Production of a new tetravalent vaccine targeting fimbriae and enterotoxin of enterotoxigenic Escherichia coli

Can J Vet Res. 2024 Apr;88(2):38-44.

Abstract

Enterotoxigenic Escherichia coli (ETEC) is an important type of pathogenic bacteria that causes diarrhea in pigs. The objective of this study was to prepare a novel tetravalent vaccine to effectively prevent piglet diarrhea caused by E. coli. In order to realize the production of K88ac-K99-ST1-LTB tetravalent inactivated vaccine, the biological characteristics, stability, preservation conditions, and safety of the recombinant strain BL21(DE3) (pXKKSL4) were studied, and the vaccine efficacy and minimum immune dose were measured. The results indicated that the biological characteristics, target protein expression, and immunogenicity of the 1st to 10th generations of the strain were stable. Therefore, the basic seed generation was preliminarily set as the 1st to 10th generations. The results of the efficacy tests showed that the immune protection rate could reach 90% with 1 minimum lethal dose (MLD) virulent strain attack in mice. The immunogenicity was stable, and the minimum immune dose was 0.1 mL per mouse. Our research showed that the genetically engineered vaccine developed in this way could prevent piglet diarrhea caused by enterotoxigenic E. coli through adhesin and enterotoxin. In order to realize industrial production of the vaccine as soon as possible, we conducted immunological tests and production process research on the constructed K88ac-K99-ST1-LTB tetravalent inactivated vaccine. The results of this study provide scientific experimental data for the commercial production of vaccines and lay a solid foundation for their industrial production.

Escherichia coli entérotoxinogènes (ETEC) est un type important de bactéries pathogènes qui cause de la diarrhée chez les porcs. L’objectif de l’étude était de préparer un nouveau vaccin tétravalent pour prévenir efficacement la diarrhée causée par E. coli chez les porcelets. Afin de réaliser la production du vaccin tétravalent inactivé K88ac-K99-ST1-LTB, les caractéristiques biologiques, la stabilité, les conditions de conservation, et la sécurité de la souche recombinante (BL21(DE3)(pXKKSL4) ont été étudiées et l’efficacité du vaccin et la dose immunitaire minimum ont été mesurées. Les résultats indiquent que les caractéristiques biologiques, l’expression des protéines cibles, et l’immunogénicité de la 1ère à la 10e génération de la souche étaient stables. Ainsi, la génération germinale de base a été établie de manière préliminaire comme étant de la 1ère à la 10e générations. Les résultats des tests d’efficacité ont démontré que le taux de protection immunitaire pouvait atteindre 90 % avec une attaque au moyen de 1 dose léthale minimale (MLD) d’une souche virulente chez les souris. L’immunogénicité était stable et la dose immunitaire minimum était de 0,1 mL par souris. Nos travaux ont démontré que le vaccin génétiquement élaboré développé de cette façon pourrait prévenir la diarrhée chez les porcelets causée par des E. coli entérotoxigénique via les adhésines et les entérotoxines. Afin d’atteindre la production industrielle de ce vaccin aussitôt que possible, nous avons mené des tests immunologiques et de la recherche sur le processus de production du vaccin tétravalent inactivé K88ac-K99-ST1-LTB. Les résultats de la présente étude fournissent des données scientifiques expérimentales pour la production commerciale de vaccins et jettent une base solide pour leur production industrielle.(Traduit par Docteur Serge Messier).

MeSH terms

  • Animals
  • Antibodies, Bacterial
  • Bacterial Toxins*
  • Diarrhea / microbiology
  • Diarrhea / prevention & control
  • Diarrhea / veterinary
  • Enterotoxigenic Escherichia coli*
  • Enterotoxins
  • Escherichia coli Infections* / prevention & control
  • Escherichia coli Infections* / veterinary
  • Escherichia coli Proteins* / genetics
  • Escherichia coli Vaccines*
  • Mice
  • Rodent Diseases*
  • Swine
  • Swine Diseases* / microbiology
  • Vaccines, Combined
  • Vaccines, Inactivated

Substances

  • Enterotoxins
  • Bacterial Toxins
  • Vaccines, Combined
  • Escherichia coli Vaccines
  • Escherichia coli Proteins
  • Vaccines, Inactivated
  • Antibodies, Bacterial

Grants and funding

This work was funded by a grant from the Science and Technology Research Project of the Chongqing Education Commission of China (Grants No.KJZD-K202202803)