MDCK-MRP2 - Dkfz

Forschungsschwerpunkt F
Infektion und Krebs
Verfahren zur Messung einer E7-spezifischen Immunantwort
in Mäusen entwickelt [4].
Equine Sarkoide: Modell für die Entwicklung
einer therapeutischen, Papillomavirusspezifischen
Vakzine
S. Bolte, S. Mattil, L. Gissmann, H. Müller, M. Müller
Humane Papillomaviren können nicht in Zellkultur vermehrt
werden. Dadurch wurde die Entwicklung von Vakzinen,
die beispielsweise auf inaktivierten oder attenuierten Viren
beruhen verhindert. Es konnte jedoch vor etwa 10 Jahren
gezeigt werden, dass es bei Expression des Papillomavirus
L1 Strukturproteins in verschiedenen experimentellen Systemen
spontan zu der Bildung von so genannten Virusähnlichen
Partikeln (VLPs) kommt. Diese Partikel ähneln
strukturell und funktionell infektiösen Virionen. Sie binden
an den zellulären Rezeptor für Papillomaviren und dringen
sogar in Zellen ein. Da den VLPs das virale Genom fehlt,
führt dies jedoch nicht zu einer Infektion der Zelle. Immunisierung
mit VLPs führt zu der Bildung von Virus-neutralisierenden
Antikörpern. Dadurch können Tiere und auch Menschen
effizient gegen Infektionen mit Papillomaviren geschützt
werden. VLPs sind daher ausgezeichnete Kandidaten
für die prophylaktische Immunisierung gegen Papillomavirus-assoziierte
Erkrankungen.
Durch Fusion des Papillomavirus L1 Proteins mit viralen Tumorantigenen
konnten wir die Einsatzmöglichkeit der VLPs
erweitern. Ähnlich wie L1, führt Expression von L1 Fusionspeptiden
zu der spontanen Bildung von so genannten chimären,
Virus-ähnlichen Partikeln (CVLPs). CVLPs induzieren
zytotoxische T-Lymphozyten die gegen die viralen Tumorantigene
gerichtet sind. In einem Maus Modell konnten
wir zeigen, dass die Tiere durch Vakzinierung mit CVLPs
antigen-spezifisch vor dem Wachstum von Tumorzellen geschützt
werden können oder sogar existierende Tumore
durch Vakzinierung eliminiert werden.
In Zusammenarbeit mit der Veterinärmedizinischen Fakultät
der Universität Leipzig haben wir eine klinische Studie der
Phase I durchgeführt, um zu untersuchen ob CVLPs auch
für die Behandlung natürlicher, Papillomavirus-assoziierter
Tumoren verwendet werden können. Dabei wurden Pferde,
die an Sarkoiden erkrankt waren, mit CVLPs vakziniert.
Equine Sarkoide sind ein sehr häufiger Hauttumor bei Pferden
und werden durch Infektion mit bovinen Papillomaviren
hervorgerufen. Die Sarkoide sind äußerst therapieresistent
und stellen ein ernstes Problem für Züchter und Pferdebesitzer
dar. Ausgehend von unseren früheren Studien wurden
BPV 1 L1/E7 CVLPs entwickelt und in ausreichenden
Mengen hergestellt und gereinigt. Ziel der Studie, die zunächst
12 Sarkoidpferde umfasste, war es die Verträglichkeit
der CVLP Vakzine zu untersuchen. Zusätzlich wurde die
CVLP-spezifische Immunantwort gemessen sowie der Tumorstatus
verfolgt.
Die klinische Studie ergab, dass Tiere aller Dosisgruppen
(bis zu 2,5 mg CVLPs pro Impfung) die Impfung gut vertrugen.
Mit Ausnahme eines Tieres wurde bei allen Pferden
eine starke anti-L1 Antikörperantwort gemessen. Anti-E7
Antikörper wurden in 5 der vakzinierten Tiere nachgewiesen.
Zwei der Tiere zeigten im Beobachtungszeitraum eine
deutliche Verbesserung des klinischen Status. Bei einem
Tier kam es zur Abstoßung von 5 Tumoren, von denen
jedoch drei wieder rezidivierten. Zwei Tiere zeigten sowohl
Tumorregression als auch Wachstum neuer Tumore. Bei
zwei Tieren wurde keine Veränderung der Tumore festge-
Abteilung F030
Virale Transformationsmechanismen
stellt, bei zwei Tieren verschlechterte sich der Zustand im
Laufe der Studie. Vorläufige Ergebnisse aus einer weiteren
Immunisierungsstudie, die noch nicht abgeschlossen ist,
zeigen, dass der Therapieerfolg sehr stark vom Tumorstatus
bei Eintritt in die Studie abhängt.
Um auch die zelluläre Immunantwort gegen die viralen Antigene
bestimmen zu können, haben wir ein System zum
Nachweis von equinem Interferon gamma entwickelt. Dieses
System soll, durch quantitative Kontrolle der tumorgerichteten
Immunantwort eine Optimierung der Vakzine
(z.B. durch Adjuvantien) ermöglichen.
HPV-transgene Pflanzen für die prophylaktische
Vakzinierung gegen Infektionen mit
Papillomaviren
S. Biemelt, U. Sonnewald, M. Müller
Zervixkarzinome sind kausal mit der Infektion mit bestimmten
Papillomaviren assoziiert und stellen den dritthäufigsten
Tumor bei Frauen weltweit dar [5,6]. Aus diesem Grund
gibt es einen Bedarf für eine prophylaktische Vakzine, um
Infektionen mit Papillomaviren zu verhindern. Transgene
Pflanzen, die das HPV Hauptstrukturprotein L1 exprimieren
könnten eine Möglichkeit darstellen, eine prophylaktische
Vakzine zu produzieren. Auch ohne Reinigung des Antigens
könnten transgene Pflanzen als so genannte essbare Vakzine
verwendet werden, um eine L1-spezifische Immunantwort
auszulösen. In enger Zusammenarbeit in dem Institut
für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung in Gatersleben
haben wir transgene Tabak und Kartoffelpflanzen
entwickelt, die das HPV 16 L1 Gen unter Kontrolle des
CaMV 35S Promotors tragen [7]. Alle Versuche das ursprüngliche,
unmodifizierte L1 Gen zu exprimieren schlugen fehl.
Selbst Pflanzen, die ein für Pflanzenzellen optimiertes L1
Gen trugen, waren nicht in der Lage das L1 Protein zu
produzieren. Überraschend konnte jedoch L1 in Pflanzen
nachgewiesen werden, die ein L1 Gen trugen, das für die
Expression in Säugetierzellen optimiert wurde. Die Translation
dieses Gens konnte durch den Einsatz eines Enhancerelements,
das vom Tabak Mosaik Virus stammt noch
gesteigert werden. Insgesamt produzieren die Pflanzen 0,2-
0,5% L1 bezogen auf den Gesamtproteingehalt (lösliche
Proteine). Die transgenen Pflanzen bilden Virus-ähnliche
Partikel, die vergleichbare Immunogenität zu VLPs aus Insektenzellen
aufweisen. Verfütterung von rohen Kartoffelknollen
an Mäuse konnte in drei von 20 Tieren eine Immunantwort
direkt auslösen. In etwa der Hälfte der Tiere wurde
durch die Verfütterung eine humorale Immunantwort initiiert.
Zur Zeit arbeiten wir daran, die Expression von L1 in
den Pflanzen weiter zu steigern, beispielsweise durch die
Verwendung alternativer Vektoren.
Identifizierung und Charakterisierung zellulärer
Proteine als Interaktionspartner des Neben-
Kapsidproteins L2 humaner Papillomviren
J. Görnemann, T. Hofmann, H. Will, M. Müller
Das Kapsid der Papillomaviren wird von zwei Strukturproteinen
gebildet. Während die Funktionen des Hauptstrukturproteins
L1 sehr gut charakterisiert sind, ist die Rolle des
Nebenstrukturproteins L2 weniger gut definiert. Es wurde
jedoch postuliert, dass L2 sowohl beim Eintritt des Virus in
die Zelle als auch bei der Reifung infektiöser Partikel eine
Rolle spielt.
DKFZ 2004: Wissenschaftlicher Ergebnisbericht 2002 - 2003
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