Inactivated Vaccine Against Staphylococcus Aureus: Its Effect on the Nature of the Immuno-Inflammatory Response (Based on the Dynamics of the Level of Cytokines IL6, IL4 and IgG) and Therapeutic and Prophylactic Reliability of Use (Experimental Study)
Authors: Мохаммед M.М. , Худор M.Х. , Ибрагим Х.К. 
Published: July 2024

Введение. Золотистый стафилококк (Staphylococcus aureus) входит в группу наиболее опасных патогенных микроорганизмов, вызывающих ряд заболеваний как у людей, так и у животных. Его устойчивость к антибактериальным препаратам представляет собой серьезную проблему для общественного здравоохранения. Наиболее эффективным способом профилактики и лечения инфекций, вызванных S. aureus, по-прежнему является вакцинация. Цель. Исследование воздействия созданной инактивированной вакцины против S. aureus на формирование иммуновоспалительного ответа в организме экспериментальных животных, выражающегося в изменении содержания в крови про- и противовоспалительных цитокинов IL6 и IL4 и общего иммуноглобулина G, и оценка ее биологической надежности. Материалы и методы. Технология приготовления бактериальной инактивированной вакцины в данном исследовании включала обработку бактериальных клеток раствором едкого натра (NaOH) для получения поверхностных цельноклеточных антигенов. Приготовленную вакцину вводили крысам в объеме 1×106 клеток/мл для изучения иммуновоспалительного ответа. Обработанные бактериальные клетки исследовали с помощью сканирующего электронного микроскопа (СЭМ). Экспериментальных животных разделили на четыре группы, включая контрольную (без введения в организм вакцины, CT). Животным контрольной группы вводили 300 мкл физиологического раствора с фосфатным буфером (PBS). Животным групп внутримышечной вакцинации (IM), внутривенной вакцинации (IV) и подкожной вакцинации (SC) вводили 300 мкл инактивированной вакцины S. aureus в нулевой день и 250 мкл бустерной дозы в 14-й и 28-й дни исследования. Результаты. Во всех вакцинированных группах отмечено достоверное повышение уровней IL6 и IL4 в сравнении с аналогичными показателями тестов в группе невакцинированных животных (p<0,05). Выявленные изменения сопровождались увеличением общего содержания IgG в результате применения инактивированной вакцины во всех «лечебных» (с вакцинацией животных) группах (p<0,05). Полученные результаты показали, что разработанная вакцина индуцировала иммунитет и обеспечила надежную защиту при проведении теста с бактериальным заражением. Заключение. Инактивированная цельноклеточная (цельновирионная) вакцина с поверхностными антигенами S. aureus обеспечивала 100%-ную защиту экспериментальных животных от гомологического заражения метициллин-резистентным S. aureus (MRSA), представляющего собой серьезную угрозу здоровью людей и животных и проблему для общественного здравоохранения.

Introduction. Staphylococcus aureus is classified as a dangerous pathogenic organism that causes several disorders in both humans and animals. The antibiotic resistance is a serious public health problem. Immunization still the best way to prevent and cure the S. aureus infection. Purpose. Study of the impact of the created inactivated vaccine against S. aureus on the formation of an immuno-inflammatory response in the body of experimental animals by changes in the blood levels of pro- and anti-inflammatory cytokines IL6 and IL4, total immunoglobulin G and assessment of biological reliability. Materials and methods. Bacterial inactivated vaccine technology prepared in this study by treated the bacterial cells with NaOH to obtained whole surface antigens. The prepared vaccine was injected in rats with 1×106 cells/ml to investigate the immunity response. The treated bacterial cells were examined by using scanning electron microscope (SEM). The experimental animal divided in to four groups which include the non-treated group (CT) control, group were injected with 300µl PBS. Intramuscular immunized (IM) group, intravenous immunized (IV) group and subcutaneous immunized (SC) group were injected with 300 µl of inactivated S. aureus vaccine at zero day and with 250µl booster dose at 14 and 28 days. Results. In all vaccinated groups, a significant increase in the levels of IL6 and IL4 was noted in comparison with similar test indicators in the group of unvaccinated animals (p<0.05). The identified changes were accompanied by an increase in the total IgG content as a result of the use of an inactivated vaccine in all "therapeutic" (with animal vaccination) groups (p<0.05). The results showed that the developed vaccine induced immunity and provided reliable protection in a bacterial challenge test. Conclusion. The inactivated S. aureus whole surface antigens vaccine give the protection to the experimental animals 100% against methicillin resistant S. aureus (MRSA) homologous challenge which considered big issue for humans and animals and threat the public health.