Formation of adaptive immunity against salmonellosis in cows using effector memory cells

Abstract

The study aimed to investigate how the number of effector memory cells changes under the influence of a Salmonella vaccine antigen in cows. A homogeneous group of 100 Holstein-Friesian cows, kept under the same conditions, had blood samples taken. The blood was collected at four time points: before the first vaccination, and 7, 45, and 56 days after. The cows also received a booster vaccination on days 8–10. They were immunised with a polyvalent vaccine against livestock salmonellosis in Kazakhstan. Blood was separated into plasma and cellular fractions by centrifugation at 1,500 rpm for 10 minutes. The cellular fraction was then analysed by flow cytometry to determine the number of CD4+, CD8+, and γδ T-cell subpopulations at the four time points: before vaccination, and at 7-, 45-, and 56-days post-vaccination. Analysis of over 10,000 cells from each sample was conducted using FlowJo software. The data showed that the population of CD4+ and CD8+ T-lymphocytes and γδ T-cells increased 1.5 times by day 7 after the initial vaccination. The cows then received a booster dose on days 8–10, and by day 45 after the first vaccination, the CD4+ and CD8+ T-lymphocyte and γδ T-cell populations had increased threefold. CD45RA+ T-lymphocytes and γδ T-cells demonstrated a steady increase by day 45, followed by a decline in the numbers of T-cells across all phylogenetic groups. Thus, it can be concluded that the primary vaccination stimulates the development of long-term immune memory, while the booster dose triples the number of CD4+, CD8+, and γδ T-cell subpopulations. The findings provide insights into the mechanism of adaptive immunity formation in cows against salmonellosis through the use of effector memory cells and may be applied in developing vaccination strategies for cattle.

Метою дослідження було з'ясувати як відбувається розвиток зміни кількості ефекторних клітин пам'яті під впливом вакцинного антигену сальмонельозу корів. У однорідної групи 100 голів голштино-фризьких корів, що утримуються в однакових умовах, була взята кров. Кров було взято чотири рази: до першої вакцинації, через 7, 45 і 56 днів після. Також корови отримали на 8–10 день бустерну вакцинацію. Корови були щеплені полівалентною вакциною проти сальмонельозу сільськогосподарських тварин у Казахстані. Кров розділяли на плазмову і клітинну фракції центрифугуванням за 1500 об/хв протягом 10 хвилин, потім клітинну фракцію за допомогою методу проточної цитометрії досліджували для визначення кількості субпопуляцій CD4+ і CD8+ та γδ Т-клітин у чотирьох часових точках: до вакцинації, за 7, 45 і 56 днів після першої вакцинації. Аналіз понад 10000 клітин кожного зразка на проточному цитофлуориметрі обробляли за допомогою програмного забезпечення FlowJo. Отримано дані: популяція CD4+ і CD8+ Т-лімфоцитів і γδ Т-клітин на 7 день після першої вакцинації зросла в 1,5 раза, потім на 8-10 день корови отримали бустерну дозу вакцини і на 45 день після першої вакцинації популяція CD4+ і CD8+ Т-лімфоцитів і γδ Т-клітин зросла в 3 рази. CD45RA+ Т-лімфоцити і γδ Т-клітини демонстрували стабільний ріст до 45 дня, з подальшим зниженням кількості клітин усіх філогенетичних груп Т-клітин. Таким чином можна зробити висновок, що первинна вакцинація дає поштовх до формування довгострокової імунної пам'яті, бустерна доза вакцини збільшує кількість субпопуляцій CD4+ і CD8+ та γδ Т-клітин у 3 рази. Отримані дані засвідчили механізм формування адаптивного імунітету в корів проти сальмонельозу з використанням ефекторних клітин пам'яті та можуть бути використані на практиці при складанні схем вакцинації корів.