Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet von Gram-negativen bakteriellen
Impfstoffzusammensetzungen und ihre Herstellung. Insbesondere betrifft sie das Gebiet
von nützlichen Gram-negativen bakteriellen Außenmembranvesikel-(oder Bläschen-("bleb"))Zusammensetzungen,
die heterolog exprimierte Chlamydia-Antigene umfassen, und vorteilhafte Verfahren,
um diese Zusammensetzungen wirksamer und sicherer als Impfstoff zu machen.
Hintergrund der Erfindung
Chlamydiae sind obligatorische intrazelluläre Gram-negative Bakterien,
die sich nur in cytoplasmatischen Einschlüssen eukaryontischer Zellen vermehren.
Sie haben einen besonderen Entwicklungszyklus, der durch zwei Hauptformen dargestellt
wird, das sporenartige Elementarkörperchen (EB), das die von Zelle zu Zelle
übertragene infektiöse Form ist, und das nicht-infektiöse, stoffwechselaktive
Retikularkörperchen (RB), das sich in der Wirtszelle vermehrt.
Von den vier bekannten Chamydia-Arten sind Chlamydia trachomatis und
C. pneumoniae die wichtigen humanen Pathogene. Die kürzlich definierte Art
C. pneumoniae (Grayston 1989) wird jetzt als Hauptursache für Atemwegsinfektionen
anerkannt (Grayson 1993), und Daten nehmen jetzt für eine Verbindung mit Atherosklerose
zu. Die Verbindung wird durch seroepidemiologische Studien gestützt, Studien,
die die Gegenwart des Bakteriums in den atherosklerotischen Läsionen zeigen,
Studien, die die Fähigkeit von C. pneumoniae zur Vermehrung in den unterschiedlichen
Zelltypen zeigen, die in den atherosklerotischen Läsionen vorhanden sind, Eingriffsversuchen
mit Antibiotika bei Patienten mit Herkranzerkrankung und experimentelle Atemwegsinfektion
bei Kaninchen oder Apolipoprotein-E-Mangel-Mäusen, die zu inflammatorischen
Veränderungen in der Aorta führt (Danesh 1997, Fong 1997, Laitinen 1997,
Moazed 1997). Insgesamt implizieren diese Daten C. pneumoniae als verursachenden
und/oder verschlimmernden Faktor von Atherosklerose.
C. trachomatis ist ein humanes Hauptpathogen; übertragen von
Mensch zu Mensch (es gibt kein bekanntes Tierreservoir) verursacht es okulare und
genitale Infektionen, die zu Langzeitfolgen führen können. Ein Trachom,
eine okulare Chlamydia-Infektion, ist endemisch in mehreren Entwicklungsländern
und ist die führende Ursache in der Welt für vermeidbare Erblindung bei
Millionen Menschen, die von dieser Krankheit betroffen sind. Genitale Chlamydia-Infektionen
stellen die häufigste bakterielle, geschlechtlich übertragene Krankheit
("sexually transmitted disease", STD) weltweit dar. 1996 erstellte die WHO einen
neuen Satz globaler Abschätzungen für vier Haupt-STDs, wobei eine umfassende
Übersicht über die veröffentlichten und unveröffentlichten Verbreitungsdaten
gezeichnet wurde (Gerbase 1998). Es wurde geschätzt, daß 1995 4 und 5,2
Millionen neue Fälle von Infektion mit C. trachomatis in Individuen im Alter
von 15–49 Jahren für Nordamerika bzw. Westeuropa erfolgten; weltweit
summierte sich C. trachomatis auf schätzungsweise 89,1 Millionen neue Fälle.
Kollektiv zeigen die Daten höhere Infektionsraten bei Frauen im Vergleich mit
Männern (Washington 1987, Peeling 1995, Cates 1991); ein höheres Auftreten
wird bei Heranwachsenden und jungen Erwachsenen festgestellt, wobei ca. 70 % der
Chlamydia-Infektionen in der Altersgruppe von 15–24 Jahren angegeben werden
(Peeling 1995).
Es besteht ein klarer Bedarf an wirksamen Impfstoffen gegen Chlamydia
trachomatis und Chlamydia pneumoniae.
Außenmembranvesikel (Bläschen, "blebs")
Gram-negative Bakterien sind vom äußeren Medium durch zwei
aufeinanderfolgende Schichten aus Membranstrukturen getrennt. Diese als die cytoplasmatische
Membran und die Außenmembran (OM) bezeichneten Strukturen unterscheiden sich
sowohl strukturell als auch funktionell. Die Außenmembran spielt eine wichtige
Rolle in der Wechselwirkung von pathogenen Bakterien mit ihren jeweiligen Wirten.
Entsprechend stellen die oberflächenexponierten bakteriellen Moleküle
wichtige Ziele für die Immunreaktion des Wirtes dar, was Außenmembrankomponenten
zu attraktiven Kandidaten bei der Bereitstellung von Impfstoff-, diagnostischen
und therapeutischen Reagenzien macht.
Bakterielle Ganzzellimpfstoffe (abgetötet oder abgeschwächt
(attenuiert)) haben den Vorteil der Bereitstellung mehrfacher Antigene in ihrer
natürlichen Mikroumgebung. Nachteile um diesen Ansatz sind die durch bakterielle
Komponenten wie Endotoxin- und Peptidoglycan-Fragmente induzierten Nebenwirkungen. Andererseits
können azelluläre Spaltimpfstoffe, die gereinigte Komponenten aus der
Außenmembran enthalten, nur begrenzten Schutz liefern und mögen die Antigene
nicht angemessen dem Immunsystem des Wirtes präsentieren.
Proteine, Phospholipide und Lipopolysaccharide sind die drei Hauptbestandteile,
die in der Außenmembran aller Gram-negativen Bakterien gefunden werden. Diese
Moleküle sind asymmetrisch verteilt: Membranphospholipide (hauptsächlich
im inneren Blättchen), Lipooligosaccharide (ausschließlich im äußeren
Blättchen) und Proteine (innere und äußere Blättchen-Lipoproteine,
integrale oder polytopische Membranproteine). Für viele bakterielle Pathogene,
die die menschliche Gesundheit beeinflussen, haben sich Lipopolysaccharid und Außenmembranproteine
als immunogen und zugänglich zum Verleihen von Schutz gegen die entsprechende
Krankheit durch Immunisierung erwiesen.
Die OM von Gram-negativen Bakterien ist dynamisch und kann in Abhängigkeit
von den Umweltbedingungen drastische morphologische Transformationen erfahren. Unter
diesen Erscheinungsformen wurde die Bildung von Außenmembranvesikeln oder "Bläschen"
in vielen Gram-negativen Bakterien untersucht und dokumentiert (L. Zhou et al. 1998,
FEMS Microbiol. Lett. 163: 223–228). Darunter schließt eine nicht-erschöpfende
Liste von bakteriellen Pathogenen, von denen die Erzeugung von Bläschen berichtet
wurde, ein: Bordetella pertussis, Borrelia burgdorferi, Brucella melitensis, Brucella
ovis, Chlamydia psittaci, Chlamydia trachomatis, Escherichia coli, Haemophilus influenzae,
Legionella pneumophila, Neisseria gonorrhoeae, Neisseria meningitidis, Pseudomonas
aeruginosa und Yersinia enterocolitica. Obwohl der für die Produktion von OM-Bläschen
verantwortliche biochemische Mechanismus nicht vollständig verstanden wird,
wurden diese Außenmembranvesikel umfassend untersucht, da sie eine mächtige
Methodik zur Isolierung von Außenmembranproteinzubereitungen in ihrer nativen
Konformation darstellen.
Beispiele für Bakterienarten, aus denen Bläschenimpfstoffe
hergestellt werden können, wurden besprochen in WO 01/09350. Zum Beispiel scheidet
N. meningitidis Serogruppe B (menB) Außenmembranbläschen in ausreichenden
Mengen aus, um ihre Herstellung im industriellen Maßstab zu erlauben. Solche
Mehrkomponenten-Außenmembranproteinimpfstoffe aus natürlich vorkommenden
menB-Stämmen wurden als wirksam im Schutz von Jugendlichen vor menB-Krankheit
aufgefunden und wurden in Lateinamerika zugelassen. Ein alternatives Verfahren zur
Herstellung von Außenmembranvesikeln erfolgt über das Verfahren der Detergensextraktion
der bakteriellen Zellen (EP 11243).
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfinder haben festgestellt, daß Gram-negative
bakterielle Bläschen ein idealer Zusammenhang zur Präsentation von Chlamydia-Außenmembranproteinen
sind. Insbesondere sind Gonokokkenbläschen nützlich im Fall der Präsentation
von C. trachomatis-OMPs, und Meningokokkenbläschen sind nützlich im Fall
der Präsentation von C. pneumonieae-OMPs. Dies ist so, weil a) diese Außenmembranproteine
solche Bläschen in einer nativen (oder annähernd nativen) Konformation
integrieren können, wodurch eine nützliche immunologische Wirkung bewahrt
wird; b) Bläschen (insbesondere aus Neisseria-Stämmen) in industriellen
Mengen erzeugt werden können, c) Bläschen mukosal verabreicht werden können
und d) die Kombination von Chlamydia-Antigenen mit nativen Bläschenantigenen
wichtige Wechselwirkungen für bestimmte Zustände wie Salpingitis haben
kann.
Die vorliegende Erfindung stellt somit vorteilhafte Gram-negative
bakterielle Bläschenzubereitungen (abgeleitet aus oben aufgeführten Bläschen-erzeugenden
bakteriellen Stämmemn und bevorzugt nicht abgeleitet aus Chlamydia) bereit,
die auf ihrer Oberfläche ein oder mehrere rekombinante (und bevorzugt heterologe)
Proteinantigene aus Chlamydia trachomatis oder Chlamydia pneumoniae präsentieren.
Vorteilhafte Impfstofformulierungen und Verfahren zur Verabreichung werden ebenfalls
bereitgestellt.
Beschreibung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung stellt ein Gram-negatives bakterielles Bläschen
bereit, das nicht aus Chlamydia stammt und auf seiner Oberfläche das PorB-Außenmembranprotein
von Chlamydia traochmatis präsentiert, worin die Kombination des Chlamydia-Antigens
mit den nativen Gram-negativen bakteriellen Bläschenantigenen in der Prävention
oder Behandlung von Salpingitis, bei Vorhandensein in einer Impfstofformulierung,
wechselwirkt.
Auch bereitgestellt wird ein Gram-negatives Bläschen, das nicht
aus Chlamydia stammt und auf seiner Oberfläche sowohl die PmpG- als auch MOMP-(aus
einem oder mehreren Serovars)Außenmembranproteine von Chlamydia
trachomatis präsentiert, worin die Kombination der Chlamydia-Antigene mit den
nativen Gram-negativen bakteriellen Bläschenantigenen in der Prävention
oder Behandlung von Salpingitis, bei Vorhandensein in einer Impfstofformulierung,
wechselwirkt.
Zusätzlich wird ein Gram-negatives Bläschen bereitgestellt,
das von Neisseria meningitidis, Moraxella catarrhalis oder Haemophilus influenzae
erzeugt wird und auf seiner Oberfläche ein Schutzantigen von Chlamydia pneumoniae
präsentiert.
Im Zusammenhang dieser Anmeldung zeigt der Begriff "präsentiert
auf seiner Oberfläche" an, daß das Chlamydia-Protein auf der äußeren
Oberfläche des Bläschens exponiert und an die Außenmenbran gebunden
sein sollte (bevorzugt durch Integration in die Außenmembran). Am meisten bevorzugt
sollte es seine native Faltung innerhalb des heterologen Bläschenzusammenhangs
annehmen.
Eine effiziente Stragegie zur Modulation der Zusammensetzung einer
Bläschenzubereitung auf diese Weise besteht in der Übertragung einer oder
mehrerer Kopien eines DNA-Segments, das eine Expressionskassette enthält, die
ein Gen umfaßt, das das Chlamydia-Außenmembranprotein codiert, in das
Genom eines Gram-negativen Bakteriums.
Eine nicht-erschöpfende Liste von bevorzugten bakteriellen Arten,
die als Empfänger für eine solche Kassette verwendet werden könnten,
schließt ein: Bordetella pertussis, Borrelia burgdorferi, Brucella melitensis,
Brucella ovis, Escherichia coli, Haemophilus influenzae, Legionella pneumophila,
Neisseria gonorrhoeae, Neisseria meningitidis, Pseudomonas aeruginosa und Yersinia
enterocolitica. Neisseria meningitidis, Neisseria gonorrhoeae, Moraxella catarrhalis,
Haemophilus influenzae und Pseudomona aeruginos sind besonders bevorzugt für
diesen Zweck, und Neisseria gonorrhoeae und Neisseria meningitidis sind am meisten
bevorzugt zur Herstellung der Bläschen dieser Erfindung. Die Chlamydia-OMPs
werden heterolog exprimiert, und in solchen Situationen sollten Chlamydia-Stämme
nicht zur Herstellung der Bläschen der Erfindung verwendet werden.
Das Gen (die Gene), das in der Expressionskassette enthalten ist,
kann homolog (oder endogen) (d.h. es existiert natürlich im Genom des manipulierten
Bakteriums) oder bevorzugt heterolog sein (d.h. es existiert nicht natürlich
im Genom des manipulierten Bakteriums). Die eingeführte Expressionskassette
kann aus unmodifizierten, "natürlichen" Promotor/Gen/Operon-Sequenzen oder
veränderten Expressionskassetten bestehen, in denen die Promotorregion und/oder
die codierende Region oder beide verändert wurden. Eine nicht-erschöpfende
Liste von bevorzugten Promotoren (bevorzugt stark), die zur Expression verwendet
werden könnten, schließt die Promotoren porA, porB, lbpB, tbpB, p110,
lst, hpuAB von N. meningitidis oder N. gonorrhoeae, die Promotoren p2, p5, p4, ompF,
p1, ompH, p6, hin47 von H. influenzae, die Promotoren ompH, ompG, ompCD, ompE, ompB1,
ompB2, ompA von M. catarrhalis, die Promotoren &lgr;pL, lac, tac, araB von Escherichia
coli oder die Promotoren ein, die spezifisch durch Bakteriophagen-RNA-Polymerase,
wie zum Beispiel E. coli Bakteriophage T7, erkannt werden.
Die Expressionskassette kann in das bakterielle Chromosom mittels
homologer und/oder ortsspezifischer Rekombination übertragen und integriert
werden (wie in WO 01/09350 erörtert). Zur Übertragung solcher Gene und/oder
Operons verwendete integrative Vektoren können bedingt replikative oder Suizidplasmide,
Bakteriophagen, Transposonen oder lineare DNA-Fragmente sein, die durch Restriktionshydrolyse
oder PCR-Amplifikation erhalten werden. Die Integration ist bevorzugt auf chromosomale
Regionen gerichtet, die entbehrlich für das Wachstum in vitro sind. Eine nicht-erschöpfende
Liste von bevorzugten Loci, die zur Ausrichtung der DNA-Integration verwendet werden
können, schließt die porA-, porB-, opa-, opc-, rmp-, omp26-, lecA-, cps-,
lgtB-Gene von Neisseria meningitidis und Neisseria gonorrhoeae, die P1-, P5-, hmw1/2-,
IgA-Protease-, fimE-Gene von NTHi; die lecA1-, lecA2-, omp106-, uspA1-, uspA2-Gene
von Moraxella catarrhalis ein. Alternativ kann die zur Modulation der Expression
von Bläschenkomponente(n) verwendete Expressionskassette in ein Bakterium der
Wahl mittels episomaler Vektoren, wie zum Beispiel kreisförmige/lineare replikative
Plasmide, Cosmide, Phasmide, lysogene Bakteriophagen oder bakterielle künstliche
Chromosomen, übertragen werden. Die Auswahl des Rekombinationsereignisses kann
mittels selektierbarer genetischer Marker ausgewählt werden, wie zum Beispiel
durch Gene, die Resistenz gegen Antibiotika verleihen (zum Beispiel Kanamycin, Erythromycin,
Chloramphenicol oder Gentamycin), Gene, die Resistenz gegen Schwermetalle und/oder
toxische Verbindungen verleihen, oder Gene, die auotrophe Mutationen ergänzen
(zum Beispiel pur, leu, met, aro). Bläschen können aus dem resultierenden
modifizierten Stamm hergestellt werden.
Die Expression einiger heterologer Proteine in bakteriellen Bläschen
kann die Zugabe von Außenmembran-Zielsignal(en) erfordern. Das bevorzugte Verfahren
zum Lösen dieses Problems besteht in der Schaffung einer genetischen
Fusion zwischen einem heterologen Gen und einem Gen, das für ein residentes
OMP codiert, als spezifischer Ansatz, um rekombinante Proteine auf Bläschen
auszurichten. Am meisten bevorzugt wird das heterologe Gen mit den Signalpeptidsequenzen
eines solchen OMP fusioniert.
Eine besonders bevorzugte Anwendung dieser Erfindung ist die Einführung
von Chlamydia-(trachomatis oder pneumoniae)Schutzantigenen (bevorzugt Außenmembranproteine)
in Gram-negative bakterielle Bläschen, die nicht aus Chlamydia-Stämmen
stammen. Dies hat mehrere Vorteile, die die Tatsache einschließen, daß
solche Bläschen (und sie umfassende Impfstoffe) äußerst geeignet
zur mukosalen Verabreichung sind, was vorteilhaft ist, da eine mukosale (IgA-) Immunreaktion
gegen die im Bläschen vorhandenen Chlamydia-Antigene schützender gegen
Chlamydia-Infektion sein wird, die sich selbst in der Schleimhaut zeigen.
In ein Gram-negatives bakterielles Bläschen integrierte Chlamydia
trachomatis-Antigene
Eine besonders bevorzugte Verwendung liegt auf dem Gebiet der Prophylaxe
oder Behandlung von geschlechtlich übertragenen Krankheiten (STDs). Es ist
häufig schwierig für Ärzte zu bestimmen, ob die Hauptursache für
eine STD in einer Gonokokken- oder Chlamydia trachomatis-Infektion liegt. Die zwei
Organismen sind Hauptursachen für Salpingitis – eine Krankheit, die
zu Sterilität im Wirt führen kann. Es wäre nützlich, falls gegen
eine STD geimpft oder sie mit einem kombinierten Impfstoff behandelt werden könnte,
der wirksam gegen Krankheit ist, die durch beide Organismen verursacht wird. Das
Hauptaußenmembranprotein (MOMP oder OMP1 oder OMPI) von C. trachomatis hat
sich als Ziel von Schutzantikörpern erwiesen. Jedoch ist die strukturelle Integrität
diese integralen Membranproteins wichtig zur Induzierung solcher Antikörper.
Zusätzlich sind die durch diese Antikörper erkannten Epitope variabel
und definieren mehr als 10 Serovars. Der Bläschenzusammenhang der Erfindung
erlaubt die geeignete Faltung eines oder mehrerer MOMP oder anderer Chalydia-Membranproteine
für Impfstoffzwecke. Die Veränderung von (bevorzugt) einem Gonokokken-Stamm,
der ein oder mehrere C. trachomatis-MOMP-Serovars und/oder ein oder mehrere andere
schützende Chlamydia-OMPs in der Außenmembran exprimiert, und die Produktion
von Bläschen daraus erzeugt eine Einzellösung für die mehrfachen
Probleme von korrekt gefalteten Membranproteinen, die Präsentation von ausreichenden
MOMP-Serovars und/oder anderen Chlamydia-OMPS zum Schutz gegen ein weites Spektrum
von Serovars und die gleichzeitige Prophylaxe/Behandlung von Gonokokkeninfektion
(und entsprechend das fehlende Erfordernis für den Arzt, zunächst zu entscheiden,
welcher Organismus besondere klinische Symptome verursacht – gegen beide
Organismen kann gleichzeitig geimpft werden, was somit die Behandlung der STD in
einem sehr frühen Stadium erlaubt). Bevorzugte Loci für die Geninsertion
im Gonokokkenchromosom sind oben angegeben. Nevorzugte schützende C. trachomatis-Gene,
die aufgenommen werden könnten, sind HMWP, PmpG und die in WO 99/28475 offenbarten
OMPs.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung stellt
ein Gram-negatives bakterielles Bläschen (bevorzugt von Gonokokken) bereit,
das auf seiner Oberfläche das PorB-Außenmembranprotein (siehe unten) von
Chlamydia trachomatis präsentiert.
PorB Chlamydia trachomatis-Serovar D (D/UW-3/Cx) DNA-Sequenz
Translatierte Aminosäuresequenz
Die Gegenwart von PorB in den Bläschen bedeutet, daß das
Antigen leichter mukosal verabreicht werden kann, und stellt einen wirksameren Schutz
als bei alleiniger Verabreichung bereit.
Die vorliegende Erfindung stellt zusätzlich ein Gram-negatives
bakterielles Bläschen (bevorzugt von Gonokokken) bereit, das auf seiner Oberfläche
ein oder mehrere der folgenden Proteine von Chlamydia trachomatis oder C. trachomatis
PorB in Kombination mit einem oder mehreren der folgenden Proteine präsentiert.
Es wird einem Fachmann ersichtlich sein, daß statt der nachfolgenden Sequenzen
(und der obigen PorB-Sequenz) das natürliche Analogon der Sequenzen von anderen
C. trachomatis-Serovars oder -Serotypen verwendet werden könnte, ebenso wie
Gene verwendet werden könnten, die funktionelle Analoga der Proteine codieren,
die Insertionen, Deletionen oder Substitutionen aus den genannten Sequenzen umfassen,
die die immunologischen Eigenschaften des codierten Proteins nicht beeinflussen.
Bevorzugt sollte eine Sequenz aus einem Serovar D-Stamm ausgewählt werden.
Ein bakterieller Stamm, der ein solches Bläschen erzeugen kann ist ein weiterer
Aspekt der Erfindung.
Erneut können solche Bläschen, wenn sie in einer Impfstofformulierung
vorhanden sind, schützender gegen Chlamydia trachomatis-Infektion als die Verwendung
des Proteins in Isolierung sein.
Besonders vorteilhafte Paare von Chlamydia trachomatis-Antigenen sind
weitere bevorzugte Ausführungsformen dieser Erfindung. So wird in einem weiteren
Aspekt ein Gram-negatives Bläschen (bevorzugt von Gonokokken) bereitgestellt,
das auf seiner Oberfläche sowohl die PorB- als auch PmpG-Außenmembranproteine
von Chlamydia trachomatis präsentiert. Ferner wird ein Gram-negatives Bläschen
(bevorzugt von Gonokokken) bereitgestellt, das auf seiner Oberfläche sowohl
die PorB- als auch MOMP-(aus einem oder mehreren Serovars)Außenmembranproteine
von Chlamydia trachomatis präsentiert. Schließlich wird ein Gram-negatives
Bläschen (bevorzugt von Gonokokken) bereitgestellt, das auf seiner Oberfläche
sowohl die PmpG- als auch MOMP-(aus einem oder mehreren Serovars)Außenmembranproteine
von Chlamydia trachomatis präsentiert.
Durch MOMP (oder OMP1 oder OMPI) aus einem oder mehreren (1, 2, 3,
4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 oder mehr) Serovars ist es bevorzugt, daß ein oder mehrere
aus einer Liste von Serovars ausgewählt werden sollten, die aus B, Ba, D, Da,
E, L1, L2, L2a, F, G, K, L3, A, C, H, I, Ia und J besteht; besonders bevorzugt aus
einer Liste, die aus D, E, F, G, K, H, I und J besteht. Am meisten bevorzugt sollten
ein oder mehrere MOMPs wenigstens MOMP aus Serovar D oder E (am meisten bevorzugt
D) umfassen. Eine weitere bevorzugte Strategie ist die Auswahl eines oder mehrerer
MOMP aus jeder der folgenden drei Serogruppen: B-Serogruppe (bestehend aus Serovars
B, Ba, D, Da, E, L1, L2 und L2a, und bevorzugt ausgewählt aus Serovars D, Da
und E); F-G-Serogruppe (bestehend aus Serovars F und G); und C-Serogruppe (bestehend
aus Serovars A, C, H, I, Ia, J, K und L3, und bevorzugt ausgewählt aus Serovars
H, I, Ia, J und K).
Am meisten bevorzugt sollten die Gene für die Chlamydia trachomatis-Antigene
am PorA-Locus von Neisseria (bevorzugt von Gonokokken) inseriert werden.
Eine solche als Impfstoff formulierte Zubereitung kann erhöhten
Schutz für einen Wirt gegen Chlamydia trachomatis ergeben, als wenn ein einzelnes
Antigen verabreicht wird.
Bevorzugt stammt das Bläschen aus einem Stamm (bevorzugt von
Gonokokken), der zur Aufregulierung eines oder mehrerer schützender Außenmembranantigene
modifiziert wurde (wie nachfolgend beschrieben).
Bevorzugt stammt das Bläschen aus einem Stamm (bevorzugt von
Gonokokken), der zur Abregulierung eines oder mehrere immundominanter variabler
oder nicht-schützender Außenmembranantigene modifiziert wurde (wie nachfolgend
beschrieben).
Bevorzugt stammen die Bläschen aus einem Stamm (bevorzugt von
Gonokokken), der einen entgifteten Lipid-A-Teil von bakteriellem LPS aufweist, weil
der Stamm verändert wurde, um die Expression eines oder mehrerer Gene zu reduzieren
oder auszuschalten, die dazu führen, daß LPS toxisch ist (bevorzugt ausgewählt
aus den folgenden Genen oder Homologen davon: htrB, msbB und lpxK; siehe nachfolgender
Abschnitt).
Bevorzugt stammen die Bläschen aus einem Stamm (bevorzugt von
Gonokokken), der einen entgifteten Lipid A-Teil von bakteriellem LPS aufweist, weil
der Stamm manipuliert wurde, um eine größere Menge eines oder mehrerer
Gene zu exprimieren, die ein Genprodukt erzeugen, das LPS entgiften kann (bevorzugt
ausgewählt aus den folgenden Genen oder Homologen davon: pmrA, pmrB, pmrE und
pmrF; siehe nachfolgender Abschnitt).
Impfstoffzusammensetzungen, die das Bläschen der Erfindung und
einen pharmazeutisch geeigneten Exzipienten oder Träger umfassen,
werden auch erwogen. Bevorzugt umfaßt der Impfstoff zusätzlich einen mukosalen
Hilfsstoff. Mukosale Hilfsstoffe sind allgemein fachbekannt (siehe "Vaccine Design
– The subunit and adjuvant approach" (Hrsg. M.F. Powell & M.J. Newman) (1995)
Plenum Press, New York). Ein bevorzugter mukosaler Hilfsstoff ist LT2 (oder LTII,
das in LTIIa und LTIIb gespalten werden kann – siehe Martin et al., Infection
and Immunity, 2000, 68:281–287). Bevorzugt sollten solche Impfstoffe wie
nachfolgend unter "Impfstoffformulierungen" beschrieben formuliert und verabreicht
werden.
Der Gehalt an Bläschen pro Dosis im Impfstoff wird typischerweise
im Bereich von 1–100 &mgr;g, bevorzugt 5–50 &mgr;g und ganz besonders
typisch im Bereich von 5–25 &mgr;g sein.
Optimale Mengen von Komponenten für einen besonderen Impfstoff
können durch Standarduntersuchungen sichergestellt werden, die die Beobachtung
geeigneter Immunreaktionen in Probanden beinhalten. Nach einer Erstimpfung können
Patienten eine oder mehrere Auffrischungsimmunisierungen in angemessenem Abstand
erhalten.
Ein Verfahren zur Herstellung eines Medikaments zur Prävention
von Chlamydia trachomatis-Infektion in einem Wirt wird ebenfalls bereitgestellt,
das die Schritte der Verabreichung einer wirksamen Menge des obigen Impfstoffs an
einen bedürftigen Wirt umfaßt. Bevorzugt wird der Impfstoff mukosal über
einen entweder intranasalen, oralen, intradermalen oder intravaginalen Weg verabreicht.
In ein Gram-negatives bakterielles Bläschen integrierte Chlamydia
pneumoniae-Antigene
In einem weiteren Aspekt stellt die Erfindung ein Gram-negatives Bläschen
bereit, das auf seiner Oberfläche ein Schutzantigen aus Chlamydia pneumoniae
präsentiert. Neisseria meningitidis, Moraxella catarrhalis und Haemophilus
influenzae sind die Arten zur Herstellung des Bläschens. Solche Schutzantigene
sind bevorzugt eines oder mehrere aus den nachfolgend aufgeführten:
1) Zellhülle: Membranproteine, Lipoproteine und Porine
2) Codierende Gene (nicht in C. trachomatis)
3) Chlamydia-spezifische Proteine
(Die vollständigen Sequenzangaben wurden auf der Homepage von
Chlamydia Genome Project veröffentlicht: http://chlamydia-www.berkeley.edu:4231/index.html).
Zusätzliche Chlamydia-Gene und codierte Proteine, die zur Expression
in einem Gram-negativen Bakterium zur OMV-Impfstoffherstellung geeignet sind:
Wenn solche Bläschen in einer Impfstofformulierung vorhanden
sind, können sie stärker schützend gegen Chlamydia pneumoniae-Infektion
als die Verwendung des Protein/Antigens in Isolation sein.
Besonders vorteilhafte Paare von Chlamydia pneumoniae-Antigenen wurden
ebenfalls gefunden. So wird in einem weiteren Aspekt ein Gram-negatives Bläschen
(bevorzugt von Meningokokken) bereitgestellt, das auf seiner Oberfläche sowohl
die PorB- als auch MOMP-Außenmembranproteine von Chlamydia pneumoniae präsentiert.
Außerdem wird ein Gram-negatives Bläschen (bevorzugt von Meningokokken)
bereitgestellt, das auf seiner Oberfläche sowohl MOMP- als auch ein oder mehrere
Pmp-Außenmembranproteine von Chlamydia pneumoniae präsentiert. Ein Gram-negatives
Bläschen (bevorzugt von Meningokokken) wird zusätzlich bereitgestellt,
das auf seiner Oberfläche sowohl die PorB- als auch ein oder mehrere Pmp-Außenmembranproteine
von Chlamydia pneumoniae präsentiert. Ein Gram-negatives Bläschen (bevorzugt
von Menigokokken) wird ebenfalls bereitgestellt, das auf seiner Oberfläche
sowohl die PorB- als auch Npt1-Proteine von Chlamydia pneumoniae präsentiert.
Ein Gram-negatives Bläschen (bevorzugt von Meningokokken) wird zusätzlich
bereitgestellt, das auf seiner Oberfläche sowohl die Npt1- als auch ein oder
mehrere Pmp-Proteine von Chlamydia pneumoniae präsentiert. Schließlich
wird ein Gram-negatives Bläschen (bevorzugt von Meningokokken) bereitgestellt,
das auf seiner Oberfläche sowohl die Npt1- als auch MOMP-Proteine von Chlamydia
pneumoniae präsentiert.
Als Impfstoff formulierte Zubereitungen können gesteigerten Schutz
für einen Wirt gegen Chlamydia ergeben, als wenn ein einzelnes Antigen verabreicht
wird.
Bevorzugt stammt das Bläschen aus einem Stamm, der modifiziert
wurde, um ein oder mehrere schützende Außenmembranantigene aufzuregulieren
(siehe unten; für schützende Menigokokken-Außenmembranantigene sie
beispielsweise den Abschnitt "Neisseria-Bläschenzubereitungen" für diejenigen
Antigene, die bevorzugt auf reguliert werden sollten).
Bevorzugt stammt das Bläschen aus einem Stamm, der modifiziert
wurde, um ein oder mehrere immundominante variable oder nicht-schützende Außenmembranantigene
abzuregulieren (wie nachfolgend beschrieben; für variable/nicht-schützende
Menigokokken-Außenmenbranantigene siehe beispielsweise den Abschnitt "Neisseria-Bläschenzubereitungen"
für diejenigen Antigene, die bevorzugt abreguliert werden sollten).
Bevorzugt stammen die Bläschen aus einem Stamm, der einen entgifteten
Lipid A-Teil von bakteriellem LPS aufweist, weil der Stamm manipuliert wurde, um
die Expression eines oder mehrer Gene zu reduzieren oder auszuschalten, die dazu
führen, daß LPS toxisch ist (bevorzugt ausgewählt aus den folgenden
Genen oder Homologen davon: htrB, msbB und lpxK; siehe nachfolgender Abschnitt).
Bevorzugt stammen die Bläschen aus einem Stamm, der einen eintgifteten
Lipid A-Teil von bakteriellem LPS aufweist, weil der Stamm manipuliert wurde, um
ein oder mehrere Gene in einer höheren Menge zu exprimieren, die ein Genprodukt
erzeugen, das LPS entgiften kann (bevorzugt ausgewählt aus den folgenden Genen
oder Homologen davon: pmrA, pmrB, pmrE und pmrF; siehe nachfolgender Abschnitt).
Impfstoffzusammensetzungen, die das Bläschen der Erfindung und
einen pharmazeutisch geeigneten Exzipienten oder Träger umfassen, werden auch
erwogen. Bevorzugt umfaßt der Impfstoff zusätzlich einen mukosalen Hilfsstoff.
Mukosale Hilfsstoffe sind allgemein fachbekannt (siehe "Vaccine Design –
The subunit and adjuvant approach" (Hrsg. M.F. Powell & M.J. Newman) (1995) Plenum
Press, New York). Ein bevorzugter mukosaler Hilfsstoff ist LT2 (oder LTII, das in
LTIIa und LTIIb gespalten werden kann – siehe Martin et al., Infection and
Immunity, 2000, 68:281–287). Bevorzugt sollten solche Impfstoffe wie nachfolgend
unter "Impfstoffformulierungen" beschrieben formuliert und verabreicht werden.
Der Gehalt an Bläschen pro Dosis im Impfstoff wird typischerweise
im Bereich von 1–100 &mgr;g, bevorzugt 5–50 &mgr;g und ganz besonders
typisch im Bereich von 5–25 &mgr;g sein.
Optimale Mengen von Komponenten für einen besonderen Impfstoff
können durch Standarduntersuchungen sichergestellt werden, die die Beobachtung
geeigneter Immunreaktionen in Probanden beinhalten. Nach einer Erstimpfung können
Probanden eine oder mehrere Auffrischungsimmunisierungen in angemessenem Abstand
erhalten.
Die Wirksamkeit eines C. pneumoniae-Impfstoffes kann in einem Mäusemodell
der Infektion ausgewertet werden, wie dem von Murdin et al. beschriebenen, 2000,
J. Infect. Dis. 181 (Suppl. 3):55444–51. Der durch eine Impfstofformulierung
hervorgerufene Schutz kann durch die Reduzierung der bakteriellen Last in der Lunge
nach einer Kontaktinfektion mit C. pneumoniae getestet werden.
Ein Verfahren zur Herstellung eines Medikaments zur Prävention
von Chlamydia pneumoniae-Infektion in einem Wirt wird ebenfalls
bereitgestellt, das die Schritte der Verabreichung einer wirksamen Menge des obigen
Impfstoffs an einen bedürftigen Wirt umfaßt. Bevorzugt wird der Impfstoff
mukosal über einen entweder intranasalen, oralen, intradermalen oder intravaginalen
Weg verabreicht.
Weitere Verbesserungen für die Bakterien und Bläschen
der Erfindung
Das Gram-negative Bakterium kann ferner durch ein oder mehrere Verfahren
gentechnisch verändert werden, die aus der folgenden Gruppe ausgewählt
sind: (a) ein Verfahren der Abregulation der Expression von immundominanten variablen
oder nicht-schützenden Antigenen, (b) ein Verfahren der Aufregulation der Expression
von schützenden OMP-Antigenen, (c) ein Verfahren der Abregulation eines Gens,
das daran beteiligt ist, den Lipid A-Teil von LPS toxisch zu machen, (d) ein Verfahren
der Aufregulation eines Gens, das daran beteiligt ist, den Lipid A-Teil von LPS
weniger toxisch zu machen, und (e) ein Verfahren der Abregulation der Synthese eines
Antigens, das eine strukturelle Ähnlichkeit mit einer humanen Struktur teilt
und eine Autoimmunreaktion in Menschen induzieren kann. Diese Verfahren werden im
Detail in WO 01/09350 beschrieben.
Solche Bläschenimpfstoffe der Erfindung werden geschaffen, um
die Immunreaktion auf einige schützende (bevorzugt konservierte) Antigene oder
Epitope zu fokussieren – formuliert in einem Mehrkomponentenimpfstoff. Wenn
solche Antigene integrale OMPs sind, werden die Außenmembranvesikel von Bläschenimpfstoffen
ihre geeignete Faltung sicherstellen. Diese Erfindung stellt Verfahren zur Optimierung
der OMP- und LPS-Zusammensetzung von OMV-(Bläschen)-Impfstoffen durch Deletieren
von immundominanten variablen sowie nicht-schützenden OMPs bereit, indem konservierte
OMPs durch Deletion von variablen Regionen geschaffen werden, indem die Expression
von schützenden OMPs auf reguliert wird, und indem Kontrollmechanismen zur
Expression (wie Eisenrestriktion) von schützenden OMPs eliminiert werden. Zusätzlich
wird die Reduzierung der Toxizität von Lipid A durch Modifikation des Lipidteils
oder durch Veränderung der Phosphorylzusammensetzung, während seine Adjuvansaktivität
bewahrt wird, oder durch Maskieren bereitgestellt. Jedes dieser neuen Verfahren
zur Verbesserung verbessert individuell den Bläschenimpfstoff, jedoch funktioniert
eine Kombination aus einem oder mehreren dieser Verfahren in Verbindung, um einen
optimierten manipulierten Bläschenimpfstoff zu erzeugen, der immunschützend
und nicht-toxisch ist – insbesondere geeignet zur pädiatrischen Verwendung.
(a) Ein Verfahren zur Abregulation der Expression von immundominanten variablen
oder nicht-schützenden Antigenen
Viele Oberflächenantigene sind variabel unter bakteriellen Stämmen
und sind als Ergebnis schützend nur gegen einen beschränkten Satz von
eng verwandten Stämmen. Die Reduzierung der Expression oder bevorzugt die Deletion
des Gens (der Gene), das variables Oberflächenprotein (Proteine) codiert, wird
beschrieben, was zu einem bakteriellen Stamm führt, der Bläschen erzeugt,
die bei Verabreichung in einem Impfstoff ein stärkeres Potential für Kreuzreaktivität
gegen verschiedene Stämme aufgrund eines höheren Einflusses haben, der
durch konservierte Proteine (auf den Außenmembranen bewahrt) auf das Immunsystem
des Impflings ausgeübt wird. Beispiele für solche variablen Antigene schließen
ein: für Neisseria – Pili (PilC), das antigene Variationen erfährt,
PorA, Opa, TbpB, FrpB; für H. influenzae – P, P5, Pilin, IgA1-Protease;
und für Moraxella – CopB, OMP106.
Andere Gentypen, die abreguliert oder ausgeschaltet werden könnten,
sind Gene, die in vivo durch das Bakterium leicht eingeschaltet (exprimiert) oder
ausgeschaltet werden können. Da durch solche Gene codierte Außenmembranproteine
nicht immer auf den Bakterien vorhanden sind, kann die Gegenwart solcher Proteine
in den Bläschenzubereitungen auch nachteilig für die Wirksamkeit des Impfstoffs
aus den oben genannten Gründen sein. Ein bevorzugtes Beispiel zur Abregulation
oder Deletion ist Neisseria-Opc-Protein. Durch einen Opc-haltigen Bläschenimpfstoff
induzierte Anti-Opc-Immunität würde nur begrenzte Schutzfähigkeit
besitzen, da der infizierende Organismus leicht Opc- werden könnte.
H. influenzae HgpA und HgpB sind andere Beispiele für solche Proteine.
In Verfahren a) werden diese variablen oder nicht-schützenden
Gene in der Expression abreguliert oder endgültig ausgeschaltet. Dies hat den
überraschenden Vorteil des Konzentrierens des Immunsystems auf bessere Antigene,
die in geringen Mengen auf der Außenoberfläche von Bläschen vorhanden
sind.
Der Stamm kann auf diese Weise durch eine Anzahl von Strategien manipuliert
werden, die die Transposoninsertion zur Unterbrechung der codierenden Region oder
Promotorregion des Gens oder Punktmutationen oder Deletionen zum Erreichen eines
ähnlichen Ergebnisses einschließen. Eine homologe Rekombination kann auch
zur Deletion eines Gens aus einem Chromosom verwendet werden (wenn Sequenz X einen Teil
(bevorzugt alles) der codierenden Sequenz des Gens von Interesse umfaßt). Sie
kann zusätzlich zur Veränderung seines starken Promotors gegen einen schwächeren
(oder keinen) Promotor verwendet werden. All diese Techniken werden in WO 01/09350
beschrieben.
(b) Ein Verfahren zur Aufregulation der Expression von schützenden
OMP-Antigenen
Dies kann durch Inserieren einer Kopie eines solchen schützenden
OMP in das Genom (bevorzugt durch homologe Rekombination) oder durch Aufregulation
der Expression des nativen Gens durch Austauschen des nativen Promotors gegen einen
stärkeren Promotor oder Inserieren eines starken Promotors stromaufwärts
des fraglichen Gens erfolgen (auch durch homologe Rekombination). Solche Verfahren
können unter Verwendung der in WO 01/09350 beschriebenen Techniken erreicht
werden.
Solche Verfahren sind besonders nützlich zur Steigerung der Produktion
von immunologisch relevanten Bläschenkomponenten wie Außenmembranproteinen
und Lipoproteinen (bevorzugt konservierte OMPs, gewöhnlich vorhanden in Bläschen
in geringen Konzentrationen).
(c) Ein Verfahren zur Abregulation eines Gens, das daran beteiligt ist,
den Lipid-A-Teil von LPS toxisch zu machen
Die Toxizität von Bläschenimpfstoffen stellt eines der größten
Probleme bei der Verwendung von Bläschen in Impfstoffen dar. Ein Verfahren
zum genetischen Entgiften des in Bläschen vorhandenen LPS wird offenbart. Lipid
A ist die Hauptkomponente von LPS, die für die Zellaktivierung verantwortlich
ist. Viele Mutationen in Genen, die an diesem Reaktionsweg beteiligt sind, führen
zu wesentlichen Phänotypen. Jedoch führen Mutationen in den Genen, die
für die letztlichen Modifikationsschritte verantwortlich sind, zu temperaturempfindlichen
(htrB) oder permissiven (msbB) Phänotypen. Mutationen, die zu einer verringerten
(oder keiner) Expression dieser Gene führen, führen zu veränderter
toxischer Aktivität von Lipid A. Tatsächlich sind das nicht-lauroylierte
(htrB-Mutante) [auch definiert durch das resultierende LPS, dem beide sekundären
Acylketten fehlen] oder nicht-myristoylierte (msbB-Mutante) [auch definiert durch
das resultierende LPS, dem nur eine einzelene sekundäre Acylkette fehlt] Lipid
A ist weniger toxisch als das Lipid A vom Wildtyp. Mutationen im Lipid A 4'-Kinase-codierenden
Gen (lpxK) verringern ebenfalls die toxische Aktivität von Lipid A.
Verfahren c) involviert somit die Deletion eines Teils (oder bevorzugt
von allem) eines oder mehrerer der obigen offenen Leseraster oder Promotoren. Alternativ
könnten die Promotoren durch schwächere Promotoren ersetzt werden. Bevorzugt
werden die homologen Rekombinationstechniken zur Durchführung des Verfahrens
verwendet. Bevorzugt werden die in WO 01/09350 beschriebenen Verfahren verwendet.
Die Sequenzen der htrB- und msbB-Gene von Neisseria meningitidis B, Moraxella catarrhalis
und Haemophilus influenzae werden für diesen Zweck in WO 01/09350 bereitgestellt.
(d) Ein Verfahren zur Aufregulation eines Gens, das daran beteiligt ist,
den Lipid A-Teil von LPS weniger toxisch zu machen
Toxische Aktivität von LPS könnte auch durch Einführung
von Mutationen in Gene/Loci verändert werden, die an Polymyxin B-Resistenz
beteiligt sind (eine solche Resistenz wurde mit der Addition von Aminoarabinose
an das 4'-Phosphat von Lipid A korreliert). Diese Gene/Loci könnten pmrE sein,
das eine UDP-Glucosedehydrogenase codiert, oder eine Region von antimikrobiellen
Peptidresistenzgenen, die vielen Enterobacteriaceae gemein sind, die an der Aminoarabinosesynthese
und -übertragung beteiligt sein könnten. Das Gen pmrF, das in dieser Region
vorhanden ist, codiert eine Dolicol-Phosphatmanosyltransferase (J.S. Gunn, B.L.
Kheng, J. Krueger, K. Kim, L. Guo, M. Hackett, S.I. Miller 1998, Mol. Microbiol.
27: 1171–1182).
Mutationen im PhoP-PhoQ-Regulationssystem, das ein Phospho-Relais-Zweikomponentenregulationssystem
ist (z.B. PhoP-konstitutiver Phänotyp, PhoPC), oder Umwelt- oder
Kulturbedingungen mit wenig Mg++ (die das PhoP-PhoQ-Regulationssystem
aktivieren) führen zur Addition von Aminoarabinose an das 4'-Phosphat und zum
Ersatz von Myristat durch 2-Hydroxymyristat (Hydroxylierung von Myristat). Dieses
modifizierte Lipid A zeigt eine reduzierte Fähigkeit zur Stimulation der E-Selectinexpression
durch humane Endothelzellen und TNF-&agr;-Sezernierung aus humanen Monozyten.
Verfahren d) beinhaltet die Aufregulation dieser Gene unter Verwendung
einer Strategie wie in WO 01/09350 beschrieben.
(e) Ein Verfahren zur Abregulation der Synthese eines Antigens, das eine
strukturelle Ähnlichkeit mit einer humanen Struktur teilt und eine Autoimmunreaktion
in Menschen induzieren kann
Die Isolation von bakteriellen Außenmembranbläschen aus
verkapselten Gram-negativen Bakterien führt häufig zur gleichzeitigen
Reinigung von Kapselpolysaccharid. In manchen Fällen kann sich dieses "verunreinigende"
Material als nützlich erweisen, da Polysaccharid die Immunreaktion steigern
kann, die durch andere Bläschenkomponenten verliehen wird. In anderen Fällen
kann sich jedoch die Gegenwart von verunreinigendem Polysaccharidmaterial in bakteriellen
Bläschenzubereitungen als nachteilig für die Verwendung der Bläschen
in einem Impfstoff erweisen. Zum Beispiel wurde zumindest für den Fall von
N. meningitidis gezeigt, daß Kapselpolysaccharid der Serogruppe B keine schützende
Immunität verleiht und dafür anfällig ist, eine nachteilige Autoimmunreaktion
in Menschen zu induzieren. Entsprechend ist das Verfahren e) die Manipulation des
bakteriellen Stammes zur Bläschenproduktion, so daß er frei von Kapselpolysaccharid
ist. Die Bläschen werden dann zur Verwendung in Menschen geeignet sein. Ein
besonders bevorzugtes Beispiel für eine solche Bläschenzubereitung ist
eine aus N. meningitidis Serogruppe B, die frei von Kapselpolysaccharid ist.
Dies kann unter Verwendung von modifizierten Stämmen zur Bläschenproduktion
erreicht werden, in denen die für die Kapselbiosynthese und/oder den Kapselexport
notwendigen Gene beeinträchtigt wurden, wie in WO 01/09350 beschrieben. Ein
bevorzugtes Verfahren ist die Deletion einiger oder aller der Neisseria meningitidis
cps-Gene, die für die Polysaccharidbiosynthese und den Polysaccharidexport
erforderlich sind. Für diesen Zweck kann das Austauschplasmid pMF121 (beschrieben
in Frosh et al., 1990, Mol. Microbiol. 4:1215–1218) zur Übertragung
einer Mutation verwendet werden, die den cpsCAD-(+galE)-Gencluster deletiert. Alternativ
könnte das siaD-Gen deletiert oder dessen Expression abreguliert werden (das
Meningokokken-siaD-Gen codiert alpha-2,3-Sialyltransferase, ein Enzym, das zur Kapselpolysaccharid-
und LOS-Synthese erforderlich ist). Solche Mutationen können auch Wirt-ähnliche
Strukturen auf dem Saccharid-Teil des LPS der Bakterien entfernen.
Kombinationen der Verfahren a)–e)
Man mag einsehen, daß eines oder mehrere der obigen Verfahren
verwendet werden können, um einen modifizierten Stamm zu erzeugen, um daraus
verbesserte Bläschenzubereitungen der Erfindung herzustellen. Bevorzugt wird
ein solches Verfahren verwendet, besonders bevorzugt werden zwei oder mehr (2, 3,
4 oder 5) der Verfahren verwendet, um den Bläschenimpfstoff herzustellen. Da
jedes zusätzliche Verfahren in der Herstellung des Bläschenimpfstoffs
verwendet wird, arbeitet jede Verbesserung in Verbindung mit den anderen verwendeten
Verfahren, um eine optimierte manipulierte Bläschenzubereitung herzustellen.
Eine bevorzugte Bläschenzubereitung aus Menigokokken (insbesondere
N. meningitidis B) umfaßt die Verwendung der Verfahren b), c) und e) (gegebenenfalls
kombiniert mit Verfahren a)). Solche Bläschenzubereitungen sind sicher (keine
Strukturen ähnlich den Wirtstrukturen), nicht-toxisch und so strukturiert,
daß die Immunreaktion des Wirtes auf große Mengen von schützenden
(und bevorzugt konservierten) Antigenen fokussiert werden wird.
Alle obigen Elemente arbeiten zusammen, um einen optimierten Bläschenimpfstoff
bereitzustellen.
Ähnlich wie für M. catarrhalis, nicht-typisierbares H. influenzae,
Gonococcus und Nicht-Serotyp B-Meningokokkenstämme (z.B. Serotyp A, C, Y oder
W) umfassen bevorzugte Bläschenzubereitungen die Verwendung der Verfahren b)
und c), gegebenenfalls kombiniert mit Verfahren a).
Bevorzugte Neisseria-Bläschenzubereitungen
Eines oder mehrere der folgenden Gene (die schützende Antigene
codieren) sind zur Aufregulation über Verfahren b) bevorzugt, wenn es an einem
Neisseria-Stamm durchgeführt wird, einschließlich Gonococcus und Meningococcus
(insbesondere N. meningitidis B): NspA (WO 96/29412), Hsf-artig (WO 99/31132), Hap
(PCT/EP99/02766), PorA, PorB, OMP85 (WO 00/23595), PilQ (PCT/EP99/03603), PldA (PCT/EP99/06718),
FrpB (WO 96/31618), TbpA (US 5,912,336),
TbpB, FrpA/FrpC (WO 92/01460), LbpA/LbpB (PCT/EP98/05117), Fhab (WO 98/02547), HasR
(PCT/EP99/05989), lipo02 (PCT/EP99/08315), Tbp2 (WO 99/57280), MltA (WO 99/57280)
und ctrA (PCT/EP00/00135). Sie sind auch als Gene bevorzugt, die heterolog in andere
Gram-negative Bakterien eingeführt werden können.
Eines oder mehrere der folgenden Gene sind zur Abregulation über
Verfahren a) bevorzugt: PorA, PorB, PilC, TbpA, TbpB, LbpA, LbpB, Opa und Opc (am
meisten bevorzugt PorA).
Eines oder mehrere der folgenden Gene sind bevorzugt zur Abregulation
über Verfahren c): htrB, msbB und LpxK (am meisten bevorzugt msbB, das nur
eine einzelne sekundäre Acylkette vom LPS-Molekül entfernt).
Eines oder mehrere der folgenden Gene sind bevorzugt zur Aufregulation
über Verfahren d): pmrA, pmrB, pmrE und pmrF.
Eines oder mehrerer der folgenden Gene sind bevorzugt zur Abregulation
über Verfahren e): galE, siaA, siaB, siaC, siaD, ctrA, ctrB, ctrC und ctrD
(die Gene werden in WO 01/09350 beschrieben).
Viele der obigen offenen Leseraster und stromaufwärts gelegenen
Regionen werden in WO 01/09350 beschrieben.
Bevorzugte Gonokokken-Gene zur Aufregulation über Verfahren b)
schließen eines oder mehrere der folgenden ein:
Bevorzugte Gonokokkengene zur Abregulation über Verfahren a)
schließen eines oder mehrere der folgenden ein:
Eines oder mehrere der folgenden Gene (die Schutzantigene codieren)
sind bevorzugt zur Aufregulation über Verfahren b): PcrV, OprF, OprI. Sie sind
auch als Gene bevorzugt, die heterolog in andere Gram-negative Bakterien eingeführt
werden können.
Eines oder mehrerer der folgenden Gene (die Schutzantigene codieren)
sind bevorzugt zur Aufregulation über Verfahren b): OMP106 (WO 97/41731 & WO
96/34960), HasR (PCT/EP99/03824), PilQ (PCT/EP99/03823), OMP85 (PCT/EP00/01468),
lipo06 (GB 9917977.2), lipo10 (GB
9918208.1), lipo11 (GB 9918302.2),
lipo18 (GB 9918038.2), P6 (PCT/EP99/03038),
ompCD, CopB (M.E. Helminen et al., (1993) Infect. Immun. 61:2003–2010), D15
(PCT/EP99/03822), OmplA1 (PCT/EP99/06781), Hly3 (PCT/EP99/03257), LbpA und LbpB
(WO 98/55606), TbpA and TbpB (WO 97/13785 & WO 97/32980), OmpE, UspA1 und UspA2
(WO 93/03761), FhaB (WO 99/58685) und Omp21. Sie sind auch als Gene bevorzugt, die
heterolog in andere Gram-negative Bakterien eingeführt werden können.
Eines oder mehrere der folgenden Gene sind bevorzugt zur Abregulation
über Verfahren a): CopB, OMP106, OmpB1, TbpA, TbpB, LbpA und LbpB.
Eines oder mehrere der folgenden Gene sind bevorzugt zur Abregulation
über Verfahren c): htrB, msbB und IpxK (am meisten bevorzugt msbB).
Eines oder mehrere der folgenden Gene sind bevorzugt zur Aufregulation
über Verfahren d): pmrA, pmrB, pmrE und pmrF.
Viele der obigen offenen Leseraster und stromaufwärts gelegenen
Regionen werden in WO 01/09350 beschrieben.
Eines oder mehrerer der folgenden Gene (die schützende Antigene
codieren) sind bevorzugt zur Aufregulation über Verfahren b): D15 (WO 94/12641),
P6 (EP 281673), TbpA, TbpB, P2, P5 (WO 94/26304),
OMP26 (WO 97/01638), HMW1, HMW2, HMW3, HMW4, Hia, Hsf, Hap, Hin47, Iomp1457 (GB
0025493.8), YtfN (GB 0025488.8),
VirG (GB 0026002.6), Iomp1681 (GB
0025998.6), OstA (GB 0025486.2)
und Hif (alle Gene in diesem Operon sollten aufreguliert werden, um Pilin aufzuregulieren).
Sie sind auch bevorzugt als Gene, die heterolog in andere Gram-negative Bakterien
eingeführt werden können.
Eines oder mehrere der folgenden Gene sind bevorzugt zur Abregulation
über Verfahren a): P2, P5, Hif, IgA1-Protease, HgpA, HgpB, HMW1, HMW2, Hxu,
TbpA und TbpB.
Eines oder mehrere der folgenden Gene sind bevorzugt zur Abregulation
über Verfahren c): htrB, msbB und LpxK (am meisten bevorzugt msbB).
Eines oder mehrere der folgenden Gene sind bevorzugt zur Aufregulation
über Verfahren d): pmrA, pmrB, pmrE und pmrF.
Viele der obigen offenen Leseraster und stromaufwärts gelegenen
Regionen werden in WO 01/09350 beschrieben.
Zubereitungen von Membranvesikeln (Bläschen) der Erfindung
Die Herstellung von Bläschenzubereitungen aus beliebigen der
zuvor genannten modifizierten Stämme kann durch Ernten von natürlich durch
die Bakterien abgestoßenen Bläschen oder durch jedes der einem Fachmann
wohlbekannten Verfahren erreicht werden (z.B. wie in EP
301992, US 5,597,572,
EP 11243 oder US
4,271,147 offenbart). Für Neisseria wird bevorzugt das im nachfolgenden
Beispiel beschriebene Verfahren verwendet.
Bevorzugt kann die Zubereitung von Membranvesikeln durch eine 0,22
&mgr;m-Membran filtriert werden.
Eine sterile (bevorzugt homogene) Zubereitung von Membranvesikeln,
die durch Leiten der Membranvesikel durch eine 0,22 &mgr;m-Membran erhältlich
ist, wird ebenfalls erwogen.
Impfstofformulierungen
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist die Formulierung
der Bläschenzubereitungen der Erfindung in einem Impfstoff, der auch einen
pharmazeutisch akzeptablen Exzipienten umfassen kann.
Die Impfstoffherstellung wird allgemein beschrieben in "Vaccine Design-The
subunit and adjuvant approach", Hrsg. M.F. Powell & M.J. Newman, (1995) Plenum Press,
New York).
Die Bläschenzubereitungen der vorliegenden Erfindung können
in der Impfstofformulierung der Erfindung mit Hilfsstoff versetzt werden. Geeignete
Hilfsstoffe schließen ein Aluminiumsalz wie Aluminiumhydroxidgel (Alaun) oder
Aluminiumphosphat ein, aber können auch ein Salz von Calcium (insbesondere
Calciumcarbonat), Eisen oder Zink sein, oder können eine unlösliche Suspension
von acyliertem Tyrosin oder acylierten Zuckern, kationisch oder anionisch derivatisierten
Polysacchariden oder Polyphosphazenen sein.
Geeignete Th1-Hilfsstoffsysteme, die verwendet werden können,
schließen Monophosphoryllipid A, insbesondere 3-des-O-acyliertes Monophosphoryllipid
A, und eine Kombination aus Monophosphoryllipid A, bevorzugt 3-des-O-acyliertem
Monophosphoryllipid A (3D-MPL), zusammen mit einem Aluminiumsalz ein. Ein gesteigertes
System ivolviert die Kombination eines Monophosphoryllipid A und eines Saponin-Derivats,
insbesondere die Kombination aus QS21 und 3D-MPL, wie in WO 94/00153 offenbart,
oder eine weniger reaktogene Zusammensetzung, worin das QS21 mit Cholesterin abgeschreckt
ist, wie in WO96/33739 offenbart. Eine besonders wirksame Hilfsstoffformulierung,
die QS21, 3D-MPL und Tocopherol in einer Öl-in-Wasser-Emulsion beinhaltet,
wird in WO95/17210 beschrieben und ist eine bevorzugte Formulierung.
Der Impfstoff kann ein Saponin umfassen, besonders bevorzugt QS21.
Er kann auch eine Öl-in-Wasser-Emulsion und Tocopherol umfassen. Unmethylierte
CpG-haltige Oligonukleotide (WO 96/02555) sind auch bevorzugte Induktoren einer
TH1-Reaktion und sind geeignet zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung.
Die Impfstoffzubereitung der vorliegenden Erfindung kann zum Schützen
oder Behandeln eines für eine Infektion anfälligen Säugetiers mittels
Verabreichung des Impfstoffs über den systemischen oder mukosalen Weg verwendet
werden. Diese Verabreichungen können die Injektion über die intramuskulären,
intraperitonealen, intradermalen oder subkutanen Wege; oder über die mukosale
Verabreichung in die oralen/Ernährungs-, respiratorischen oder urogenitalen
Trakte einschließen.
Die Menge an Antigen in jeder Impfstoffdosis wird als eine Menge ausgewählt,
die eine immunprotektive Reaktion ohne signifikante, nachteilige Nebenwirkungen
in typischen Impflingen induziert. Eine solche Menge wird in Abhängigkeit davon
variieren, welches spezifische Immunogen eingesetzt wird und wie es präsentiert
wird. Allgemein wird erwartet, daß jede Dosis 1–100 &mgr;g Proteinantigen,
bevorzugt 5–50 &mgr;g und besonders typisch im Bereich von 5–25
&mgr;g umfassen wird.
Eine optimale Menge für einen besonderen Impfstoff kann durch
Standardstudien sichergestellt werden, die die Beobachtung von geeigneten Immunreaktionen
in Probanden beinhalten. Nach einer Erstimpfung können Probanden ein oder mehrere
Auffrischungsimpfungen in angemessenem Abstand erhalten.
Ghost- oder abgetötete Ganzzellimpfstoffe
Die Erfinder erwägen, daß die obigen modifizierten bakteriellen
Stämme nicht nur nützlich in der Erzeugung von Bläschenzubereitungen
sein können, die nützlich in Impfstoffen sind – sie können
auch leicht zur Herstellung von Ghost- oder abgetöteten Ganzzellzubereitungen
und -Impfstoffen (mit identischen Vorteilen) verwendet werden. Verfahren zur Herstellung
von Ghost-Zubereitungen (leere Zellen mit intakten Hüllen) aus Gram-negativen
Stämmen sind allgemein fachbekannt (siehe zum Beispiel WO 92/01791). Verfahren
zum Abtöten von ganzen Zellen zur Herstellung inaktivierter Zellzubereitungen
zur Verwendung in Impfstoffen sind ebenfalls wohlbekannt. Die Begriffe "Bläschenzubereitungen"
und "Bläschenimpfstoffe" sowie die in diesem Dokument beschriebenen Verfahren
sind deshalb auf die Begriffe "Ghost-Zubereitung" und "Ghost-Impfstoff" bzw. "abgetötete
Ganzzellzubereitung" und "abgetöteter Ganzzellimpfstoff" für die Zwecke
dieser Erfindung anwendbar.
Beispiele
Die nachfolgenden Beispiele werden unter Verwendung von Standardtechniken
durchgeführt, die den Fachleuten wohlbekannt und für sie Routine sind,
ausgenommen wenn im Detail anders beschrieben. Die Beispiele sind illustrativ, aber
beschränken nicht die Erfindung.
Beispiel 1: Zuvor angegebene Beispiele
Die Beispiele wurden in WO 01/09350 beschrieben: Konstruktion eines
Neisseria meningitidis Serogruppe B-Stammes, dem Kapselpolysaccharide fehlen; Konstruktion
von vielseitigen Genübertragungsvektoren (die pCMK-Reihe), die die Integration
in den porA-Locus von Neisseria meningitidis ausrichten; Konstruktion eines Neisseria
meningitidis Serogruppe B-Stammes, dem sowohl Kapselpolysaccharide als auch das
hauptsächliche immundominante Antigen PorA fehlen; Aufregulation der NspA-Außenmembranproteinproduktion
in Bläschen, die aus einem rekombinanten Neisseria meningitidis Serogruppe
B-Stamm stammen, dem funktionelle porA- und cps-Gene fehlen; Aufregulation des D15/Omp85-Außenmembranproteinantigens
in Bläschen, die aus einem rekombinanten Neisseria meningitidis Serogruppe
B-Stamm stammen, dem funktionelle cps-Gene fehlen, der aber PorA exprimiert; Konstruktion
von vielseitigen Promotorübertragungsvektoren; Fermentationsverfahren zur Erzeugung
rekombinanter Bläschen; Identifizierung von bakteriellen Promotoren, die zur
Aufregulation von Antigen-codierenden Genen geeignet sind; Aufregulation des N.
meningitidis Serogruppe B Omp85-Gens durch Promotoraustausch; Aufregulation des
Hsf-Proteinantigens in einem rekombinanten Neisseria meningitidis Serogruppe B-Stamm,
dem funktionelle cps-Gene fehlen, der aber PorA exprimiert; Expression des grün
fluoreszierenden Proteins in einem rekombinanten Neisseria meningitidis Serogruppe
B-Stamm, dem funktionelle cps-Gene fehlen, der aber PorA exprimiert; Aufregulation
des N. meningitidis Serogruppe B NspA-Gens durch Promotoraustausch; Aufregulation
des N. meningitidis Serogruppe B pldA-(omp1A)-Gens durch Promotoraustausch; Aufregulation
des N. meningitidis Serogruppe B tbpA-Gens durch Promotoraustausch; Aufregulation
des N. meningitidis Serogruppe B pilQ-Gens durch Promotoraustausch; Konstruktion
einer kanR/sacB-Kassette zur Einführung von "sauberen", unmarkierten Mutationen
in das N. meningitidis-Chromosom; Verwendung von kleinen rekombinogenen Sequenzen
(43 bp), um die homologe Rekombination im Chromosom von Neisseria meningitidis zu
erlauben; aktiver Schutz von mit WT und rekombinanten Neisseria meningitidis-Bläschen
immunisierten Mäusen; und Immunogenität von rekombinanten Bläschen,
gemessen durch Ganzzell- und spezifische ELISA-Verfahren.
Beispiel 2: Gonokokkenbläschen, die Chlamydia trachomatis-Proteine
auf ihrer Oberfläche exprimieren, zur Verwendung in einer Impfstoffzusammensetzung
Sowohl Chlamydia trachomatis als auch N. gonorrhoeae verursachen geschlechtlich
übertragene Krankheiten, die Urethritis, Cervicitis, Salpingitis und entzündliche
Beckenerkrankung einschließen. Eine gemischte Infektion mit sowohl CT als auch
GC tritt auf. Deshalb schafft in der Entwicklung eines Impfstoffs, der auf eine
oder mehrere dieser Krankheiten abzielt, die Möglichkeit, Schutz gegen beide
Organismen mit einer Einzelformulierung zu liefern, einen technischen Vorteil.
Schutz gegen N. gonorrhoeae
N. gonorrhoeae OMV-Impfstoff kann auch Bläschen-erzeugendem Stamm
(Stämmen) erhalten werden, in dem die Expression eines oder mehrerer Gene auf-
oder abreguliert wurde. Eine Liste von Genen, die N. gonorrhoeae-Proteine codieren,
für die es besonders nützlich ist, die Regulation auf/abzuregulieren,
ist oben bereitgestellt.
Ein erfolgreicher Impfstoff zur Prävention von Infektion durch
N. gonorrhoeae kann mehr als eines der folgenden Elemente erfordern: Erzeugung von
Serum- und/oder mukosalen Antikörpern zur Erleichterung der Komplement-vermittelten
Abtötung des Gonucoccus und/oder zur Steigerung von Phagozytose und mikrobieller
Abtötung durch Leukozyten wie polymorphkernige Leukozyten und/oder zur Verhinderung
der Anhaftung der Gonokokken an den Wirtsgeweben; Induzierung einer Zell-vermittelten
Immunreaktion kann ebenfalls zum Schutz beitragen.
Das Potential einer Bläschen-Gonokokken-Impfstoffzubereitung
kann durch Analysieren der induzierten Immunreaktion auf Serum- und/oder mukosale
Antikörper ausgewertet werden, die Antianhaftung und/oder opsonisierende Eigenschaften
und/oder bakterizide Aktivität besitzen, wie von anderen beschrieben (D. McChesney
et al., Infect. Immun. 36: 1006, 1982; J. Boslego et al.: "Efficacy trial of a purified
gonococcal pilus vaccine", Programm und Zusammenfassung der 24. Interscience Conference
on Antimicrobial Agents and Chemotherapy, Whashington, Amercian Society for Microbiology,
1984; M. Siegel et al., J. Infect. Dis. 145:300, 1982; de la Pas, Microbiology,
141 (Pt4): 913–20, 1995).
Ein Mäusemodell von genitaler Infektion durch N. gonorrhoeae
wurde kürzlich beschrieben (M. Plante, J. Infect. Dis., 182: 848–55,
2000). Die Wirksamkeit eines Bläschen-Gonokokkenimpfstoffs könnte auch
durch seine Fähigkeit zur Prävention oder zur Reduzierung der Besiedelung
durch N. gonorrhoeae in diesem Mäusemodell der Infektion ausgewertet werden.
Schutz gegen CT
Ein GC/CT-Bläschenimpfstoff kann aus einem Stamm erhalten werden,
der ein oder mehrere Chlamydiagene exprimiert, bevorzugt ausgewählt aus der
obigen Liste von Genen, die vorhergesagte Außenmembranproteine codieren.
Andere Gene von Interesse zur Überexpression in Neisseria sind
C. trachomatis-Gene, für die kein Homolog in C. pneumoniae gefunden wurde.
Ein solcher Satz von Genen wurde beschrieben in S. Richard, "Chlamydia: Intracellular
Biology, Pathogenesis and Immunity", S. 9–27, Stephens, Hrsg., ASM Press,
Washington DC, ISBN: 1-55581-155-8, Seiten: 380.
Die am meisten bevorzugten Kombinationen von Chlamydia trachomatis-Genen
sind wie folgt: Hauptaußenmembranprotein MOMP (aus einem oder mehreren unterschiedlichen
Serovars) und das Außenmembranproteinanalogon (auch als PorB bekannt), MOMP
(aus einem oder mehreren unterschiedlichen Serovars) und das mutmaßliche Außenmembranprotein
G (pmpG); und PorB und pmpG.
Obwohl die Immunität gegen CT nicht vollständig verstanden
wird, gibt es Hinweise, daß Antikörper eine Rolle im Schutz spielen. Antikörper
gegen CT in Genitalflüssigkeiten wurden mit Immunität gegen CT in Verbindung
gebracht (R.C. Brunham, Infect Immun. März 1983, 39(3): 149-4). Eine schützende
Rolle von Serumantikörper in der Immunität gegen genitale Chlamydia-Infektion
wurde ebenfalls gezeigt (R.G. Rank, Infect. Immun., Jan. 1989; 57(1): 299–301).
Es wurde ebenfalls gezeigt, daß Antikörper, z.B. MOMP-spezifische Antikörper,
eine CT-Infektion in vitro und in vivo neutralisieren können (Caldwell et al.,
1982, Infect. Immun. 38: 745–54, Lucero et al., 1985, Infect. Immun. 50:
595–97, Zhang et al., 1987, J. Immunol. 138: 575–581). Es wurde ebenfalls
gezeigt, daß das MOMP-Oberflächenantigen von CT nicht-lineare Oberflächenepitope
trägt, die das Ziel neutralisierender Antikörper sind
(J. Fan, J. Infect. Dis. 1997, 176(3): 713–21).
Somit schließt ein wichtiges Ziel in der Konstruktion eines schützenden
Chlamydia-Impfstoffs die Identifizierung einer Formulierung (Formulierungen) der
CT-Antigene ein, die die Induzierung einer Chlamydia-spezifischen Antikörperreaktion
optimieren können. Die Optimierung der Antikörperreaktion schließt
das Abzielen auf die genitale Schleimhaut und/oder die Präsentation von angemessen
gefalteten Chlamydia-Antigenen und/oder die Kombination mehrerer Antikörperziele
ein.
Die mukosale Ausrichtung der Immunreaktion gegen Chlamydia-Antigen
kann durch mukosale Verabreichung des Impfstoffs erreicht werden. Die intranasale
Verabreichung eines Außenmembranvesikelimpfstoffs kann andauernde lokale mukosale
Antikörper und Serumantikörper mit starker bakterizider Aktivität
in Menschen induzieren.
Für bestimmte B-Zellepitope wie nicht-lineare Epitope ist die
Präsentation des Antigens für das Immunsystem in einer geeignet gefalteten
Weise kritisch. Ein aus einem Stamm, der Chlamydia-Antigen e) exprimiert, hergestellter
Bläschenimpfstoff bietet für Chlamydia-OMP eine Außenmembranumgebung,
die kritisch zur Aufrechterhaltung dieser Antigene in einer geeignet gefalteten
Struktur sein kann.
Die Kombination mehrerer Antikörperziele kann eine erhöhte
Wirksamkeit durch Angreifen der Infektion zu unterschiedlichen Schritten des Lebenszyklus
der Bakterien schaffen, wie zum Beispiel bei der Adhäsion an die Wirtszelle,
Internalisierung durch die Wirtszelle und/oder Wechselwirkung mit weiteren Schritten
der intrazellulären Entwicklung.
Die Induzierung und Rekrutierung von Th1-Zellen in die lokalen genitalen
Schleimhäute sind wichtig für die Immunität gegen Chlamydia. Somit
schließt ein wichtiges Ziel in der Konstruktion eines schützenden Anti-Chlamydia-Impfstoffs
die Identifizierung einer Formulierung (Formulierungen) von CT-Antigen(en) ein,
die die Induzierung von Chlamydia-spezifischen Th1-Zellen und bevorzugt die Rekrutierung
dieser Zellen in die genitalen Schleimhäute optimieren kann. Ein aus einem
Stamm, der Chlamydia-Antigen(e) exprimiert, hergestellter Bläschenimpfstoff
kann eine Chlamydia-spezifische CMI-Reaktion induzieren. Antigen-spezifische T-Zellreaktionen
können in Menschen nach intranasaler Immunisierung mit einem Außenmembranvesikelimpfstoff
induziert werden.
Ein besonderer Vorteil eines GC/CT-Bläschenimpfstoffs ist seine
Fähigkeit zur Induzierung von sowohl Antikörper- als auch CMI-Reaktionen.
Die Wirksamkeit des GC/CT-Bläschenimpfstoffs kann durch seine
Fähigkeit zur Hervorrufung von Antigen- oder Chlamydia-spezifischen Antikörper-
und/oder CMI-Reaktionen ausgewertet werden. Antikörper-Reaktionen können
durch klassische Techniken wie ELISA oder Western-Blot ausgewertet werden. Bevorzugt
können die induzierten Antikörper die Infektiosität von Chlamydia
in einem in-vitro-Test neutralisieren (G. Byrne et al., J. Infect. Dis., Aug. 1993;
168(2): 415–20). Bevorzugt ist die CMI-Reaktion zum Th1-Phänotyp verschoben.
Eine Th1-verschobene Immunreaktion kann durch erhöhte Antigenspezifische IgG2a/IgG1-Verhältnisse
in Mäusen beurteilt werden (Snapper et al., 1987, Science 236:944–47).
Ein erhöhtes Verhältnis von Th1/Th2-Cytokin, z.B. ein erhöhtes IFN-gamma/IL-5-Verhältnis,
nach in-vitro-Restimulation von Immun-T-Zellen mit dem Antigen (Antigenen) kann
auch eine solche verschobene Th1-Reaktion anzeigen.
Die Fähigkeit der Formulierung, Antigen-spezifische mukosale
Antikörper hervorzurufen, ist von besonderem Interesse und kann durch Detektion
von Antikörpern wie IgG und/oder IgA in mukosalen Flüssigkeiten wie Sekreten
des Genitaltrakts und Vaginalspülungen gezeigt werden. In dieser Hinsicht kann
ein bestimmter Verabreichungsweg des Impfstoffs besonders erwünscht sein, wie
intranasale, orale, intravaginale und intradermale Übertragungen.
Die Wirksamkeit des GC/CT-Bläschenimpfstoffs kann durch seine
Fähigkeit zur Induzierung von Schutz gegen eine Chlamydia-Exposition in einem
Tiermodell (Tiermodellen) ausgewertet werden. Beispiele für solche Tiermodelle
wurden in der Literatur beschrieben: genitale Infektion mit MoPn in Mäusen
(Barron et al., J. Infect. Dis. 1143:63–66), genitale Infektion mit humanen
Stämmen in Mäusen (Igietseme et al., 2000, Infect. Immun. 68:6798–806,
Tuffrey et al. 1992, J. Gen. Microbiol. 138: 1707–1715), genitale Infektion
mit einem GPIC-Stamm in Meerschweinchen (Rank et al., 1992, Am. J. Pathol. 140:927–936).
Schutz gegen Infektion kann durch Reduzierung der abgesonderten Chlamydien aus dem
infizierten Ort und/oder eine Reduzierung der histopathologischen Reaktionen nach
einer Kontaktinfektion in immunisierten Tieren getestet werden.
Der Vorteil der Kombination von zwei oder mehr Chlamydia-Antigenen
(wie oben beschrieben) kann durch eine oder mehrere der folgenden Techniken ausgewertet
werden:
– Fähigkeit zur Hervorrufung einer mehrschichtigen Antikörper-
und/oder T-Zell-Schutzreaktion.
– Fähigkeit zur Hervorrufung von Antikörpertitern in einem
neutralisierenden Test in vitro und/oder von neutralisierendem Antikörper gegen
mehrfache Stämme (antigenisch verschieden)
– Fähigkeit zur Hervorrufung einer Schutzimmunreaktion gegen Chlamydia
in einem Mäusemodell der genitalen Infektion gemäß Test durch eine
reduzierte Absonderung von Bakterien und/oder Pathologie nach Exposition.
Beispiel 3: Expression von heterologen Antigenen (Chlamydia trachomatis
MOMP und PorB) in Bläschen, die aus einem rekombinanten Neisseria meningitidis
Serogruppe B-Stamm stammen, dem funktionale porA- und cps-Gene fehlen
Andere Gene von Interesse zur Überexpression in Neisseria sind
Chlamydia trachomatis-Gene, für die kein Homolog in Chlamydia pneumoniae gefunden
wurde. Darunter wurde gezeigt, daß das Hauptaußenmembranprotein (MOMP)
und das Außenmembranproteinanalogen (PorB) eine schützende Rolle gegen
genitale Chlamydia-Infektion spielen. Die Optimierung der Antikörperreaktion
könnte durch Präsentation von geeignet gefalteten Proteinen erreicht werden.
MenB-Bläschenvesikel können als Übertragungsvektoren
zur Expression heterologer Membranproteinantigene unter der Kontrolle des veränderten
porA-lacO-Promotors verwendet werden, der in WO 01/09350 beschrieben wird. Exprimiert
im Bläschenzusammenhang können rekombinantes MOMP und PorB aus Chlamydia
trachomatis Serovar D und K in der Membran korrekt gefaltet und an der Oberfläche
exponiert werden. Neisseria meningitidis-Stämme, denen funktionelle cps-Gene
fehlen, werden vorteilhaft als Empfängerstämme zur Expression der heterologen
Antigene verwendet (WO 01/09350).
PCR-Amplifikationen der Gene, die für MOMP codieren (Chlamydia trachomatis)
Murine McCoy-Zellen (ATCC), die mit entweder Chlamydia trachomatis
Serovar K (UW31-CX-serK) oder Serovar D (UW31-CX-serD) infiziert waren, wurden in
400 &mgr;l Lysepuffer lysiert: 50 mM KCl, 10 mM Tris-HCl pH 8,3, 2,5 mM MgCl2,
0,45 % Nonidet P40, 0,45 % Tween 20, enthaltend 60 &mgr;g/ml Proteinase K, 3 Stunden
bei 56°C. 10 &mgr;l des Lysats wurden als Matrize zur Amplifizierung der
entsprechenden Gene verwendet. Das Gen, das für MOMP codiert (Serovar K) (SEQ
ID NO:1 unten), wurde unter Verwendung der Oligonukleotidprimer CYK/OMP/5/NDE und
CYKD/OMP/3/BG PCR-amplifiziert (siehe Tabelle 1). Das Gen, das für MOMP codiert
(Serovar D) (SEQ ID NO:2 unten), wurde unter Verwendung der Oligonukleotidprimer
CYD/OMP/5/NRU und CYKD/OMP/3/BG PCR-amplifiziert (siehe Tabelle 1). Die für
die PCR-Amplifikation verwendeten Bedingungen waren die vom Lieferanten beschrieben
(HiFi DNA-Polymerase, Boehringer Mannheim GmbH). Der Thermozyklus war der folgende:
25-mal (94°C 1 min., 52°C 1 min, 72°C 3 min) und einmal (72°C
10 min, 4°C bis zur Gewinnung). Die entsprechenden Amplikons (1194 bp) wurden
mit entweder NdeI/BglII- oder NruI/BglI2-Restriktionsenzymen verdaut und können
in die entsprechenden Restriktionsorte von pCMK(+)-Übertragungsvektor kloniert
werden (wie in WO 01/09350 beschrieben).
PCR-Amplifikationen der Gene, die für PorB codieren (Chlamydia trachomatis)
Murine McCoy-Zellen (ATCC), die mit entweder Chlamydia trachomatis
Serovar K (UW31-CS-serK) oder Serovar D (UW31-CX-serD) infiziert waren, wurden in
400 &mgr;l Lysepuffer lysiert: 50 mM KCl, 10 mM Tris-HCl pH 8,3, 2,5 mM MgCl2,
0,45 % Nonidet P40, 0,45 % Tween 20, enthaltend 60 &mgr;g/ml Proteinase K, 3 Stunden
bei 56°C. 10 &mgr;l des Lysats wurden als Matrize zur Amplifikation der entsprechenden
Gene verwendet.
PorB-Sequenzen sind hoch konserviert unter den Serovars D und K (SEQ
ID NO:3 unten). Die gleichen Primer wurden zur Amplifikation der entsprechenden
Gene in beiden Serovars verwendet: CYD/PORB/5/NRU und CYD/PORB/3/BG (siehe Tabelle
1). Die für die PCR-Amplifikation verwendeten Bedingungen waren die vom Lieferanten
beschriebenen (HiFi DNA-Polymerase, Boehringer Mannheim GmbH). Der Thermozyklus
war wie folgt: 25-mal (94°C 1 min, 52°C 1 min, 72°C 3 min) und 1-mal
(72°C 10 min, 4°C bis zur Gewinnung). Die entsprechenden Amplikons (1035
bp) wurden mit NruI/BglII-Restriktionsenzymen verdaut und können in die entsprechenden
Restriktionsorte von pCMK(+)-Übertragungsvektor kloniert werden (wie in WO
01/09350 beschrieben).
Transformation
Linearisierte rekombinante pCMK-Plasmide können innerhalb eines
Neisseria meningitidis-Serogruppe B-Stammes transformiert werden, dem funktionelle
cps-Gene fehlen (beschrieben in WO 01/09350). Die aus einem Doppel-Crossing-over
zwischen den pCMK-Vektoren und dem chromosomalen porA-Locus resultierende Integration
kann durch eine Kombination von PCR und Western-Blot-Durchmusterung wie in WO 01/09350
beschrieben selektiert werden.
Tabelle 1: In dieser Arbeit verwendete Oligonukleotide
SEQ ID NO:1Nukleotidsequenz von DNA, die für Chlamydia trachomatis MOMP Serovar
K-Protein codiert.
SEQ ID NO:2Nukleotidsequenz von DNA, die für Chlamydia trachomatis MOMP Serovar
D-Protein codiert.
SEQ ID NO:3Nukleotidsequenz von DNA, die für Chlamydia trachomatis PorB Serovar
D-Protein codiert.
Beispiel 4: Isolierung und Reinigung von Bläschen von Menigokokken,
denen Kapselpolysaccharid fehlt
Rekombinante Bläschen können wie nachfolgend beschrieben
gereinigt werden. Die Zellpaste (42 g) wird in 211 ml von 0,1 M Tris-Cl-Puffer,
pH 8,6, der 10 mM EDTA und 0,5 % Natriumdesoxychlolat (DOC) enthält, suspendiert.
Das Verhältnis von Puffer zu Biomasse sollte 5/1 (V/G) sein. Die Biomasse wird
durch Rühren mit einem Magnetrührer für 30 Minuten bei Raumtemperatur
extrahiert. Der Gesamtextrakt wird dann mit 20 000 g für 30 Minuten bei 4°C
zentrifugiert (13 000 U/min in einem JA-20-Rotor, Beckman J2-HS-Zentrifuge). Das
Pellet sollte verworfen werden. Der Überstand wird mit 125 000 g für 2
Stunden bei 4°C ultrazentrifugiert (40 000 U/min in einem 50.2 Ti-rotor, Beckman
L8-70M-Ultrazentrifuge), um Vesikel aufzukonzentrieren. Der Überstand sollte
verworfen werden. Das Pellet wird vorsichtig in 25 ml von 50 mM Tris-Cl-Puffer,
pH 8,6, der 2 mM EDTA, 1,2 % DOC und 20 % Saccharose enthält, suspendiert.
Nach einem zweiten Ultrazentrifugenschritt mit 125 000 g für 2 Stunden bei
4°C werden die Vesikel vorsichtig in 44 ml 3%iger Saccharose suspendiert und
bei 4°C gelagert. Alle für die Bläschenextraktion und Reinigung verwendeten
Lösungen enthielten 0,01 % Thiomersalat. Wie in WO 01/019350 veranschaulicht,
liefert dieses Verfahren Proteinzubereitungen, die stark mit Außenmembranproteinen
angereichtert sind.
Beispiel 5: Modelle zur Untersuchung von Schutz gegen Gonokokken- und C.
trachomatis-Infektion
Die kann wie oben in Beispiel 2 beschrieben erfolgen. Zusätzlich
ist Whittum-Hudson et al. (Vaccine 16. Juli 2001; 19(28–29): 4061–71),
"The anti-idiotypic antibody to chlamydial glycolipid exoantigen (GLXA) protects
mice against genital infection with a human biovar of Chlamydia trachomatis", ein
vaginales Impfmodell für C. trachomatis, das auch zur Untersuchung von Impfstoffwirksamkeit
verwendet werden kann. SEQUENZPROTOKOLL
Anspruch[de]
Gram-negatives bakterielles Bläschen, das nicht aus Chlamydia stammt
und auf seiner Oberfläche das PorB-Außenmembranprotein von Chlamydia trachomatis
präsentiert, worin die Kombination des Chlamydia-Antigens mit den nativen Gram-negativen
bakteriellen Bläschenantigenen in der Prävention oder Behandlung von Salpingitis,
bei Vorhandensein in einer Impfstofformulierung, wechselwirkt.Gram-negatives Bläschen gemäß Anspruch 1, das ferner
auf seiner Oberfläche die PmpG-Außenmembranproteine von Chlamydia trachomatis
präsentiert.Gram-negatives Bläschen gemäß Anspruch 1, das ferner
auf seiner Oberfläche MOMP aus einem oder mehreren Serovars von Chlamydia trachomatis
präsentiert.Gram-negatives Bläschen, das nicht aus Chlamydia stammt und auf
seiner Oberfläche sowohl die PmpG- als auch MOMP-(aus einem oder mehreren Serovars)Außenmembranproteine
von Chlamydia trachomatis präsentiert, worin die Kombination der Chlamydia-Antigene
mit den nativen Gram-negativen bakteriellen Bläschenantigenen in der Prävention
oder Behandlung von Salpingitis, bei Vorhandensein in einer Impfstofformulierung,
wechselwirkt.Bläschen gemäß Ansprüchen 1 bis 4, die Gonokokkenbläschen
sind.Bläschen gemäß Anspruch 5, das aus einem Gonokokkenstamm
stammt, der zur Aufregulierung eines oder mehrerer Gonokokken-Außenmembran-Schutzantigene
modifiziert wurde.Bläschen gemäß Ansprüchen 5 und 6, das aus einem
Gonokokkenstamm stammt, der zur Abregulierung eines oder mehrerer immundominanter
variabler oder nicht-schützender Gonokokken-Außenmembranantigene modifiziert
wurde.Bläschen gemäß Ansprüchen 5 bis 7, das aus einem
Stamm stammt, der einen entgifteten Lipid A-Anteil von bakteriellem LPS aufgrund
der Tatsache hat, daß der Stamm verändert wurde, um die Expression eines
oder mehrerer Gene zu reduzieren oder auszuschalten, die aus der Gruppe ausgewählt
sind, die aus htrB, msbB und lpxK besteht.Bläschen gemäß Ansprüchen 5 bis 8, worin die Bläschenzubereitung
aus einem Stamm stammt, der einen entgifteten Lipid A-Anteil von bakteriellem LPS
aufgrund der Tatsache hat, daß der Stamm verändert wurde, um ein oder
mehrere Gene mit höherer Stärke zu exprimieren, die aus der Gruppe ausgewählt
sind, die aus pmrA, pmrB, pmrE und pmrF besteht.Impfstoffzusammensetzung, die das Bläschen gemäß Ansprüchen
1 bis 9 und einen pharmazeutisch geeigneten Exzipienten oder
Träger umfaßt.Impfstoff gemäß Anspruch 10, der zusätzlich einen mukosalen
Hilfsstoff umfaßt.Verwendung des Bläschens gemäß Ansprüchen 1 bis
9 in der Herstellung eines Impfstoffs zur Prävention von Chlamydia trachomatis-Infektion
in einem Wirt, umfassend die Schritte der Verabreichung einer wirksamen Menge des
Impfstoffs gemäß Anspruch 10 oder 11 an einen Wirt, der dessen bedarf.Verwendung gemäß Anspruch 12, worin der Impfstoff mukosal
über einen entweder intranasalen, oralen oder intravaginalen Weg verabreicht
wird.Gram-negatives Bläschen, das von Neisseria meningitidis, Moraxella
catharralis oder Haemophilus influenzae erzeugt wird und auf seiner Oberfläche
ein Schutzantigen von Chlamydia pneumoniae präsentiert.Gram-negatives Bläschen gemäß Anspruch 14, das auf seiner
Oberfläche ein PorB-Außenmembranprotein von Chlamydia pneumoniae präsentiert.Gram-negatives Bläschen gemäß Anspruch 15, das ferner
auf seiner Oberfläche MOMP-Außenmembranprotein von Chlamydia pneumoniae
präsentiert.Gram-negatives Bläschen gemäß Anspruch 15, das ferner
auf seiner Oberfläche ein oder mehrere Pmp-Außenmembranproteine von Chlamydia
pneumoniae präsentiert.Gram-negatives Bläschen gemäß Anspruch 15, das ferner
auf seiner Oberfläche Npt1-Protein von Chlamydia pneumoniae präsentiert.Gram-negatives Bläschen gemäß Anspruch 14, das auf seiner
Oberfläche ein oder mehrere Pmp-Proteine von Chlamydia pneumoniae präsentiert.Gram-negatives Bläschen gemäß Anspruch 19, das ferner
auf seiner Oberfläche Npt1-Protein von Chlamydia pneumoniae präsentiert.Gram-negatives Bläschen gemäß Anspruch 19, das ferner
auf seiner Oberfläche MOMP-Protein von Chlamydia pneumoniae präsentiert.Gram-negatives Bläschen gemäß Anspruch 14, das auf seiner
Oberfläche MOMP-Protein von Chlamydia pneumoniae präsentiert.Gram-negatives Bläschen gemäß Anspruch 22, das ferner
auf seiner Oberfläche Npt1-Protein von Chlamydia pneumoniae präsentiert.Bläschen gemäß Ansprüchen 14 bis 23, die Meningokokkenbläschen
sind.Bläschen gemäß Anspruch 24, das aus einem Meningokokkenstamm
stammt, der zur Aufregulierung eines oder mehrerer Meningokokken-Außenmembran-Schutzantigene
modifiziert wurde.Bläschen gemäß Anspruch 24 oder 25, das aus einem Meningokokkenstamm
stammt, der zur Abregulierung eines oder mehrerer immundominanter variabler oder
nicht-schützender Meningokokken-Außenmembranantigene modifiziert wurde.Bläschen gemäß Ansprüchen 24 bis 26, das aus einem
Stamm stammt, der einen entgifteten Lipid A-Anteil von bakteriellem LPS aufgrund
der Tatsache hat, daß der Stamm verändert wurde, um die Expression eines
oder mehrerer Gene zu reduzieren oder auszuschalten, die aus der Gruppe ausgewählt
sind, die aus htrB, msbB und lpxK besteht.Bläschen gemäß Ansprüchen 24 bis 27, worin die Bläschenzubereitung
aus einem Stamm stammt, der einen entgifteten Lipid A-Anteil von bakteriellem LPS
aufgrund der Tatsache hat, daß der Stamm verändert wurde, um ein oder
mehrere Gene mit höherer Stärke zu exprimieren, die aus der Gruppe ausgewählt
sind, die aus pmrA, pmrB, pmrE und pmrF besteht.Impfstoffzusammensetzung, die das Bläschen gemäß Ansprüchen
14 bis 28 und einen pharmazeutisch geeigneten Exzipienten oder Träger umfaßt.Impfstoff gemäß Anspruch 29, der zusätzlich einen mukosalen
Hilfsstoff umfaßt.Verwendung von Bläschen gemäß Ansprüchen 14 bis
28 in der Herstellung eines Impfstoffs zur Prävention von Chlamydia pneumoniae-Infektion
in einem Wirt, umfassend die Schritte der Verabreichung einer wirksamen Menge des
Impfstoffs gemäß Anspruch 29 oder 30 an einen Wirt, der dessen bedarf.Verwendung gemäß Anspruch 31, worin der Impfstoff mukosal
über einen entweder intranasalen oder oralen Weg verabreicht wird.