Identifizierung schutzvermittelnder Antigene von Aspergillus fumigatus für eine Impfstoffentwicklung zur Verhütung invasiver Aspergillosen bei Leukämie-Patienten

Abstract

A.fumigatus ist der häufigste Erreger invasiver, meist tödlich verlaufender Aspergillosen bei stark immunsupprimierten Patienten. Eine natürliche Resistenz gegen den Pilz wird durch das angeborene Immunsystem vermittelt, jedoch wurde im Tierversuch auch eine erworbene Immunität nach einer überlebten systemischen Infektion festgestellt. Deshalb sollten Antigene, die im Verlauf der Erkrankung vom Pilz exprimiert werden, eine spezifische und protektive Immunantwort hervorrufen können. Für die Entwicklung eines Impfstoffes ist die Identifikation solcher Antigene Voraussetzung. Im Mausmodell wurden insgesamt 31 rekombinante Aspergillus-Antigene in Kombinationen getestet. Als besonders erfolgversprechend stellte sich ein trivalenter Impfstoff, bestehend aus Enolase, HSP90 und TBP (Thiamin-Biosyntheseprotein), dar. Im Vergleich zu einer ungeimpften Kontrollgruppe fand sich bei der Impfgruppe eine signifikante Protektion gegenüber einer an sich letalen Aspergillus-Infektion. Bei einer Wiederholung des Versuchs ließ sich der Schutz bestätigen, war jedoch nicht mehr im Signifikanzbereich. Mögliche Gründe hierfür sind die unsichere Aufnahme der Infektionsdosis durch nasale Verabreichung oder auch eine „Stille Feiung“ der Mäuse durch Einatmung von Konidien aus der Umgebung vor der eigentlichen Infektion. Eine Verbesserung der Versuchsbedingungen könnte durch die Verwendung individuell ventilierter Käfige (ohne Sporenbelastung aus der Raumluft) und/oder eine Vergrößerung der Versuchsgruppen erreicht werden.

Da die Konidienoberfläche den ersten Kontakt mit dem Wirt vermittelt, könnten Konidienoberflächenproteine sowohl vielversprechende Impfstoffkandidaten als auch Virulenzfaktoren sein. Im Tierversuch wurde hier nachgewiesen, dass das stark exprimierte Konidienoberflächenprotein HP16 entscheidend an der Virulenz von A.fumigatus beteiligt ist. Dabei stellte sich der Virulenzunterschied zwischen der Deletionsmutante ΔHP16 und dem Wildtyp D141 als hoch signifikant dar. Der Vergleich zwischen der Deletionsmutante ΔHP16 und der Komplementmutante ΔHP16K erbrachte eine komplett restaurierte Virulenz. Da HP16 zumindest in vitro vorwiegend auf Konidien lokalisiert ist, könnte sich hier ein Angriffspunkt für eine präemptive Therapie bzw. für eine Prophylaxe der invasiven Aspergillose ergeben. HP16 wurde auch als rekombinantes Protein hergestellt. Das rekombinante Antigen soll als Impfstoffkandidat in zukünftigen Projekten eingesetzt werden.

Letztlich wurde noch Aspf3, eine Peroxireduktase von A.fumigatus, als ein weiterer Target- und Impfstoffkandidat untersucht. Die stark verminderte Virulenz der Deletionsmutante ΔAspf3 und eine zumindest teilrestaurierte Virulenz durch die hergestellte Komplementmutante ΔAspf3K lassen vermuten, dass Aspf3 während der Pathogenese ebenfalls eine entscheidende Rolle spielt.