模拟植物中的糖结构在研制抗胃虫Ostertagia ostertagi的有效疫苗中起着至关重要的作用。瓦赫宁根大学和研究中心(WUR)的Ruud Wilbers与根特大学和莱顿大学医学中心的研究人员一起通过概念验证研究证明了这一点。
他们的研究表明，一种在植物中生产的疫苗可以保护奶牛免受寄生虫的侵害。这些见解发表在《科学报告》的一篇文章中，将为更快和更可持续地开发针对寄生虫的疫苗提供一个跳板。
胃虫感染是奶牛的常见疾病。感染可导致牛奶和肉类产量下降，如果蠕虫负担高，甚至会导致疾病。因此，受感染的奶牛要用驱虫剂治疗。但研究人员鲁德·威尔伯斯表示，这也带来了新的问题。
“过度使用这些药物，比如过于频繁和剂量错误，会导致寄生虫对这些药物产生耐药性。特别是在西方世界，很多牲畜养殖都是集约化的，抗药性是一个日益严重的问题。”
更重要的是，威尔伯斯继续说，驱虫并不是一个可持续的解决方案。“它只是确保寄生虫从动物身上被清除。但第二年，如果牛通过吃草摄入鸡蛋，感染就会复发。由于受感染的奶牛每次排便都会传播鸡蛋，牧场仍然受到污染，使寄生虫在很长一段时间内存活。驱虫剂的另一个问题是我们不知道它们的确切作用。它们也可能最终进入肉类和牛奶中，并扩散到环境和土壤中。”
目前的疫苗生产不可取
一种更有效和可持续的方法是给奶牛接种疫苗来对抗寄生虫。据Wilbers说，目前有三种可用的针对寄生虫的疫苗。“唯一的问题是，为了生产这些疫苗，你别无选择，只能感染动物。抗原是从活的寄生虫中分离出来的。这种方法是不可取的，主要是因为你必须感染健康的动物。如果你想大规模开发疫苗，这也是不可持续的。这是因为你需要大量受感染的奶牛才能获得足够的疫苗。”
另一种生产方法使用重组表达系统。这包括将寄生虫抗原DNA中的遗传密码插入另一个生物体，如酵母或细菌。威尔伯斯说:“这个过程产生了开发疫苗所需的抗原。这种方法唯一的问题是它对胃虫不起作用。根特大学(Ghent University)的研究人员花了十年时间试图找到正确的抗原。但他们发现，如果用酵母制作，这种方法就失效了。这是因为其他生物无法重建寄生虫的天然糖结构(聚糖)。”
在希腊的一次会议上，威尔伯斯接触到了根特的研究人员，并了解了他们面临的问题。“我在那里参加了一个关于在我们的植物表达系统中制造蠕虫蛋白的演讲。我们合作，开始研究如何在植物中模仿寄生虫的蛋白质。最初，我们与LUMC一起研究了寄生虫的糖成分，以及它与植物的糖成分有多相似。在胃蠕虫中，与其他蠕虫寄生虫相比，多糖并不复杂。我们弄清楚了它们上面有什么糖残基，以及制造它们需要什么酶。”
与其他表达系统相比，植物的主要优势是植物很少有酶来操纵糖，威尔伯斯说。“这使得去除现有的糖结构并从'裸'结构开始变得容易。从这里开始，你建立了一个新的结构，可以这么说，把方糖和选定的酶放在上面。这有点像专家的乐高。植物也能忍受这种变化。然后，我们允许新结构的酶与抗原一起在植物中表达。”
Proof-of-co概念研究表明疫苗有效
通过一项概念验证研究，研究人员已经表明，糖成分确实对疫苗的有效性至关重要。这一发现是《科学报告》这篇文章的中心焦点。之前的研究表明了这一点，但缺乏确凿的证据。这一发现将为牲畜中的其他寄生虫(如肝吸虫)以及人类寄生虫的疫苗研制提供一个跳板。我们现在将进行几个项目来进一步探索潜力。预计模仿植物中的糖结构将加速开发针对蠕虫寄生虫的疫苗。”
在未来，威尔伯斯希望能够将糖从蛋白质中分离出来。“对于一些寄生虫，你可以看到提供保护的免疫反应集中在糖上。如果你能从蛋白质中分离出糖元素，那将使疫苗的生产变得更加容易。这意味着你只需要看看寄生虫的糖成分。如果我们设法用糖结构接种疫苗，我们可以更快地开发疫苗。毕竟，在这种情况下，你不再需要识别单个抗原了。”
