Peptidchimären aus Adhärenzkomplexregionen von Mycoplasma pneumoniae im Infektionsmodell
Final Report Abstract
Das hochadaptierte, zellwandlose Bakterium Mycoplasma pneumoniae (M.p.) gehört zu den häufigsten Erregern von ambulant erworbenen Pneumonien. Neben Häufungen in besonderen Populationen treten alle 3-7 Jahre Epidemien auf, während denen gefährdete Personengruppen bei Verfügbarkeit von effektiven Vakzinierungen besser vor einer Infektion zu schützen wären. Bisherige Bemühungen auf diesem Gebiet waren jedoch ohne Erfolg geblieben. Ziel dieses Projektes war es, zum Verständnis der Grundlagen optimierter Strategien für eine Immunisierung gegen M.p. beizutragen. Da die bereits bekannten Adhäsine des Erregers einerseits unverzichtbare Virulenzfaktoren darstellen, andererseits als dominante Immunogene des Bakteriums beschrieben wurden, war die Feincharakterisierung dieser Proteine im Hinblick auf ihre Eignung als Vakzinekandidat Ausgangspunkt der Untersuchungen. Die Teilbereiche des Hauptadhäsins P1 und der adhärenzassoziierten Proteine P30 und P65 wurden rekombinant hergestellt und auf ihre Antigenität qualitativ und quantitativ mit Seren experimentell infizierter Tiere und Seren von Patienten mit bestätigter M.p.-Infektion geprüft. Die zwei nach dieser Analyse als besonders antigen bewerteten Proteinbereiche (C-terminale Region des P1 und P30) wurden im Hinblick auf die Beeinflussung von mehr als einer an der Adhärenz beteiligten Struktur in einem Hybridprotein vereinigt. Die Oberflächenexposition zumindest des genannten P1-Bereiches wurde experimentell bestätigt. Die rekombinanten Proteine wurden zur Immunisierung von Versuchstieren eingesetzt, um den Einfluss der Seren auf die Adhärenz von M.p. an verschiedene Zelltypen zu bewerten. Nach Entwicklung eines entsprechenden Assays wurde gezeigt, dass Antikörper gegen die beiden antigenen Bereiche die Adhärenz von M.p. an humane Zellen signifikant reduzieren. Durch Kombination beider Proteinregionen im Hybridprotein konnte die adhärenzhemmende Wirkung verstärkt werden und entspricht dem Effekt des polyspezifischen Serums gegen M.p.. In umfangreichen Immunisierungs- und Infektionsversuchen mit dem charakterisierten Hybridprotein mit und ohne Einsatz immunmodulatorischer Additiva (z.B. rCTB, MALP) konnte über eine neu etablierte sehr sensitive real-time PCR basierend auf einer multi-copy Sequenz in M.p. jedoch nur in einem Teil der Versuchstiere eine Hemmung der Kolonisierung des Respirationstraktes nachgewiesen werden. Um einen stabil hohen sekretorischen Antikörperspiegel im Tiermodell zu erreichen, sind demnach weitere Optimierungen des Immunisierungsschemas notwendig. Erste Vorversuche für die Entwicklung einer alternativen Vakzinierungsstrategie mit einem das Hybridprotein sezernierenden E. coli Nissle werden durchgeführt.
Publications
- (2007). Sensitive detection of Mycoplasma pneumoniae in human respiratory tract samples by optimized real-time PCR approach. J. Clin. Microbiol. 45:2726-2730
Dumke, R., Schurwanz, N., Lenz, M., Schuppler, M., Lück, C., Jacobs, E.
- (2008). Characterisation of subtype- and variant-specific antigen regions of the P1 adhesin of Mycoplasma pneumoniae. Int. J. Med. Microbiol. 298:483-491
Dumke, R., Schurwanz, N., Jacobs, E.
