitemia. Taken together, these data suggest that co-infection showed a positive trend in vaccine efficacy of rSm29 and rAMA-1 when formulated with rLTK63. rSm14 antigen was fused or co-administered with LTB and the best administration rote and protection induced was assessed. The rSm14 was more efective when fused to LTB and administrated by subcutaneous route. Despite the fact that rLTB-Sm14 induced a balanced ratio of IgG1/IgG2a and high levels of IgA and total IgG, rLTB-Sm14 did not protect mice against S. mansoni infection.Malária e esquistossomose são as principais doenças parasitárias humanas nos países em desenvolvimento e a sua coexistência é frequentemente observada em regiões tropicais desses países. A co-infecção por estes dois parasitas pode ter uma importante influência na regulação dos fatores inflamatórios associados ao desenvolvimento destas infecções e suas respectivas morbidades. Não há uma vacina segura e eficaz disponível para o controle dessas doenças. As proteínas Sm29 e Sm14 de Schistosoma mansoni e a proteína AMA-1de Plasmodium spp. são promissores candidatos à vacinas contra esquistossomose e malária, respectivamente. Para qualquer vacina de subunidade, a seleção do adjuvante é importante. Os derivados não-tóxicos da toxina termolábil de Escherichia coli LTB e LTK63 têm sido relatados como potentes adjuvantes. O objetivo deste estudo foi avaliar a eficácia vacinal dos antígenos Sm29, Sm14 e AMA-1 formulados com LTB ou LTK63 recombinantes em modelos de infecção e co-infecção com S. mansoni e P. chabaudi cepa AS (camundongos não infectados, pré-infectados com S. mansoni ou P. chabaudi e curados ou co-infectados com ambos e curados). Em geral, rLTK63 induziu níveis mais altos de anticorpos antígeno específicos (IgG1, IgG2a e IgG total) e citocinas (IFN-, TNF-α e IL-13) para rSm29 e rAMA-1 do que a rLTB. Camundongos co-infectados, curados e imunizados com rLTK63+rSm29 apresentaram redução na carga parasitária de 46.45 % em modelo de esquistossomose. Camundongos não infectados ou co-infectados, curados e imunizados com rLTK63+rAMA-1 tiveram redução na parasitemia de P. chabaudi. Tomados em conjunto, esses dados sugerem que a co-infecção mostrou uma tendência positiva na eficácia da vacinas rSm29 e rAMA-1 quando formuladas com rLTK63. O antígeno rSm14 foi fusionado ou co-administrado com LTB e posteriormente foi avaliada a melhor via de administração e proteção induzida. A rSm14 foi mais efetiva quando fusionada à LTB e administrada por via subcutânea. Apesar da rLTB-Sm14 ter induzido uma razão equilibrada de IgG1/IgG2a e altos níveis de IgA e IgG totais, rLTB-Sm14 não protegeu camundongos contra infecção por S. mansoni