Alüminyum hidroksit adjuvanlı inaktif staphylococcus aureus aşılı ratlarda eş zamanlı uygulanan farklı immünomodülatörlerin aşı bağışıklığına etkisinin belirlenmesi
Determination of the effect of different immunomodulators applied simultaneously on vaccine immunity in inactivated staphylococcus aureus vaccinated rats with aluminum hydroxide adjuvant
Yazar: SERHAT AYAN
Danışman: PROF. DR. ZAFER SAYIN
Selçuk Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Mikrobiyoloji (Veterinerlik) Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Mikrobiyoloji = Microbiology ; Veteriner Hekimliği = Veterinary Medicine

Özet:
İmmünomodülatörler, bağışıklık sisteminin etki altına alan aktivitesini düzenleyen veya modifiye eden maddelerdir. Bu maddeler, bağışıklık yanıtını güçlendirebileceği veya zayıflatabileceği ve çeşitli hastalıkların tedavisinde kullanılabileceği bilinmektedir. İmmünomodülatörler arasında ilaçlar, doğal bileşikler, bitkisel veya hayvansal ekstreler ve biyolojik ajanlar bulunmaktadır. Bağışıklık sistemi bozuklukları, otoimmün hastalıklar, çeşitli enfeksiyonlar ve kanser benzeri durumlarda immünomodülatörler yaygın olarak kullanılmaktadır.
Bu tez çalışmasında, alüminyum hidroksit adjuvanlı inaktif Staphylococcus aureus aşısı ile aşılanan ratlarda, farklı immünomodülatörlerin aşı bağışıklığı üzerindeki etkileri araştırılmıştır. İmmünomodülatörlerin aşılama ile eş zamanlı kullanımında aşıya olan etkileri hakkında sınırlı sayıda çalışma bulunmaktadır. Bu bağlamda, çalışmanın temel amacı, immünomodülatörlerin aşı bağışıklığı üzerindeki potansiyel etkilerini belirlemek ve bu maddelerin aşı yanıtını iyileştirme potansiyelini araştırmaktır.
Deneysel çalışmada, Al(OH3) adjuvanlı inaktif Staphylococcus aureus aşısı ile aşılanan rat gruplarına eş zamanlı olarak Tarantula cubensis özü, bor, Ivermektin ve Newcastle virüsü gibi immünomodülatörler uygulanmıştır. Çalışma gruplarından, 1. ve 2. aşılama sırasında 21. gün ve 42. gün kuyruk veninden serum ve tam kan için örnek alındı. Serum örneklerinden, laboratuvarımızda hazırlanan ELISA kitleri ile anti-S.aureus antikor titreleri ölçüldü ve LC-MS/MS Metodu ile nitrik oksit metabolitleri olan Asimetrik Dimetil Aarjinin, Simetrik Dimetil Arjinin, Nω-monometil-L-arjinin, Homoarjinin, Sitrülin, Ornitin ve Arjinin seviyeleri ölçüldü; Kan örneklerinden mononükleer hücre izolasyonu yapıldı, izole edilen hücreler otomatik hücre sayım cihazı ile sayıldı, qRT-PCR ile sitokin seviyelerinin ölçülmesi için mononükleer hücreler antijen ile stimüle edildi. hücre kültürü örneklerinden RNA izole edildi, RNA örneklerinden cDNA sentezlendi, sentezlenen cDNA örneklerinden RT-qPCR (Eş Zamanlı Kantitatif Polimeraz Zincir Reaksiyonu) ile IFN-gama, IL-4 genlerinin ekspresyonlarının belirlenerek immünolojik parametreler analiz edilmiştir.
Aşı + immünomodülatör kombinasyonları (özellikle Newcastle virüs aşısı, Bor, Tarantula cubensis, Tarantula Logoplex) Ig-G seviyelerinde önemli artışlar görülmektedir. Aşı + Newcastle Virüs Aşısı Aşı + Bor ve Aşı + Tarantula cubensis kombinasyonlarında en belirgin artış görülmektedir. En Yüksek IFN-γ Seviyesi Aşı + Newcastle Virüs Aşısı kombinasyonunda, 42. günde en yüksek IFN-γ seviyesine ulaştığı belirlenmiştir. Aşılar, immün modülatörlerle eş zamanlı uygulandığında (özellikle Newcastle Virüs Aşısı, Bor, Tarantula cubensis, Tarantula Logoplex) IFN-γ seviyelerinde belirgin artışlar gözlemlenmiştir. Aşı + Newcastle Virüs Aşısı kombinasyonunda, IL-4 seviyesinde en yüksek değere ulaşmıştır. Aşılar ve immünomodülatörler ile kullanıldığında (özellikle Newcastle Virüs Aşısı, Bor, Tarantula cubensis, Tarantula Logoplex), IL-4 seviyelerinde belirgin artışlar gözlemlenmiştir. İmmünomodülatör uygulanan gruplarda, asimetrik dimetil arjinin (ADMA), simetrik dimetil arjinin (SDMA), Nω-monometil-L-arjinin (L-NMMA), ornitin, arjinin, homoarjinin seviyeleri kontrol grubuna göre düşerken, sitrülin seviyelerinin yükseldiği gözlendi. En düşük ADMA seviyeleri; aşı + ivermektin ve aşı + Tarantula cubensis, SDMA seviyeleri; aşı + ivermektin ve aşı + Tarantula logoplex, L-NMMA seviyeleri; aşı + ivermektin, aşı + bor ve aşı + Tarantula gruplarında, ornitin seviyesi; aşı + bor grubunda, arjinin seviyeleri; aşı + Tarantula cubensis, aşı + Tarantula logoplex ve aşı + Newcastle virüs aşısı, homoarjinin seviyeleri; aşı + Tarantula cubensis, aşı + Tarantula logoplex ve aşı + bor gruplarında ölçülürken, en yüksek Sitrülin seviyeleri; aşı + Newcastle virüs aşısı ve aşı + bor gruplarında ölçülmüştür. İmmünomodülatörlerin aşı bağışıklığını artırıcı etkiler gösterdiği, çalışmada kullanılan immünomodülatörler arasında Tarantula cubensis, bor ve Newcastle virüs aşısının bu yönde ön plana çıktığı belirlenmiştir.
Sonuçlar, immünomodülatörlerin aşı bağışıklığını artırıcı etkiler gösterdiğini ve aşı yanıtını güçlendirdiğini ortaya koymuştur. Özellikle, Tarantula cubensis özü ve borun, antikor yanıtlarını ve sitokin seviyelerini artırdığı gözlemlenmiştir. Ayrıca, immün modülatörlerle birlikte düşük antijen dozu kullanıldığında da koruyucu bir bağışıklık yanıtı elde edilebileceği tespit edilmiştir. Bu durum, immünomodülatörlerin aşılarda maliyet etkinliğini artırabilecek potansiyele sahip olduğunu göstermektedir.
Elde edilen bulgular, immünomodülatörlerin hem veteriner aşı geliştirme süreçlerinde hem de insan sağlığında aşılama stratejilerinde etkin bir şekilde kullanılabileceğini öne sürmektedir. Çalışma, immünomodülatörlerin aşı yanıtı üzerindeki etkilerini inceleyen özgün bir katkı sunmakta ve küresel bağışıklık programlarına yeni yaklaşımlar geliştirilmesi açısından önemli bir model oluşturmaktadır.

Abstract:
Immunomodulators are substances that regulate or modify the activity of the immune system. These compounds are known to either enhance or suppress immune responses and are utilized in the treatment of various diseases. Immunomodulators include drugs, natural compounds, herbal or animal extracts, and biological agents. They are widely used in cases of immune system disorders, autoimmune diseases, various infections, and conditions such as cancer.
In this thesis, the effects of different immunomodulators on vaccine-induced immunity were investigated in rats vaccinated with an aluminum hydroxide-adjuvanted inactivated Staphylococcus aureus vaccine. There is a limited number of studies on the effects of immunomodulators when used concurrently with vaccination. Thus, the primary aim of this study was to determine the potential effects of immunomodulators on vaccine-induced immunity and to explore their potential to improve vaccine responses.
In the experimental study, groups of rats vaccinated with an Al(OH3) adjuvanted inactivated Staphylococcus aureus vaccine were concurrently treated with immunomodulators such as Tarantula cubensis extract, boron, ivermectin, and Newcastle disease virus. Serum and whole blood samples were collected from the tail vein on the 21st and 42nd days, during the first and second vaccinations. Anti-S. aureus antibody titers were measured using ELISA kits prepared in our laboratory, while nitric oxide metabolites (asymmetric dimethylarginine, symmetric dimethylarginine, Nω-monomethyl-L-arginine, homoarginine, citrulline, ornithine, and arginine) were quantified using the LC-MS/MS method. Mononuclear cells were isolated from blood samples, counted using an automated cell counter, and stimulated with antigens for cytokine level measurement via qRT-PCR. RNA was isolated from cell culture samples, converted to cDNA, and the expression of IFN-gamma and IL-4 genes was analyzed using RT-qPCR to assess immunological parameters.
Combinations of vaccines with immunomodulators, especially Newcastle virus vaccine, boron, Tarantula cubensis, and Tarantula Logoplex, showed significant increases in IgG levels. The most pronounced increases were observed in the combinations of vaccine with Newcastle virus vaccine, boron, and Tarantula cubensis. The highest IFN-γ level was reached on day 42 in the vaccine + Newcastle virus vaccine combination. When vaccines were applied simultaneously with immunomodulators (especially Newcastle virus vaccine, boron, Tarantula cubensis, and Tarantula Logoplex), significant increases in IFN-γ levels were observed. Similarly, IL-4 levels reached their highest values in the vaccine + Newcastle virus vaccine combination. Immunomodulators led to notable increases in IL-4 levels when used alongside vaccines (particularly Newcastle virus vaccine, boron, Tarantula cubensis, and Tarantula Logoplex).
In groups treated with immunomodulators, levels of asymmetric dimethylarginine (ADMA), symmetric dimethylarginine (SDMA), Nω-monomethyl-L-arginine (L-NMMA), ornithine, arginine, and homoarginine decreased compared to the control group, while citrulline levels increased. The lowest ADMA levels were observed in the vaccine + ivermectin and vaccine + Tarantula cubensis groups; SDMA levels in the vaccine + ivermectin and vaccine + Tarantula Logoplex groups; L-NMMA levels in the vaccine + ivermectin, vaccine + boron, and vaccine + Tarantula groups; ornithine levels in the vaccine + boron group; arginine levels in the vaccine + Tarantula cubensis, vaccine + Tarantula Logoplex, and vaccine + Newcastle virus vaccine groups; and homoarginine levels in the vaccine + Tarantula cubensis, vaccine + Tarantula Logoplex, and vaccine + boron groups. The highest citrulline levels were measured in the vaccine + Newcastle virus vaccine and vaccine + boron groups.
The study found that immunomodulators enhanced vaccine-induced immunity, with Tarantula cubensis, boron, and Newcastle virus vaccine standing out among the immunomodulators used. Results demonstrated that immunomodulators can strengthen vaccine responses, with Tarantula cubensis extract and boron notably increasing antibody responses and cytokine levels. Furthermore, it was observed that a protective immune response could be achieved even with a low antigen dose when used with immunomodulators, suggesting that immunomodulators may have the potential to improve the cost-effectiveness of vaccines.
The findings suggest that immunomodulators can be effectively used in both veterinary vaccine development and human vaccination strategies. This study provides a unique contribution by examining the effects of immunomodulators on vaccine responses and offers a significant model for developing new approaches to global immunization programs.