FORINGEN

BAYERISCHER FORSCHUNGSVERBUND INFEKTOGENOMIK

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FORGEN I LI1 Entwicklung neuer potentieller Lebendvakzine auf der Basis attenuierter Salmonella- und Listeria-Stämme und deren Sicherheitsaspekte

Arbeitsfeld:

Sichere Lebendimpfstoffe (FORGEN I)

Attenuierte Bakterien sind avirulente Varianten eines pathogenen Erregers. Sie sind noch in der Lage, einen Wirt zu infizieren, ohne jedoch nennenswerte Krankheits-Symptome auszulösen. Die Immunisierung des Wirts mit attenuierten Stämmen führt im Idealfall zum vollständigen Schutz des Wirts gegen eine Infektion durch den virulenten Erreger. Anwendung finden solche attenuierten Bakterien bereits als Lebendimpfstoffe beim Menschen, z.B. bei der Bekämpfung von Tuberkulose (BCG Impfstoff) und Typhus (S. typhi Ty21) und bei Tieren u.a. bei der Bekämpfung von Brucellosen. Als avirulente bakterielle Stämme werden eine Reihe von Stoffwechsel-Mutanten verwendet, aber auch Bakterien mit Mutationen in bestimmten Virulenz- oder Regulationsgenen können erfolgreich eingesetzt werden. Während die attenuierten Salmonella-Stämme im Phagosom von Antigen-präsentierenden Zellen (APZ) verbleiben und die Antigene vorwiegend über MHCII präsentiert werden, können von den fakultativ intrazellulären Listerien avirulente Stämme erzeugt werden, die entweder im Phagosom oder im Cytoplasma einer APZ verbleiben. Wir konnten Vektoren entwickeln, die auf der Basis des Sekretionssystems von E. coli Hämolysin ein beliebiges Antigen kodieren, das in Salmonella erfolgreich produziert und ausgeschieden werden kann. Unsere Untersuchungen haben gezeigt, daß ausgeschiedene Antigene eine wesentlich höhere Schutzwirkung zeigen, als die im Cytoplasma der attenuierten Salmonellen verbleibenden Antigene. Außerdem ist es uns gelungen, das Hämolysin von Listeria monocytogenes (Listeriolysin) in Salmonella zu produzieren und somit die avirulenten Salmonellen in das Cytoplasma des Wirts eintreten zu lassen. Dadurch lassen sich dieselben Antigene auch in attenuierten Salmonella-Stämmen entweder bevorzugt zusammen mit MHCI oder mit MHCII von Makrophagen präsentieren, was je nach dem zu bekämpfenden Erreger Vorteile bieten kann. Mit Hilfe dieser Vektoren sollen verschieden avirulente Salmonella-Stämme hergestellt werden, die z.B. das YopB Protein aus Yersinia enterocolitica (Humanpathogen), das p67 Antigen aus Theileria parva (Rinderpathogen) und die Urease aus Helicobacter pylori (Humanpathogen) produzieren und ausscheiden. Mit einer ähnlichen Vorgehensweise wollen wir auch avirulente Stämme von Listeria monocytogenes herstellen und zur Produktion von dem p67 Antigen aus Theileria einsetzen. Die avirulenten Listeria- Stämme verhalten sich gegenüber den attenuierten Salmonella-Stämmen bezüglich der Antigenpräsentation vermutlich komplementär, d.h. es wird wesentlich leichter sein ein Antigen in Salmonella mit MHCII zu präsentieren als mit MHCI, während das gleiche Antigen in Listeria monocytogenes-Stämmen leichter nach MHCI als nach MHCII zu präsentieren sein wird. Avirulente Listeria monocytogenes- Stämme lassen sich zudem als "Delivery-System" zur Freisetzung von DNA einsetzen, wobei dadurch die Fremdantigene von den Wirtszellen selbst produziert werden könnten ("DNA-Vakzine"). Entsprechende Vektoren für die erfolgreiche Freisetzung solcher DNAs aus den attenuierten Listerien in das Cytoplasma von Makrophagen und möglicherweise auch von anderen Wirtszellen sollen entwickelt werden. Die Entwicklung dieser rekombinanten Lebendimpfstoffe sollen von sicherheitsrelevanten Untersuchungen begleitet werden. Dabei sollen zum einen die Überlebensfähigkeit dieser rekombinanten Bakterienstämme in der Umwelt und zum anderen der denkbare horizontale Transfer der verwendeten rekombinanten DNAs auf die Mikroflora der geimpften Tiere genau analysiert werden.

Informationen

Gründungsdatum

12.2005

Ende

11.2008

Gefördert durch

Bayerische Forschungsstiftung