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Evaluating IC31-induced cellular and mucosal humoral immune protective mechanisms against intracellular bacterial infections using a well established Chlamydia pneumoniae model
Dominik Aschenbrenner
Art der Arbeit
Diplomarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Betreuer*in
Alexander von Gabain
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29674.85486.107170-6
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Chlamydia pneumoniae ist ein generell weit verbreitetes, bakterielles, humanes Pathogen der Atemwege und verursacht ein- oder mehrmals pro Lebenszeit Infektionen bei der Mehrheit aller Menschen. Behandlungen von akuten und persistierenden Cpn Infektionen durch intensive und lang anhaltende Verabreichung von Antibiotika haben sich als effektiv erwiesen. Die meisten Infektionen verlaufen jedoch asymtomatisch oder in Form subklinischer Erkrankungen. Besonders persistierende Cpn Infektionen wurden in Zusam-menhang mit chronischen inflammatorischen Erkrankungen der Atemwege sowie kardiovaskulären Erkrankrungen gebracht. Zusätzlich haben in vitro Studien gezeigt, dass Chlamydien Antibiotikaresistenzen entwickeln können. Gemeinsam unterstützen diese Tatsachen die Wichtigkeit und Vorteilhaftigkeit eines prophylaktischen und therapeutischen Impfstoffes, welcher sowohl vor akuten als auch vor chronischen Cpn Erkrankungen schützt.
Die bewiesene zentrale Rolle von CD8+ T Zellen, aber auch CD4+ T Zellen und der humoralen Immunantwort vom Typ TH1, verlangt eine leistungsfähige Stimulation der entsprechenden Effektormechanismen um bei der Entwicklung eines Impfstoffes gegen Cpn erfolgreich zu sein. Für das aus zwei Komponenten bestehende Adjuvans IC31® wurde bereits gezeigt, dass dieses ein wirkungsvoller Stimulator von CD8+ cytotoxischen T Lymphocyten (CTL) und CD4+ T Helfer (Th) Immunantworten in Folge systemischer Verabreichung von T-Zell Antigenen ist. Des Weiteren wurde für IC31® die Effizienz des adjuvantiven Effekts in der mukosalen Anwendung, unter Verwendung des protektiven Cpn Antigens CopN, bewiesen.
Weitere vielversprechende Protein Antigene wurden im Verlauf des AIP® (Antigen-Identifizierungs-Programm) unter Verwendung von humanen Seren, welche von infizierten oder von Krankheit regenerierten Patienten stammen, identifiziert. Während dieser Studie wurden die durch IC31® induzierten zellulären sowie humoralen Immunantworten gegen sechs im Prozess des AIP® identifizierten, konservierten, rekombinanten Cpn Antigenen in Immunisierungsstudien und Protektionsstudien evaluiert. Zusätzlich wurde die Relevanz dieser Antigene im Verlauf einer Cpn Infektion, hinsichtlich zellulärer und humoraler Immunogenität, in durch Infektion angeregten Immunantworten von BALB/c und C57BL/6 Mäusen, untersucht. Außerdem konnte durch die Anwendung von Immunofluoreszenzmikroskopie und der Verwendung von aus immunisierten Mäusen stammender Seren die Lokalisation der besagten Antigene/Proteine bestimmt werden.
Diese Studie hat gezeigt, dass das Adjuvans IC31® eine überaus wirkvolle Induktion von antigenspezifischen zellulären und humoralen Immun-antworten bewirkt und dies sowohl bei mukosaler als auch systemischer Verabreichung. Des Weiteren unterstützen die Ergebnisse die dominante Induktion einer Immunantwort vom Typ TH1 in einer gemischten TH1/TH2 Immunantwort durch IC31®. Zusätzlich konnten aus den 6 Kandidaten 2 identifiziert werden welche einen substanziellen, reduzierenden Effekt auf die Anzahl an Bakterien in den Lungen von infizierten Mäusen aufwiesen, wenn diese zuvor in Kombination mit dem Adjuvant IC31® intra nasal verabreicht wurden. Diese Kandidaten sind CP0177-1 und CP0020-1.
Des Weitern konnten immunogene Epitope dieser beiden Proteine in immunisierten und infizierten BALB/c und C57BL/6 Mäusen durch IFN-γ ELIspot und CFSE-CD3+-CD4+ durchflusscytometrische Analysen identifiziert werden.
Zusammengefasst zeigen die Ergebnisse einerseits das große Potential des Adjuvanten IC31® in mukosalen Anwendungen oder als Bestandteil nasaler Impfstoffe und andererseits die hohe Effizienz des AIP® beim Auffinden neuartiger protektiver Impfstoffkandidaten.
Abstract
(Englisch)
Chlamydia pneumoniae (Cpn) is a generally widely distributed respiratory human pathogen causing infections in the great majority of individuals once in a lifetime. Intensive and long lasting use of antibiotics is efficient in treating Cpn acute and persistent infections. Though, the majority of infections are asymptomatic or subclinical and especially persistent infection has been associated with a variety of chronic respiratory tract inflammatory diseases and cardiovascular diseases. Furthermore the development of antibiotic resistances has been observed in vitro which underlines the importance and advantages of a future prophylactic and therapeutic vaccine against acute and chronic Cpn infections.
Given the essential role of TH1-type immune responses, primarily CD8+ T cells and CD4+ T cells but also humoral responses, in immunity to Cpn, potent induction of respective immune effector mechanisms is a requirement for successful vaccine design. The two-component adjuvant IC31® has been shown to efficiently induce CD8+ cytotoxic T lymphocyte (CTL) and CD4+ T helper (Th) responses to T cell antigens following their systemic administration. Additionally the efficacy of mucosal adjuvanticity following intra nasal immunization was demonstrated for IC31® using the protective Cpn antigen CopN.
Further promising Cpn candidate antigens have been identified through the Antigen Identification Program (AIP®) by antibodies from infected/ exposed humans. During this study IC31®-induced cellular and humoral immune responses to 6 AIP®-discovered conserved recombinant Cpn antigens were evaluated in immunization and protection studies. Furthermore, the relevance of these antigens in Cpn infection in terms of cellular and humoral immunogenicity was assessed in infection primed immune response studies using BALB/c and C57BL/6 mice. Moreover, by applying immuno-fluorescence microscopy the 6 candidate antigens could be located using sera from immunized animals.
This study demonstrated the efficacy of IC31® in the induction of cellular and humoral responses in mucosal as well as systemic applications, supporting previous findings of a dominant TH1-type in a mixed TH1/TH2-type induction of immune responses. In addition two out of the 6 antigen candidates, namely CP0177-1 and CP0020-1, were found to substantially reduce the bacterial burden in Cpn challenged mice following intra nasal immunization in combination with IC31®. Moreover immunogenic epitopes of these two antigens were identified by IFN-γ ELIspot and CFSE-CD3+-CD4+ flow cyto-metry in protein immunized and infection primed BALB/c and C57BL/6 mice using peptide libraries.
All together the results demonstrate the high potential of IC31® as a mucosal adjuvant and its application in nasal vaccines, as well as the efficiency of the AIP® technology for the identification of novel subunit vaccine candidates.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
IC31 Chlamydia Chlamydia pneumoniae CP0020 TARP
Schlagwörter
(Deutsch)
IC31 Chlamydien Chlamydia pneumoniae CP0020 TARP
Autor*innen
Dominik Aschenbrenner
Haupttitel (Englisch)
Evaluating IC31-induced cellular and mucosal humoral immune protective mechanisms against intracellular bacterial infections using a well established Chlamydia pneumoniae model
Paralleltitel (Deutsch)
Evaluierung von durch IC31 induzierten zellulären und mukosal humoralen, immunprotektiven Mechanismen gegen intrazelluläre bakterielle Infektionen unter Verwendung eines C. pneumoniae Modellsystems
Publikationsjahr
2010
Umfangsangabe
99 S. : Ill., graph. Darst.
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Alexander von Gabain
AC Nummer
AC08516193
Utheses ID
10091
Studienkennzahl
UA | 441 | | |