In silico analysis of Ta9 gene polymorphism in an Iranian Theileria annulata schizont-infected cell line S15 vaccine strain and native isolates

تیلریوز گاوی بیماری تک یاخته­ای منتقله بوسیله کنه است که بوسیله انگل­های درون سلولی اجباری از جنس تیلریا ایجاد می شود.  ایمنی سلولی موجب محافظت بدن دام در برابر عامل بیماری می گردد که با فعالیت مجموعه ای از سلول­های ایمنی حاصل می شود. امروزه واکسن زنده تخفیف حدت یافته تیلریا آنولاتا در ایران تولید و جهت ایمن سازی فعال گاوها مصرف می شود.  تشخیص آنتی ژن و اپی توپ های ایمونوژن اختصاصی لمفوسیت های T CD8+ می­تواند کمک موثری در تولید واکسن­های نوترکیب و تحت جزء (subunit) داشته باشد.  در این مطالعه، مقایسه توالی DNA ژن Ta9 که از مهمترین آنتی ژن های اختصاصی موثر در بروز پاسخ ایمنی سلولی سیتوتوکسیک است در رده سلولی سویه واکسن ایران S15 و تعدادی از ایزوله های کشور بهمراه توالی های مرجع با روش واکنش زنجیره­ای پلیمراز به انجام رسید.  مقایسه توالی­ها در سطح نوکلوتیدی و اسید امینه­ها تنوع بالایی نشان داد. تنوع موجود در توالی ژن Ta9 سویه واکسن ایران و تعدادی از ایزوله­های کشور نشان داد که این آنتی ژن، دارای توالی ناپایدار و متغیری بوده و بر اساس تئوری ایمونوژنی بسیار اختصاصی بوده و در کنار برخی از هاپلوتیپ های خاص MHC میزبان فعال می باشد. این بررسی نشان میدهد که توالی ناپایدار این ژن و متعاقباً اپی توپ­های اختصاصی آن برای لمفوسیت­های T سیتوتوکسیک توضیحی برای محافظت ناکامل بوجود آمده در برابر چالش با تلقیح سویه های هترولوگ انگل در حیوانات واکسینه می­باشد که اهمیت تامل در استفاده از این آنتی ژن را در تولید واکسن­های تحت جزء نشان می دهد.

Bovine theileriosis is a tick-borne disease caused by obligate intracellular parasites related to the genus Theileria. Cellular immune responses protect cattle against pathogens through the activation of immune cells. Nowadays, live, attenuated vaccine of Theileria annulata (T. annulata) is being produced in Iran and is recommended for active cattle immunization. Detection of the immunogenic  antigens and epitopes recognized by CD8+ T Lymphocytes is vital for the development of recombinant and subunit vaccines. Herein, sequences of the genes encoding Ta9, which is an important antigenrecognized by bovine CD8+ T cells specific for T. annulata, in Iranian S15 vaccine strains, several Iranian isolates, as well as reference Ta9 DNA sequences registered in GeneBank were compared through polymerase chain reaction (PCR). The obtained data from DNA sequences were analyzed by using "Nucleotide", "Blast n", "BioEdit" and "IEDB" softwares. The results showed high level of variation in nucleotides and amino acids level. The observed polymorphism in Ta9 gene sequences of Iranian vaccine strains and some isolates from Iran demonstrated that this antigen contains polymorphic sequences and is active along with the specific major histocompatibility complex (MHC) of the host. Polymorphic sequences and specific epitopes of Ta9 gene for CD8+ T cell provides an explanation for incomplete protection observed after inoculation of heterologous parasites in vaccinated cattle. These results have important implications for the application of Ta9 antigen for developing novel subunit vaccines.