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Expression von Epitopen der Rifttalfiebervirus-Glykoproteine und Evaluation ihrer immunogenen Wirkung

Rifttalfiebervirus ist ein zoonotisches Arbovirus, für das es in Europa bisher keine zugelassenen Impfstoffe gibt. Über die Impfung der Hauswiederkäuer könnte, die Virusausbreitung eingedämmt und Infektionen bei Menschen verhindert werden. Die kleinste Proteineinheit, die erforderlich ist, um eine Immunantwort zu erzeugen, die vor einer Infektion schützt, wurde gesucht. Zum einen wurde die Aminosäuresequenz der Glykoproteine mit computergestützten Modellen analysiert und zum anderen in einer ELISA-basierten Methode (Pepscan). Mit dem Pepscan war es möglich, mehrere immunogene Regionen zu definieren, aus denen drei Gn- und vier Gc-Peptide für die Expression ausgewählt wurden. Diese Peptide wurden als Fusionsproteine mit verschiedenen Trägerproteinen in Drosophila melanogaster S2-Zellen und E. coli exprimiert. Sie induzierten spezifische Antikörper in Mäusen. Es wurde ein Infektionsmodell für Mäuse und Schafe etabliert um Impfstoffe zu testen. Dafür wurden die beiden hochvirulenten RVFV-Stämme 35/74 und ZH501 verglichen. Beide Stämme erwiesen sich als geeignete Kandidaten. Es gab keinen signifikanten Unterschied in der Viruslast oder der Überlebensrate bei Mäusen. RVFV-35/74 wurde für die Impfstoffstudie ausgewählt. RVFV-ZH501 infizierte Schafe hatten zwei Tage nach der Infektion die höchsten Virustiter begleitet von einer Fieberspitze. Eine zweite Temperaturspitze sechs bis sieben Tagen nach Infektion ging nicht mit einer Virämie einher. Die Viruslasten in den Organen der Schafe unterschieden sich nicht zwischen den RVFV-Stämmen, nur die Viruslasten im Blut am zweiten Tag nach der Infektion waren signifikant unterschiedlich. Beide Stämme eigneten sich zur Überprüfung eines Impferfolgs im Schaf. Ein Impfstoffkandidat, ein GnTE3 genannter Gn-Abschnitt, gekoppelt an Lumazinsynthase, bewirkte eine signifikante Erhöhung der Überlebensrate in Mäusen nach Infektion mit RVFV-35/74. Dies war auf die, durch das Trägerprotein hervorgerufene, proinflammatorische Immunantwort zurückzuführen. Die Viruslasten zwischen immunisierten und nicht-immunisierten Mäusen unterschieden sich nach RVFV-35/74 Infektion nicht.

Rift Valley fever virus is a zoonotic arbovirus and there are no approved vaccines in Europe available. Vaccination of domestic ruminants could reduce the spread of the virus and thus prevent infections in humans. The smallest protein unit required to generate an immune response that protects against infection was sought. First, the amino acid sequence of the glycoproteins was analyzed using computational models and an ELISA-based method (Pepscan). With the Pepscan it was possible to define several immunogenic regions from which three Gn and four Gc peptides were selected for expression. These peptides were expressed as fusion proteins with different carrier proteins in Drosophila melanogaster S2 cells and E. coli. They induced specific antibodies in mice. An infection model for mice and sheep was established to test the vaccines. For this purpose, the two highly virulent RVFV strains 35/74 and ZH501 were compared. Both strains proved to be suitable candidates. There was no significant difference in viral load or survival in mice. RVFV-35/74 was selected for the mouse vaccine study. RVFV-ZH501 infected sheep had the highest viral titers accompanied by a fever peak two days after infection. A second temperature peak six to seven days after infection was not accompanied by viremia. Viral loads in the organs of the sheep did not differ between the RVFV strains; only viral loads in the blood on the second day after infection were significantly different. Both strains were suitable for testing a vaccine success in sheep. One vaccine candidate, a Gn segment called GnTE3, coupled to lumazine synthase, caused a significant increase in survival of mice after infection with RVFV-35/74. This was due to the proinflammatory immune response elicited by the carrier protein. Viral loads between immunized and non-immunized mice did not differ after RVFV-35/74 infection.

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