Reduction of Salmonella Enteritidis Number After Infections by Immunization of Liposome-Associated Recombinant SefA

SUMMARY In order to generate Salmonella enterica serovar Enteritidis (Salmonella Enteritidis) fimbriae, SEF14, the sefA gene, which encodes the main subunit of the SEF14 fimbrial protein, was amplified from Salmonella Enteritidis by polymerase chain reaction (PCR) and subcloned into a prokaryotic expression vector pET-28a(+) to yield pET-28a(+)-sefA. The recombinant SefA (rSefA) protein was highly expressed and purified by nickel-affinity chromatography. Liposome-associated rSefA was prepared for oral immunization to seek protective efficacy for intestinal infection with Salmonella Enteritidis. The titers of the IgG and IgA in the intestinal mucus were 1∶256 and 1∶512, respectively. Moreover, the titers of IgG and IgA in the sera were 1∶256 and 1∶128, respectively. Two weeks after the booster immunization, the chickens were challenged orally with 2 × 106 colony-forming units (CFUs) of live Salmonella Enteritidis, and fecal samples were examined for bacterial excretion from the intestinal tract. Significantly less fecal excretion of bacteria was observed in immunized chickens for 4 wk after challenge. The numbers of bacteria in the intestinal contents (cecum and rectum) were also significantly reduced in immunized chickens, in contrast with the unimmunized controls. Oral immunization with liposome-associated rSefA therefore elicits both systemic and mucosal antibody responses and results in reduced bacterial colonization in the intestinal tract and reduced excretion of Salmonella Enteritidis in the feces. RESUMEN Reducción del número de Salmonella Enteritidis después la infección mediante la inmunización con la proteína SefA recombinante asociada a liposomas. Con el fin de generar fimbrias SEF14 de Salmonella enterica serovar Enteritidis (Salmonella Enteritidis), el gene sefA, que codifica la subunidad principal de la proteína fimbrial SEF14, se amplificó a partir de Salmonella Enteritidis por reacción en cadena de la polimerasa (PCR) y se subclonó en un vector de expresión procariota pET-28a (+) para producir el clon pET-28a (+)-sefA. La proteína recombinante SefA (rSefA) fue altamente expresada y purificada por cromatografía de afinidad con níquel. La proteína SefA recombinante y asociada a liposomas fue preparada para la inmunización oral para determinar la eficacia protectora contra la infección intestinal por Salmonella Enteritidis. Los títulos de IgG e IgA en la mucosa intestinal fueron de 1∶256 y 1∶512, respectivamente. Por otra parte, los títulos de IgG e IgA en el suero fueron 1∶256 y 1∶128, respectivamente. Dos semanas después de la inmunización de refuerzo, los pollos fueron desafiados por vía oral con 2 × 106 unidades formadoras de colonias (UFC) de Salmonella Enteritidis viva y las muestras fecales se examinaron para la excreción bacteriana del tracto intestinal. Se observó excreción de bacterias en las heces significativamente menor en los pollos vacunados durante cuatro semanas después de la exposición. El número de bacterias en el contenido intestinal (ciego y recto) también se redujeron significativamente en los pollos inmunizados, a diferencia de los controles no inmunizados. Por lo tanto, la inmunización oral con rSefA asociada con liposomas provoca tanto respuestas de anticuerpos sistémicos y en las mucosas, resulta en la reducción de la colonización bacteriana en el tracto intestinal y reduce la excreción de Salmonella Enteritidis en las heces.