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Herstellung rekombinanter Vaccinia-Viren als Träger des Oberflächenproteins MSP1 aus Plasmodium falciparum und ihre Charakterisierung in Hinsicht auf einen Malaria-Impfstoff

Westerfeld, Nicole

English Title: The Generation of recombinant Vaccinia Viruses carrying the surface protein MSP1 of Plasmodium falciparum and their characterisation according to a Malaria-Vaccine

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Abstract

Malaria, insbesondere die durch P. falciparum verursachte Malaria tropica ist eine der meist verbreiteten und gefährlichsten Infektionskrankheiten der Welt. Eine entscheidende Rolle zur Bekämpfung der Krankheit kommt der Impfstoffentwicklung zu. Das Hauptoberflächenprotein 1 des Merozoiten-Stadiums der Plasmodium ssp. (MSP1), welches in zwei unterschiedlichen Varianten existiert, gilt als ein vielversprechender Kandidat für die Entwicklung eines Malariaimpfstoffs. Durch die chemische Synthese des msp1f-Gens (msp1 des K1-Prototyps) aus P. falciparum in unserem Labor ist es erstmals gelungen, das Gen in seiner gesamten Länge in prokaryotischen und eukaryotischen Systemen zu klonieren und das Protein heterolog herzustellen. Im ersten Teil der Arbeit wurde die Synthese des msp1d-Gens (msp1 des MAD20-Prototyp) abgeschlossen und das Gen anschließend in E. coli kloniert und exprimiert. Der Hauptteil der Arbeit befasst sich mit der Entwicklung rekombinanter, msp1-exprimierender Vaccinia-Viren. Durch die Fusion an die Signalsequenz oder die Kombination aus Signal- und GPI-Ankersequenz des Decay Accelerating Factor (DAF) wurde MSP1 oder Teile davon in das Medium exportiert oder auf der Zelloberfläche verankert. Erste Untersuchungen zur Immunogenität im Mausmodell mit unterschiedliche Kombinationen der rekombinanten Viren untereinander und mit gereinigtem MSP1D-42 aus E. coli lieferten folgende Ergebnisse: (i) Durch rekombinante MVA induzierte, MSP1D-42-spezifische Antikörpertiter waren niedrig verglichen zur Immunisierung mit MSP1D-42 aus E. coli. (ii) Bezüglich der humoralen Immunantwort erschien verankertes MSP1D-42 immunogener als sekretiertes. (iii) Eine starke, wenn auch sehr kurzlebige, humorale Immunantwort wurde durch die Immunsierung mit einer Kombination aus Protein-Erstimmunisierung und nachfolgender Stimulation durch rekombinante MVA induziert. Einzig die Immunisierung mit MSP1D-42 aus E. coli allein lieferte langanhaltend hohe Antikörpertiter.

Translation of abstract (English)

The Plasmodium falciparum malaria parasite is the causative agent of malaria tropica, one of the most widespread and dangerous infectious diseases of the world. One major goal in preventing the infection is the development of a Malaria vaccine. The Major Surface Protein 1 of the merozoite stage of the parasite (MSP1) is one of the leading candidates as part of a vaccine. MSP1 exists in two different variants. By chemically synthesising the genes for the two prototypes it became possible to stably clone and express the genes in their entity in prokaryotes and eukaryotes. The first part of this thesis describes the finishing of the synthesis of the msp1d-gene (MSP1 of the MAD20-prototype) and its expression in E. coli. The major part of the thesis deals with the generation and characterisation of recombinant msp1-carrying Vaccinia viruses of the MVA type. By fusing msp1 to either the signalsequence alone or in combination with the anchoring sequence of the Decay Accelerating Factor (DAF) MSP1 or parts thereof were directed to the secretory pathway and either secreted or surface anchored. First immunogenisity studies in mice either with different combinations of recombinant viruses or in combination with recombinant MSP1D-42 purified from E. coli led to the following results: (i) immunisations with virus alone resulted in low antibody titers against MSP1D-42, (ii) surface anchored MSP1D-42 seemed to be more immunogenic than secreted with respect to the humorale response, (iii) a high but short lived antibody response was induced by a prime immunisation using recombinant MSP1D-42 and a boost by recombinant MVA. Only the immunisation with MSP1D-42 purified from E.coli in Freund´s adjuvans resulted in high and long lived antibody titers.

Item Type: Dissertation
Supervisor: Bujard, Prof. Dr. Herrmann,
Date of thesis defense: 29. January 2002
Date Deposited: 28. Nov 2002 14:38
Date: 2001
Faculties / Institutes: Service facilities > Center for Molecular Biology Heidelberg
Subjects: 570 Life sciences
Controlled Keywords: xxx
Uncontrolled Keywords: Malaria , Plasmodium falciparum , Impfstoff , Vaccinia Viren , MVAMalaria , Plasmodium falciparum , Vaccine , Vaccinia virus , MVA
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