Entwicklung von rekombinanten attenuierten Salmonella Vakzinstämmen zur Immunprophylaxe von Onchocerca volvulus Infektionen

Abstract

Flußblindheit, hervorgerufen durch eine Infektion mit der Filarie Onchocerca volvulus ist eine der häufigsten Ursachen für Erblindung durch ein infektiöses Agens in den Tropen und Subtropen. Filarien sind getrenntgeschlechtliche parasitäre Nematoden, deren Adultstadien im Unterhautbindegewebe und den Lymphgefäßen vorkommen. Antioxidansenzyme, darunter CuZn Superoxid Dismutasen, scheinen eine wichtige Rolle bei der Immunevasion des infektiösen Larvenstadiums von Filarien nach der Übertragung in den Endwirt zu spielen und gelten daher als potentielle Angriffspunkte für eine Vakzine gegen Filarien. Die immunprophylaktischen Eigenschaften der extrazellulären CuZn Superoxid Dismutase von Filarien wurde im Modellsystem der Kleinsäugerfilarie Acanthocheilonema viteae und ihres natürlichen Endwirts, des Gerbils, Meriones unguiculatus, untersucht. Die vollständige cDNA der extrazellulären Superoxid Dismutase von A. viteae (AVSOD2) wurde durch RT-PCR kloniert und molekularbiologisch charakterisiert. Das Gen der AVSOD2 wird verstärkt in der postinfektiösen Drtittstadienlarve transkribiert. Das Genprodukt weist einen hohen Grad an N-Glykosylierung auf und wird von Adultwürmern in vitro in das Kultivierungsmedium sezerniert. Als neuartiger Ansatz zur Kontrolle von Filarieninfektionen wurde die Effizienz der Immunstimulation eines attenuierten, rekombinante AVSOD2 exprimierenden Salmonella typhimurium Vakzinstamms untersucht. Des weiteren wurde eine alternative Strategie zur Präsentation heterologer Antigene auf der Zelloberfläche von attenuierten Salmonella Vakzinstämmen durch Autodisplay am Beispiel der AVSOD2 etabliert. Das biotechnologsiche Potential von Autodisplay wurde durch eine Fusion des periplasmatischen Enzyms b-Laktamase von E. coli mit der Autotransporterdomäne von AIDA-I (adhesin involved in diffuse adherence) untersucht. Die b-Laktamase-Untereinheit des Fusionsproteins konnte stabil auf der Zelloberfläche von E.

River blindness, caused by an infection with the filarial parasite Onchocerca volvulus is a major cause of blindness provoked by an infectious agent in tropical and subtropical regions of the world. Filariae are parasitic nematodes and the adult stages reside in the subcutaneuous body tissue or lymphatic vessels. Antioxidant enzymes, e.g. CuZn superoxide dismutases, are believed to play a major role in the immune evasion strategies of filarial parasites after the transmission into the definitive host. Therefore, these enzymes are considered as potential candidate molecules for an anti-filarial vaccine. The immunoprophylactic potential of the extracellular CuZn superoxid dismutase of filariae was examined employing the model system of the small mammal filaria Acanthocheilonema viteae and its natural definitive host Meriones unguiculatus. The complete cDNA of the extracellular CuZn superoxid dismutase of A. viteae (AVSOD2) was cloned by RT-PCR and characterised. The transcription of the AVSOD2 mRNA is up-regulated in after the transmission of the third stage larva into the definitive host. The gene product shows an extensive N-linked glycosylation and is secreted by adult worms in vitro into the culture supernatant. As a novel approach to control filarial infections, the efficacy of immune stimulation by an attenuated recombinant vaccine strain of Salmonella typhimurium was examined. Additionally, an alternative strategy for the presentation of heterologous antigens on the cell surface of attenuated Salmonella vaccine strains by autodisplay using AVSOD2 was established. The biotechnological potential of autodisplay was examined by fusing the periplasmic enzyme b-lactamase of E. coli to the autotransporter domain of AIDA-I (adhesin involved in diffuse adherence). The b-lactamase moiety of the fusion protein was presented in a stable manner on the cell surface and retained enzymatic functionality.