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The role of antibodies against S. pneumoniae vaccine antigens in neutralizing colonization and invasion of human epithelial cells
Michael Ehlers
Art der Arbeit
Diplomarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Zentrum für Molekulare Biologie
Betreuer*in
Alexander von Gabain
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29257.89153.947662-0
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Streptokokkus pneumoniae ist ein grampositives, alpha-hämolytisches Bakterium, welches pathogene Infektionen im Menschen verursacht und somit zu Pneumonie, Mittelohrentzündung, akuter Sinusitis, Meningitis, Bakteriämie und Sepsis führt. Das Bakterium ist in der Nasopharynx von 5-10% aller gesunden Erwachsenen und bis zu 60% der Kinder zu finden. Trotz der Verfügbarkeit von Impfstoffen gegen S. pneumoniae, sind Pneumokokken-Infektionen noch immer eine Belastung vor allem für ältere Menschen und Kinder. Daher hat es sich Intercell zum Ziel gemacht einen Impfstoff auf Proteinbasis zu entwickeln der Schutz für alle Altersgruppen bietet.
Intercell’s ANTIGENome Technologie hat zur Auswahl der zwei Hauptkandidaten StkP und PcsB geführt, zusätzlich zu PsaA (IC47 Antigene). Ziel dieser Studie war es, die Rolle von Antikörpern gerichtet gegen die Impfstoffkandidaten, in Hinsicht auf die Unterdrückung von Kolonisierung und Invasion menschlicher Epithelzellen zu untersuchen. Mittels Western blot Analyse und Oberflächenfärbung wurde die Expression und Zugänglichkeit der IC47 Antigene bei verschiedenen in vitro Wachstumsbedingungen untersucht. Es wurde herausgefunden, dass die Anwesenheit von Antikörpern spezifisch für StkP, PsaA und PcsB die Adhäsion von Pneumokokken an Zellen der menschlichen, nasopharyngealen Zelllinie Detroit 562 nicht reduzieren konnte, wohingegen Lysat-spezifisches Serum die Adhäsion um 50-72% reduzierte, im Vergleich zum entsprechenden präimmunen Serum. Nachdem in Immunfluoreszenz Mikroskopie Experimenten vom S. pneumoniae Stamm 4DS2341-94 im engen Kontakt mit Detroit 562 Zellen das PsaA Antigen erst nach längerer Zeit zugänglich war, verweisen wir auf die Schlüsselrolle der Polysaccharid-Kapsel für die Zugänglichkeit von Antigen. Die in vitro Expression aller Kandidaten Antigen wurde mittels Western blot Analyse bestätigt. Darüber hinaus wurden Bakterien unter Eisen und Mangan limitierenden Bedingungen kultiviert, ebensolche Verhältnisse sehr ähnlich zu denen in der menschlichen Schleimhaut. Diese Experimente haben eine erhöhte Expression von PsaA bei Eisen- und Manganmangelbedingungen gezeigt. Anschließende Oberflächenfärbungen von Bakterien mit PsaA spezifischen Antikörpern konnten diese Beobachtung bestätigen. In dieser in vitro Studie wurde gezeigt, dass die Anwesenheit von IC47 spezifischen Antikörpern die Adhäsion von Pneumokokken an menschliche Epithelzellen nicht reduziert. Zur besseren Charakterisierung funktionaler IC47 spezifischer Antikörper sind weitere in vitro und in vivo Experiment notwendig.
Abstract
(Englisch)
Streptococcus pneumoniae is a gram-positive, alpha-hemolytic bacterium that causes pathogenic infections in humans leading to pneumonia, otitis media, acute sinusitis, meningitis, bacteremia and sepsis. The bacterium is found in the nasopharynx of 5-10% of healthy adults and up to 60% of children. Despite the availability of vaccines against S. pneumoniae, pneumococcal infections are still a burden especially for elderly and children in developing countries. Therefore, Intercell aims to develop a protein-based vaccine that is protective in all age groups.
Intercell’s ANTIGENome approach has led to the selection of two lead candidates StkP and PcsB together with PsaA (IC47 antigens). In this study we wanted to characterize the role of antibodies against these three S. pneumoniae vaccine antigen candidates in neutralizing colonization and invasion of human epithelial cells. IC47 antigen expression and accessibility under various in vitro growth conditions was investigated by using western blot analysis and surface staining experiments. It was found that antibodies targeting IC47 antigens StkP, PsaA and PcsB do not reduce pneumococcal adhesion to the human nasopharyngeal cell line Detroit 562, whereas lysate specific antibodies reduced adhesion by 50-72% compared to the corresponding preimmune serum. Immunofluorescence microscopy experiments of S. pneumoniae strain 4DS2341-94 in close contact to the epithelial cell line Detroit 562 suggest a crucial role of the polysaccharide capsule for antigen accessibility, since PsaA was accessible only after prolonged contact to human epithelial cells. Western blot analysis confirmed the expression of the three candidate antigens in all tested strains in vitro. Further, bacteria were grown under iron and manganese limiting conditions to mimic the physiological conditions found at the human mucosa. These experiments revealed an increased expression of PsaA compared to pneumococci cultivated in chemically defined complete medium. Following surface staining experiments with pneumococci grown under iron and manganese limiting conditions also indicated an increased PsaA expression. In this study we found that there was no reduced pneumococcal adhesion to human epithelial cells in the presence of IC47 antigen specific antibodies, in vitro. Further in vitro and in vivo experiments are required to characterize the protective potential of IC47 specific antibodies.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
S. pneumoniae
Schlagwörter
(Deutsch)
S. pneumoniae
Autor*innen
Michael Ehlers
Haupttitel (Englisch)
The role of antibodies against S. pneumoniae vaccine antigens in neutralizing colonization and invasion of human epithelial cells
Paralleltitel (Deutsch)
Die Rolle von S. pneumoniae-spezifischen Antikörpern, gerichtet gegen Impfstoffkandidatenantigene in Hinsicht auf die Unterdrückung von Kolonisierung und Invasion menschlicher Epithelzellen
Publikationsjahr
2011
Umfangsangabe
80 S. : Ill., graph. Darst.
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Alexander von Gabain
AC Nummer
AC09422098
Utheses ID
16772
Studienkennzahl
UA | 490 | | |