Labor für Molekularbiologie des Newcastle Disease Virus
Institut für Molekularbiologie
Bearbeitete Erreger
- Newcastle Disease Virus (NDV)
- Influenza Virus
- aviäre Paramyxoviren (PMV)
Kurzbeschreibung der Projekte
Untersuchung der molekularen Ursache der Pathogenitätsunterschiede bei PMV-1
Aus zahlreichen Sequenzvergleichen unterschiedlich pathogener Isolate ist bekannt, dass ein Zusammenhang zwischen der Aminosäurensequenz an der Spaltstelle des Fusionsproteins und der Pathogenität besteht. Singuläre basische Aminosäuren (GRQGR*L) am Carboxyterminus der F2 Untereinheit und ein Leucin am Aminoterminus der F1 Untereinheit sind dabei typisch für lentogene Virusstämme. Mesogene und velogene Virusstämme weisen dagegegen zwei Paare basischer Aminosäuren und ein Phenylalanin (RR/KQR/KR*F) in diesem Bereich auf. Dieses konnte durch Herstellung entsprechender Rekombinanten bestätigt werden. Es wurde aber auch deutlich, dass die Spaltstelle des F-Proteins nicht allein ursächlich für die Pathogenität ist. Die entsprechend generierte Rekombinante mit der Spaltstelle RRQKR*F, bei sonst beibehaltenem lentogenen Genomhintergrund, zeigte eine deutliche Virulenzsteigerung, charakterisiert durch Synzytienbildung in Zellkultur und einen ICPI von ca. 1,3. Der ICPI entspricht jedoch dem mesogenen und nicht dem velogenen Pathotyp. Daraus folgt, dass weitere Pathogenitätsdeterminanten existieren müssen, deren Identifizierung Gegenstand weiterer Studien mit rekombinanten NDV ist.
Entwicklung einer Vektor-/Markervakzine gegen aviäre Influenza
Die aviäre Influenza ist eine zoonotische Erkrankung, die mit großen wirtschaftlichen Verlusten in der Geflügelindustrie verbunden ist. Influenzaimpfstoffe für Geflügel sind verfügbar, jedoch haben alle von ihnen Nachteile bezüglich der Dosis, der Applikationsmethode, dem Beginn der Immunität, der Wirksamkeit oder der Produktionskosten, die ihre Anwendung limitieren.
Ziel dieses Projektes ist es, eine NDV Vektorvakzine für das Geflügel zu entwickeln, die einen Schutz sowohl vor der Newcastle Krankheit als auch vor der Infektion mit hochpathogenem aviären Influenza vermittelt und die über Spray oder Trinkwasser massenapplizierbar ist. Dabei soll die Insertion des Influenzagens in das NDV Genom so erfolgen, dass ein Austausch des Fremdgens in wenigen Schritten erfolgen kann und somit die Möglichkeit gegeben ist, die Vakzine den aktuell vorkommenden Influenzastämmen schnell anzupassen. Um einen möglichst hohen Expressionslevel des Influenzaproteins zu erhalten, sollen unterschiedliche Einbauorte im NDV Genom verwendet werden. Von Vakzineviruskandidaten sind in vitro und in vivo Untersuchungen zur Pathogenität, Stabilität, Immunantwort und zur Virusausscheidung sowohl nach Immunisierung als auch nach Belastungsinfektion durchzuführen. Die Eignung als Markervakzine ist dabei durch geeignete diagnostische Tests zu bestätigen.
Gefördert durch Vaccine, Diagnostic Test Development and Immunological Aspects of Avian Influenza (EU Projekt 6th Frame work Programme).
Publikationen
Schröer D, Veits J, Grund C, Dauber M, Keil G, Granzow H, Mettenleiter TC, Römer-Oberdörfer A. (2009). Vaccination with Newcastle disease virus vectored vaccine protects chickens against highly pathogenic H7 avian influenza virus. Avian Dis. 53(2):190-7.
Römer-Oberdörfer A, Veits J, Helferich D, Mettenleiter TC. (2008). Level of protection of chickens against highly pathogenic H5 avian influenza virus with Newcastle disease virus based live attenuated vector vaccine depends on homology of H5 sequence between vaccine and challenge virus. Vaccine. 26(19):2307-13.
Pühler F, Willuda J, Puhlmann J, Mumberg D, Römer-Oberdörfer A, Beier R. (2008). Generation of a recombinant oncolytic Newcastle disease virus and expression of a full IgG antibody from two transgenes. Gene Ther. Mar;15(5):371-83. Epub 2008 Jan 17.
Römer-Oberdörfer A, Veits J, Werner O, Mettenleiter TC. (2006). Enhancement of pathogenicity of Newcastle disease virus by alteration of specific amino acid residues in the surface glycoproteins F and HN. Avian Dis. 50(2):259-63.
Veits J, Wiesner D, Fuchs W, Hoffmann B, Granzow H, Starick E, Mundt E, Schirrmeier H, Mebatsion T, Mettenleiter TC, Römer-Oberdörfer A. (2006). Newcastle disease virus expressing H5 hemagglutinin gene protects chickens against Newcastle disease and avian influenza. PNAS. 103(21):8197-202.
Engel-Herbert I, Werner O, Teifke JP, Mebatsion T, Mettenleiter TC, Römer-Oberdörfer A. (2003) Characterization of a recombinant Newcastle disease virus expressing the green fluorescent protein. J Virol Methods. Mar;108(1):19-28.
Römer-Oberdörfer A, Werner O, Veits J, Mebatsion T, and Mettenleiter TC. (2003). Contribution of the length of the HN protein and the sequence of the F protein cleavage site to Newcastle disease virus pathogenicity. J Gen Virol 84, 3121-3129.
Mebatsion T, Verstegen S, de Vaan LTC, Römer-Oberdörfer A, and Schrier CC. (2001). A recombinant Newcastle disease virus with low-level V protein expression is immunogenic and lacks pathogenicity for chicken embryos. J Virol. 75, 1, 420-428.
Römer-Oberdörfer A, Mundt E, Mebatsion T, Buchholz UJ, and Mettenleiter, TC. (1999). Generation of recombinant lentogenic Newcastle disease virus from cloned cDNA. J Gen Virol 80, 2987-2995.