TY  - THES
T1  - Entwicklung und Testung neuer DNA- und Protein-basierter Multikomponentenvakzinen sowie regulatorischer Adjuvanzien gegen eine Infektion mit B. anthracis in Auszucht-Mäusen und Ziegen
A1  - Köhler,Susanne Melanie
Y1  - 2015/10/15
N2  - Durch die Entdeckung und subsequenten Verwendung der Sterne Sporen Lebendvakzine (SSLV) in der Veterinärmedizin konnte die Zahl der globalen Milzbrandausbrüche seit 1930 stark reduziert werden. Dennoch sind auch heute noch Länder im mediterranen Raum, in Süd- und Zentralamerika, Afrika und Zentralasien, sowie einigen Gebieten der USA und Kanada endemisch mit Bacillus anthracis belastet. Unter anderem ist dies auf die noch immer ungeklärten Faktoren im Zyklus der wiederkehrenden Aus- und Verbreitung des Erregers und dessen Persistenz im Boden zurückzuführen. Zudem ist die Anwendbarkeit der SSLV durch die Notwendigkeit einer jährlichen Auffrischung, der Restvirulenz des Impfstammes bei einigen sensitiven Tierarten (Ziegen und Lamas) und der Unvereinbarkeit einer antibiotischen Behandlung mit einer gleichzeitigen Impfung eingeschränkt, sodass weiterhin nach alternativen Vakzinierungsmethoden geforscht wird.
In dieser Arbeit wurden unter Verwendung von Vakzinen auf Protein- und DNA-Basis Möglichkeiten zur alternativen Immunisierung mit „nicht lebend Vakzinen“ (NLV) evaluiert. Zu testen waren in der Proteinstudie rPA83 als Toxinkomponente, Formalin inaktivierte Sporen (FIS) und rBclA als Sporenantigene, sowie ein Kapsel-Lipopeptid-Konjugat als Bestandteil der vegetativen Form von B. anthracis. Zur Unterstützung der Immunogenität wurde ein Lipopeptid-Adjuvans verwendet. Für die DNA-Vakzine kamen verschiedene Vektorrückgrate zum Einsatz, welche Signalsequenzen beinhalteten, die das integrierte Antigen (rPA83, PAD4LFD1 und BclAD1D3) über den MHCI, MHCII oder sekretorischen Weg dirigieren. Als Adjuvanzien wurden ein separater Vektor mit einem positiven MHCII-Regulator verwendet (CIITA) oder integriert in den Vektor des Antigens ein Interferon-ß Promotor Stimulator (mIPS1). Die aufgeführten Vakzinekomponenten wurden im Rahmen dieser Arbeit einzeln und in Kombination im NMRI-Mausmodell getestet, um eine geeignete Kombination für den Gebrauch in der Ziege auszuwählen. 
In Bezug auf rPA83 waren die getesteten Proteinvakzinen effektiver als die DNA-Vakzinen, welche weitaus niedrigere Titer aufwiesen. Für rBclA waren äquivalent hohe Titer bei DNA- und Proteinvakzinen messbar. Den gemessenen anti-rBclA Titern entsprechende hohe IgG Titer gegen FIS konnten in alle Gruppen nachgewiesen werden, die sowohl nur rBclA als auch FIS oder beides in Kombination erhalten hatten. Das Kapselkonjugat war wenig immunogen, was retrospektiv vermutlich auf ein immunsupprimierendes Epitop zurückzuführen war. Die Überlebensraten der getesteten Gruppen bewegten sich zwischen 10 und 100 %, wobei nur die Kombination aller Proteinvakzinen und FIS mit 100 % komplett schützte. Die DNA-Vakzinen zeigten einzeln Schutzraten von 30 – 50 %. Hervorstechend hierbei waren die getesteten Konstrukte mit rBclA, die ohne weitere Antigene mit einer Überlebensrate von 50 % die beste Schutzwirkung zeigten und zudem eine sterile Immunität aufwiesen. In Kombination mit dem besten Toxin-Vektor konnte eine Schutzrate von 90 % erreicht werden, womit DNA- und Proteinvakzine ein gleichwertiges Potential für weitere Versuche aufwiesen.
Entsprechend wurden die erfolgversprechendsten Kombinationsvakzinen im Vergleich zur SSLV mit Hilfe von Kooperationspartnern in Südafrika und der Türkei in Ziegen getestet. Die schützende Wirkung der SSLV wurde in 3 Gruppen bestimmt, direkt nach der Erstimmunisierung, nach dem Verlauf von einem Jahr und direkt nach einer Auffrischungsimpfung. Neben der Gegenüberstellung der Immunogenität und Schutzwirkung der Vakzinen im Ziegenmodell waren die Beobachtungen zum Verlauf der Immunreaktion von SSLV-immunisierten Ziegen im Zeitraum eines Jahres und die diagnostischen Daten zu Infektion von Ziegen (Verhalten, Temperatur, bakterielle Nachweise, Korrelationen und minimale Infektionsdosis) ebenfalls von Interesse. 
Im Vergleich zu den NLV erzeugten die SSLV-immunisierten Tiere ähnliche oder höhere Antikörpertiter gegen die gemessenen Antigene, wobei die höchsten Titer gegen rPA83 und FIS erreicht wurden. Die Protein-basierenden Vakzinen vermittelten äquivalente Schutzraten zur SSLV (60 – 100 %), wobei der Zusatz von FIS tendenziell eine höhere Schutzwirkung (80 %) erzielte als ohne (50 %). Die DNA-immunisierten Tiere wurden aufgrund der geringen Serokonversion keiner Belastungsinfektion ausgesetzt. Generell war die Immunreaktion auf das in Mäusen hoch immunogen BclA in Ziegen sehr niedrig, was in weiterführenden Studien untersucht werden sollte und eine Basis für eine Verbesserung der Vakzinekomposition der NLV und SSLV bietet. Die Immunisierungen mit der SSLV ergaben eine unterschiedliche Wirksamkeit der Erstimmunisierung, die sich ebenfalls im Antikörperspektrum deutlich von der Auffrischungsimpfung unterschied. Zusammen mit den erhobenen Daten zum Titerverlauf innerhalb eines Jahres konnte ein Vorschlag zur Optimierung des Impfplans der SSLV, auch in Kombination mit einer Protein-basierenden NLV erarbeitet werden. 
KW  - Impfstoff
KW  - Milzbrand
KW  - Adjuvans
KW  - Ziege
KW  - Maus
KW  - Infektion
KW  - Lebendimpfstoff
KW  - Krankheitsverlauf
KW  - Enzyme-linked immunosorbent assay
KW  - Serologie
CY  - Hohenheim
PB  - Kommunikations-, Informations- und Medienzentrum der Universität Hohenheim
AD  - Garbenstr. 15, 70593 Stuttgart
UR  - http://opus.uni-hohenheim.de/volltexte/2015/1108
ER  -