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Open Access Immunization with the biologically active lectin domain of PapGII induces strong adhesion-inhibiting antibody responses but not protection against avian pathogenic Escherichia coli

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The aim of this study was to investigate whether immunization with the sugar binding domain of PapGII (PapGII196) was able to protect chickens against avian pathogenic Escherichia coli . PapGII196 was expressed, purified by Ni-NTA column chromatography and shown to retain its biological activity, as demonstrated by binding to its receptor, globoside. PapGII196 was tested as a vaccine in specific pathogen free broilers and also by vaccinating breeders and assessing protection in their offspring, and using aerosol exposure or air sac inoculation for challenge. Notwithstanding a strong anti-PapGII196 serum IgG response in vaccinated birds in all experiments and inhibition of haemagglutination by serum from PapGII196-vaccinated birds, chickens were not protected against avian pathogenic E. coli . These findings suggest that PapGII may not be a useful candidate for inclusion in vaccines against avian pathogenic E. coli . L'immunisation avec le domaine biologiquement actif de la lectine de PapGII induit des réponses fortes en anticorps inhibant l'adhésion, mais n'entraîne pas de protection contre les Escherichia coli pathogènes aviaires Le but de cette étude a été d'investiguer si l'immunisation avec le site d'accrochage du sucre de PaPGII (PapGII196) était capable de protéger les poulets contre les Escherichia coli pathogènes aviaires (APEC). Le PapGII196 a été exprimé, puis purifié par chromatographie sur colonne Ni-NTA. Il a été démontré que son activité biologique de liaison à son récepteur, un globoside, était conservée. Le PapGII196 a été testé comme vaccin chez des poulets exempts de microorganismes pathogènes spécifiés ainsi qu'en vaccinant des reproducteurs et en testant la protection de leur descendance. L'épreuve a été réalisée par aérosol ou inoculation dans les sacs aériens. Malgré une forte réponse sérologique en IgG anti PapGII196 chez les animaux vaccinés dans toutes les expérimentations et la présence d'anticorps inhibant l'hémagglutination, les animaux n'ont pas été protégés contre E. coli pathogène aviaire. Ces résultats suggèrent que PapGII n'est pas un bon candidat à inclure dans les vaccins contre les APEC. Die Immunisierung mit der biologisch aktiven Lektindomaine von PapGII induziert eine starke adhäsionsverhindernde Antikörperantwort aber keinen Schutz gegen pathogenes Escherichia coli Das Ziel dieser Studie war es zu untersuchen, ob eine Immunisierung mit der biologisch aktiven Lektindomaine von PapGII (PapGII196) Hühner gegen pathogene aviäre Escherichia coli (APEC) schützen kann. PapGII196 wurde exprimiert, mittels Ni-NTA-Säulenchromatographie gereinigt und durch die Bindung an seinen Rezeptor Globoside wurde der Erhalt seiner biologischen Aktivität nachgewiesen. PapGII196 wurde als Vakzine in spezifisch pathogen freien Broilern und in Elterntieren zur Überprüfung einer Schutzwirkung bei den Nachkommen getestet. Die Belastungsinfektionen wurden als Aerosol oder per Luftsackinokulation verabreicht. Trotz einer starken anti-PapGII196-Serum-IgG-Antwort bei den vakzinierten Tieren in allen Experimenten und einer Hämagglutinationshemmung durch das Serum der PapGII196-geimpften Tiere waren die Hühner nicht gegen APEC geschützt. Diese Ergebnisse zeigen, dass PapGII196 nicht für die Verwendung als Bestandteil einer Vakzine gegen APEC geeignet ist. La inmunización con el dominio lectina biológicamente activo de PapGII induce una fuerte respuesta de anticuerpos inhibidores de la adhesión pero no protege frente a Escherichia coli El objetivo de este estudio fue determinar si la inmunización con el dominio de unión del azúcar PapGII (PapGII196) era capaz de proteger a los pollos frente a Escherichia coli patógeno de origen aviar (APEC). PapGII196 se expresó y se purificó mediante columnas de cromatografía Ni-NTA. La unión a su receptor globósido demostró que PapGII196 mantenía su actividad biológica activa. Se ensayó el uso de PapGII196 como vacuna en pollos de engorde libres de patógenos específicos y también en reproductores, para los cuales se determinó la protección en su progenie. Los animales se desafiaron vía aerosol o inoculación en saco aéreo. Pese a que se detectó una fuerte respuesta de anti-PapGII196 IgG en el suero de las aves vacunadas en todos los ensayos y a la inhibición de la hemoaglutinación producida por el suero procedente de aves vacunadas con PapGII-196, no hubo protección de los pollos frente a E. coli patógeno aviar. Así pues, estos resultados sugieren que PapGII posiblemente no se trate de un candidato útil para la inclusión en vacunas frente APEC.
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Document Type: Research Article

Affiliations: 1: Laboratory of Livestock Physiology and Immunology, Faculty of Bioscience Engineering, Catholic University Leuven, Kasteelpark Arenberg 30, 3001, Leuven, Belgium 2: Bacteriological R&D, Intervet International, PO Box 31, 5830 AA, Boxmeer, The Netherlands 3: Department of Virology, Parasitology and Immunology, Faculty of Veterinary Medicine, University of Ghent, Salisburylaan 133, 9820, Merelbeke, Belgium

Publication date: June 1, 2006

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