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Molekulare Analyse der Impfung gegen Typhus

Salmonella Typhi ist ein wichtiger menschlicher Erreger, der für Millionen von neuen Infektionen und Hunderttausende von Todesfällen pro Jahr verantwortlich ist. Als Ergebnis besteht ein dringender Bedarf an neuen, verbesserten Impfstoffen.
Molekulare Analyse der Impfung gegen Typhus
Aktuelle Impfstoffe gegen Typhus haben eine begrenzte Wirksamkeit und können nicht bei Kleinkindern verwendet werden, was eine erhebliche Herausforderung für die Infektionskontrolle in Endemiegebieten darstellt. Der Mangel an Wissen zur Pathogenese der Erkrankung sowie das Fehlen von geeigneten Schutzkorrelaten behindern die Entwicklung von verbesserten Impfstoffen.

Um dieses Problem anzugehen verwendete das EU-finanzierte Projekt MCF_IIF BLOHMKE 2012 (Identification of novel correlates of protection to accelerate the introduction of vaccines against typhoid into populations with high disease burden) ein etabliertes Modell der kontrollierten Infektion von Typhus beim Menschen, das von der Oxford Vaccine Group (OVG) der Universität Oxford geschaffen wurde. Gesunde, erwachsenen Probanden lassen sich freiwillig mit S. Typhi infizieren und werden anschließend mit Antibiotika behandelt.

Das Ziel von MCF_IIF BLOHMKE 2012 war es, Analysen-Pipelines für die Transkriptionsdaten zu Teilnehmern des akuten Typhus Belastungsmodells zu etablieren. Diese Daten wurden mit den Teilnehmern verglichen, die mit zwei abgeschwächten oralen Lebendimpfstoffen gegen Typhus geimpft wurden: Ty21a und M01ZH09. Ein besonderer Fokus lag auf der molekularen Wirtsantwort zu verschiedenen Zeitpunkten nach der Impfung und die Profile wurden auf Immunogenität und Ergebnis korreliert.

Mit diesem Belastungsmodell fanden sie Wirtsantworten auf die orale Belastung 12 Stunden nach der Einnahme des Erregers. Um das Belastungsmodell in Bezug auf reale Szenarien zu validieren, verglichen die Forscher die Daten von den Modellversuchsteilnehmern mit den Transkriptionsprofilen von tatsächlichen Patienten.  Interessanterweise zeigte die Genexpressionsanalyse eine mögliche Auswirkung des Stoffwechsels des Wirts auf die Immunantwort auf Typhus.

Mithilfe sensibler Berechnungsmethoden fuhr das Forscherteam fort, die subtilen Wirtsantworten auf die Impfung zu untersuchen. Die beiden Impfstoffe M01ZH09 und Ty21a zeigten deutliche Unterschiede bei der Stärke der Immunogenität mit einer variablen Expression von mehr als 110 Genen. Allerdings deutete eine detaillierte Gen-Set-Anreicherungsanalyse (GSEA) von NK-Zell-Transkripten und Zellzyklus-Genen auf deutliche Unterschiede zwischen den beiden Impfstoffen hin.

Zusammengefasst schuf die Studie eine robuste Analyseplattform für die Erzeugung molekularer Daten zum Ergebnis der Impfung gegen Typhus. Die Erkenntnisse zur Pathogenese der Erkrankung und zu Reaktionen auf abgeschwächte orale Lebendimpfstoffe werden die Impfstoffentwicklung fördern und Behandlungsmöglichkeiten erhöhen.

Verwandte Informationen

Fachgebiete

Scientific Research

Schlüsselwörter

Systembiologie, Abdominaltyphus, System-Vakzinologie, Transkriptomik, Biomarkerentdeckung, Abdominaltyphus, Impfstoff, Salmonella Typhi, Belastungsmodell, Ty21a, M01ZH09
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