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Hintergrund der Erfindung
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Bei
Hauskatzen treten Infektionen durch mehrere Retroviren auf, einschließlich felines
Leukämie-Virus (FeLV),
felines Sarcoma-Virus (FeSV), endogenes Typ C-Oncoronavirus (RD-114)
und felines Syncytia-bildendes Virus (FeSFV). Darunter stellt FeLV
das wichtigste Pathogen dar, das verschiedene Symptome hervorruft, einschließlich lymphoretikuläre und myeloide
Neoplasmen, Anämien,
immunvermittelte Störungen
und ein Immunschwächesyndrom,
das Ähnlichkeiten
mit dem humanen erworbenen Immunschwächesyndrom (AIDS) aufweist.
Kürzlich
wurde eine spezielle replikationsdefektive FeLV-Mutante mit der
Bezeichnung FeLV-AIDS in spezieller Weise mit immunosuppressiven
Eigenschaften in Verbindung gebracht.
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Über die
Entdeckung des felinen T-lymphotropen Lentivirus (jetzt als feliner
Immunschwächevirus,
FIV bezeichnet) berichteten zunächst
Pedersen et al. (1987). Über
die Eigenschaften von FIV berichteten Yamamoto et al. (1988a); Yamamoto
et al (1988b); und Ackley et al. (1990). Seroepidemiologische Daten
haben gezeigt, dass FIV-Infektionen bei Hauskatzen und Wildkatzen
in der gesamten Welt angeboren sind. Eine große Vielzahl von Symptomen tritt
bei Infektionen mit FIV auf, einschließlich Abort, Alopezie, Anämie, Konjunktivitis, chronische
Rhinitis, Enteritis, Gingivitis, Hämatochezie, neurologische Abnormalitäten, Periodontitis
und seborrhoische Dermatitis. Das immunologische Kennzeichen von
Hauskatzen, die mit FIV infiziert sind, ist eine chronische und
progressive Verarmung an felinen peripheren CD4+-Blutlymphozyten,
eine Verringerung des CD4:CD8-Zellverhältnisses und in einigen Fällen eine
Zunahme von CD8 aufweisenden Lymphozyten. Auf der Grundlage der
molekularen, biochemischen und immunopathologischen Eigenschaften
wird eine FIV-Infektion von Katzen nunmehr als ein AIDS-Katzenmodell
angesehen, das besser ist als FeLV-FAIDS.
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Über eine
Klonierung und Sequenzanalyse von FIV berichten Olmsted et al. (1989a);
Olmsted et al. (1989b); und Talbott et al. (1989). Hosie und Jarret
(1990) beschreiben die serologische Reaktion von mit FIV infizierten
Katzen. FIV-Virus-Subtypen
lassen sich entsprechend dem Immunotyp auf der Grundlage der Konzentration
an kreuzneutralisierenden Antikörpern,
die durch jeden Stamm hervorgerufen werden, klassifizieren (Murphy
und Kingsbury, 1990). Neuerdings werden Viren in Subtypen gemäß dem Genotyp
auf der Grundlage der Nucleotidsequenzhomologie klassifiziert. Obgleich
die HIV- und FIV- Subtypisierung
auf dem Genotyp beruht (Sodora et al., 1994; Rigby et al., 1993;
und Louwagie et al., 1993), ist wenig über den Zusammenhang zwischen
dem Genotyp und dem Immunotyp von Subtypen bekannt. Virale FIV-Isolate
werden derzeit in vier FIV-Subtypen eingeteilt: A, B, C und D. (Kakinuma
et al., 1995). Infektiöse
Isolate und infektiöse
molekulare Klone wurden für
sämtliche
FIV-Subtypen beschrieben,
ausgenommen der Subtyp C (Sodora et al., 1994). Der Subtyp C-FIV
wurde nur aus zellulärer
DNA von Katzen aus Kanada identifiziert (Sodora et al., 1994; Rigby
et al., 1993; Kakinuma et al., 1995).
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Eine
Hauptschwierigkeit bei der Entwicklung eines FIV-Impfstoffes besteht
in der Identifizierung eines Impfweges, der gegen einen breiten
Bereich von FIV-Stämmen wirksam
ist, einschließlich
Feldisolaten aus verschiedenen Subtypen oder Stämmen. Eine Impfstoffprophylaxe
für FIV
wurden gegen homologe und leicht heterologe Stämme unter Verwendung eines
Einzelstamm-Impfstoffes erreicht, jedoch nicht gegen eine Belastung
durch mäßig bis
stark heterologe Stämme
(Johnson et al., 1994; Yamamoto et al., 1993). Somit bleibt ein Bedürfnis nach
einem Impfstoff bestehen, der gegen multiple FIV-Subtypen schützt.
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Kurze zusammenfassende
Darstellung der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Impfstoff, der eine breitgefächerte Schutzimmunität gegen FIV-Infektionen
in einem Wirtstier hervorruft. Speziell betrifft die vorliegende
Erfindung einen Multi-Subtyp-FIV-Impfstoff, der unter Verwendung
von zellfreien Virusisolaten aus verschiedenen FIV-Subtypen oder
einer Kombination von Zelllinien, die jeweils mit einem unterschiedlichen
Prototyp-FIV-Virus
aus einem unterschiedlichen Subtyp infiziert worden sind, hergestellt
wird. Mit den erfindungsgemäßen FIV-Impfstoffen
geimpfte Katzen entwickeln humorale und zelluläre Immunreaktionen gegen homologe
und heterologe FIV-Stämme.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ferner neuartige feline Zelllinien,
die gegen eine Infektion durch multiple FIV-Subtypen empfindlich
sind. Die erfindungsgemäßen Zelllinien
eignen sich zur Vermehrung und Erzeugung multipler FIV-Subtypen
sowie zur Verwendung in FIV-Impfstoffen gemäß den erfindungsgemäßen Verfahren.
Ferner können
die Zelllinien auch anstelle von felinen, peripheren, mononuklearen
Blutzellen (PBMC) in viralen FIV-Neutralisationstests
von felinen Antiseren verwendet werden.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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1 zeigt
die reversen Transkriptase (RT)-Konzentrationen von FIVBang und
FIVShi, die nach Infektion von FeT-1C- und
FeT-J-Zelllinien mit diesen FIV-Stämmen gebildet
worden sind.
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2 zeigt
die Immunoreaktion von anti-FIV-Antikörpern von Zweifach-Subtyp-geimpften
Katzen mit FIV-Proteinen gemäß Nachweis
durch Immunoblot. Die Zahl über
jedem Blot gibt die Anzahl der Impfungen wieder, die das Tier beim
Testen des Serums erhalten hat.
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3 zeigt
die Immunoreaktion von anti-FIV-Antikörpern von Dreifach-Subtyp-geimpften
Katzen mit FIV-Proteinen gemäß Nachweis
durch Immunoblot. Die Zahl über
jedem Blot gibt die Anzahl von Impfungen wieder, die das Tier beim
Testen des Serums erhalten hat.
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4 zeigt die Immunoreaktivität von anti-FIV-Antikörpern von
Dreifach-Subtyp-geimpften
Katzen mit FIV SU-V3-2-Peptid gemäß Nachweis durch ELISA.
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5 zeigt die Immunoreaktivität von anti-FIV-Antikörpern aus
Dreifach-Subtyp-geimpften
Katzen mit FIV TM-C1-Peptid gemäß Nachweis
durch ELISA.
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6 zeigt
Kreuzneutralisations-Antikörpertiter
von Seren aus Katzen, die mit FIVPet (Ap),
FIVDix (AD), FIVUK8 (AU), FIVBang (BB), FIVAom1 (BA) und FIVShi (DS) infiziert
sind. Seren vor der Infektion (Spalte 1), 6 Monate nach der Infektion
(Spalte 2) und 12 Monate nach der Infektion (Spalte 3) wurden gegen
Subtyp A FIVPet, Subtyp B FIVBang und
Subtyp D FIVShi in der FeT-1C-Zelllinie
getestet. Es wurden mindestens drei Katzen pro Stamm getestet. Die
Ergebnisse zeigen VN-Titer einer repräsentativen Katze aus jedem
Stamm. Ähnliche
Ergebnisse wurden unter Verwendung von primären PBMC für den VN-Test erhalten.
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Kurze Beschreibung der
Sequenzen
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SEQ
ID NO. 1 ist eine Aminosäuresequenz
eines FIV-Oberflächenhüllpeptids
mit der Bezeichnung SV-V3-2.
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SEQ
ID NO. 2 ist eine Aminosäuresequenz
eines FIV-Transmembranpeptids mit der Bezeichnung TM-C1.
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SEQ
ID NO. 3 ist eine Nucleotidsequenz eines FIV-PCR-Primers.
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SEQ
ID NO. 4 ist eine Nucleotidsequenz eines FIV-PCR-Primers.
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SEQ
ID NO. 5 ist eine Nucleotidsequenz eines FIV-PCR-Primers.
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SEQ
ID NO. 6 ist eine Nucleotidsequenz eines FIV-PCR-Primers.
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SEQ
ID NO. 7 ist eine Nucleotidsequenz eines FIV-PCR-Primers.
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SEQ
ID NO. 8 ist eine Nucleotidsequenz eines FIV-PCR-Primers.
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SEQ
ID NO. 9 ist eine Nucleotidsequenz eines FIV-PCR-Primers.
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SEQ
ID NO. 10 ist eine Nucleotidsequenz eines FIV-PCR-Primers.
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SEQ
ID NO. 11 ist eine Nucleotidsequenz eines FIV-PCR-Primers.
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SEQ
ID NO. 12 ist eine Nucleotidsequenz eines FIV-PCR-Primers.
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SEQ
ID NO. 13 ist eine Nucleotidsequenz eines FIV-PCR-Primers.
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SEQ
ID NO. 14 ist eine Nucleotidsequenz eines FIV-PCR-Primers.
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SEQ
ID NO. 15 ist eine Nucleotidsequenz eines FIV-PCR-Primers.
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SEQ
ID NO. 16 ist eine Nucleotidsequenz eines FIV-PCR-Primers.
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Ausführliche Beschreibung der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft neue Verfahren und Impfstoffzusammensetzungen,
die sich zum Induzieren einer schützenden Immunität gegen
FIV-Infektionen bei einem empfindlichen Wirtstier eignen. Die hier
beschriebenen Impfstoffzusammensetzungen rufen bei Verabreichung
an ein Wirtstier schützende
humorale und zelluläre
Immunreaktionen gegen Infektionen durch homologe und heterologe
Stämme
von FIV hervor. Die Impfstoffzusammensetzungen können entweder zellfreie, virale
FIV-Isolate oder FIV-infizierte Zelllinien umfassen. In einer bevorzugten
Ausführungsform
umfasst die erfindungsgemäße Impfstoffzusammensetzung
FIV-Stämme
aus zwei verschiedenen FIV-Subtypen. Vorzugsweise umfasst die Impfstoffzusammensetzung
drei FIV-Stämme,
wobei jeder Stamm aus einem unterschiedlichen FIV-Subtyp stammt.
Insbesondere ist in der Impfstoffzusammensetzung mindestens ein
FIV-Stamm aus jedem FIV-Subtyp A, Subtyp B und Subtyp D enthalten.
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In
einer speziellen Ausführungsform
umfasst die Impfstoffzusammensetzung FIVPet-
und FIVShi-infizierte Zelllinien. In einer
weiteren Ausführungsform
umfasst die Impfstoffzusammensetzung FIVPet-,
FIVBang- und FIVShi-infizierte
Zelllinien. Die Verwendung von anderen FIV-Stämmen, die für die Gesamtheit oder einen
Teil von FIV-Subtypen repräsentativ
sind, kommt erfindungsgemäß speziell
in Frage. Beispielsweise können
FIVDix oder FIVUK8 in
die Impfstoffzusammensetzungen zusätzlich oder anstelle von FIVPet aufgenommen werden, um einen FIV-Subtyp
A-Prototyp-Virus bereitzustellen. Ähnliche Zusätze oder Austauschvorgänge mit
anderen FIV-Stämmen
können
für FIV-Subtyp
B und D-Prototyp-Viren vorgenommen werden.
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Wie
hier ausgeführt,
können
die erfindungsgemäßen Impfstoffzusammensetzungen
zellfreies FIV-Virus oder Portionen des Virus, FIV-Proteine und -Polypeptide
sowie FIV-infizierte Zelllinien oder eine Kombination von zellfreiem
Virus und infizierten Zelllinien umfassen. Impfstoffzusammensetzungen
mit einem Gehalt an FIV-infizierten Zelllinien können multiple Zelllinien, die
jeweils mit einem unterschiedlichen FIV-Subtyp infiziert sind, umfassen.
Die erfindungsgemäßen Impfstoffzusammensetzungen
können
auch rekombinante, virale FIV-Konstrukte auf Vektorbasis umfassen,
die beispielsweise FIV env, gag/pro oder env-gag/pro enthalten können. Beliebige
geeignete virale Vektoren, die zur Herstellung von rekombinanten
Vektor/FIV-Konstrukten verwendet werden können, kommen zur erfindungsgemäßen Verwendung
in Betracht. Beispielsweise können virale
Vektoren, die sich von Adenovirus, Avipox, felinem Herpesvirus,
Vaccinia, Canarypox, Entomopox, Schweinepocken und anderen bekannten
Arten ableiten, im Zusammenhang mit den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen
und Verfahren verwendet werden. Rekombinante Polynucleotid-Vektoren,
die für
FIV-Komponenten kodieren und diese exprimieren, können unter
Einsatz üblicher
gentechnischer Verfahren, die aus dem Stand der Technik bekannt
sind, konstruiert werden. Ferner können die hier beschriebenen
verschiedenen Impfstoffzusammensetzungen getrennt und in Kombination
miteinander verwendet werden. Beispielsweise kann man sich für primäre Immunisierungen
eines Tiers rekombinanter FIV-Konstrukte auf Vektorbasis, die einfache
oder multiple Subtyp-Komponenten
aufweisen, bedienen, wonach sekundäre Auffrischungen mit Impfstoffzusammensetzungen
folgen, die inaktivierte, FIV-infizierte Zelllinien umfassen. Weitere
Immunisierungsverfahren mit den erfindungsgemäßen Impfstoffzusammensetzungen
ergeben sich für
den Fachmann und fallen unter den Umfang der vorliegenden Erfindung.
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Die
hier speziell beschriebenen Multi-Subtyp-FIV-Impfstoffe wurden auf
ihre Immunogenizität
und Wirksamkeit an Katzen getestet. Spezifische pathogenfreie (SPF)
Katzen, die mit den erfindungsgemäßen Impfstoffzusammensetzungen
geimpft worden waren, wurden auf ihre humoralen und zellulären Immunreaktionen
vor und nach Belastung mit homologen und heterologen FIV-Stämmen überwacht.
Die humoralen Reaktionen wurden durch Messen der viralen neutralisierenden
(VN) Antikörperaktivität überwacht
und die zellulären
Reaktionen wurden durch Messen der zytotoxischen T-Lymphozyten (CTL)-Aktivität überwacht.
Seren und Immunozyten von geimpften Katzen wurden in vitro auf VN-
bzw. CTL-Aktivitäten
gegen homologe und heterologe FIV-Stämme getestet. Dabei wurde nachgewiesen,
dass die Impfstoffe einen breit gefächerten Schutz gegen FIV-Infektionen
hervorrufen. Gemäß der Lehre
der vorliegenden Erfindung lässt
sich durch Kombination von Prototyp-Virus-Isolaten aus verschiedenen
FIV-Subtypen oder durch Kombination individueller Zellen, die mit
Prototyp-Virus verschiedener Subtypen infiziert sind, ein wirksamer
Multi-Subtyp-FIV-Impfstoff herstellen.
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Sämtliche
FIV-Stämme
kommen neben den hier speziell durch Beispiele belegten Stämmen für die erfindungsgemäße Verwendung
in Frage. Zahlreiche FIV-Isolate sind in der Literatur beschrieben
und sind dem Fachmann geläufig.
FIVPet wird im US-Patent 5 037 753 beschrieben.
Andere FIV-Isolate, die beschrieben worden sind, lassen sich leicht
vom Fachmann unter Anwendung üblicher
Techniken aus infizierten Katzen isolieren. Verfahren zum Isolieren
und Züchten
von FIV werden in den US-Patenten 5 037 753 und 5 118 602 beschrieben.
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Die
hier durch Beispiele belegten neuen Zelllinien können in den erfindungsgemäßen Impfverfahren und
Impfstoffzusammensetzungen verwendet werden. Weitere Zellen oder
Zelllinien, die gegenüber
Infektionen durch FIV-Stämme empfindlich
sind, einschließlich
periphere mononukleare Blutzellen, kommen ebenfalls für die erfindungsgemäße Verwendung
in Betracht.
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Natürliche,
rekombinante oder synthetische Polypeptide von viralen FIV-Proteinen und Peptidfragmente
davon können
ebenfalls gemäß den vorliegenden
Verfahren als Impfstoffzusammensetzungen eingesetzt werden. In einer
bevorzugten Ausführungsform
werden FIV-Polypeptide, die sich von multiplen FIV-Untertypen ableiten,
in einer Impfstoffzusammensetzung kombiniert und zum Impfen eines
Wirtstiers verwendet. Beispielsweise können Polypeptide auf der Grundlage
des FIV-Hüllglycoproteins
von mindestens zwei Prototyp-FIV-Stämmen unterschiedlicher Subtypen
im Impfstoff kombiniert werden. Die Polypeptide können zu
einem Stamm homolog sein oder sie können "hybride" oder "chimäre" Polypeptide umfassen,
deren Aminosäuresequenz
sich durch eine Verbindung oder Verknüpfung von Polypeptiden von
mindestens zwei unterschiedlichen FIV-Subtypen ableitet. Verfahren zur Herstellung
von FIV-Polypeptiden sind aus dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise
lassen sich FIV-Polypeptide unter Anwendung von Festphasen-Syntheseverfahren herstellen
(Merrifield, 1963). FIV-Polypeptide
können
auch unter Anwendung rekombinanter DNA-Techniken hergestellt werden,
wobei ein Polynucleotidmolekül,
das für
ein FIV-Protein oder -Peptid kodiert, in einer Wirtszelle, wie Bakterien,
Hefe oder Säugetierzelllinien,
exprimiert wird und das exprimierte Protein unter Anwendung üblicher
Techniken gereinigt wird.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ferner neue feline T-Zelllinien,
die gegenüber
FIV-Infektionen empfindlich sind. Sowohl von Interleukin-2 (IL-2)
abhängige
als auch unabhängige
Zellen werden speziell durch Beispiele belegt. Die Zelllinien mit
den Bezeichnungen FeT-1C und FeT-J werden hier beschrieben. Die FeT-1C-Zellinie
ist von IL-2 abhängig,
während
die FeT-J-Zelllinie von IL-2 unabhängig ist. Die erfindungsgemäßen Zelllinien
eignen sich zur Bereitstellung eines Vehikels für die FIV-Immunisierung von
Katzen sowie zur in vitro-Vermehrung
und -Erzeugung von viralen FIV-Stämmen. Sowohl die von IL-2 abhängige nicht-infizierte Zelllinie
als auch die von IL-2 unabhängige,
nicht-infizierte
FeT-J-Zelllinie wurden 20-mal auf ihre reverse Transkriptase (RT) – Aktivität in Kulturflüssigkeiten
und auf die provirale FIV-Sequenz durch PCR getestet. Ihre FIV-negative
Beschaffenheit wurde bestätigt.
Die FeT-J-Zelllinie war hochgradig mit sämtlichen getesteten FIV-Stämmen infizierbar,
einschließlich
FIVShi, FIVDix,
FIVUK8, FIVPet und
FIVBang, war aber schwieriger direkt mit FIVShi zu infizieren.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ferner zelluläre Produkte, die durch die
erfindungsgemäßen Zelllinien
erzeugt worden sind. Die zellulären
Produkte lassen sich unter Anwendung von dem Fachmann bekannten Verfahren
isolieren und nachweisen. Antikörper
gegen die Zelllinien können
ferner unter Anwendung bekannter Verfahren erzeugt werden und fallen
unter die vorliegende Erfindung.
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Die
nicht-infizierten FIV-Zelllinien mit den Bezeichnungen FeT-IC (ATCC-Hinterlegungsnummer
CRL 11968) und FeT-J (ATCC-Hinterlegungsnummer CRL 11967) wurden
beide bei der American Type Culture Collection, Rockville, Maryland,
am 24. August 1995 hinterlegt. Infizierte FIVBang-
(ATCC-Hinterlegungsnummer 11975)
und FIVShi- (ATCC-Hinterlegungsnummer 11976)-Zelllinien wurden
bei der American Type Culture Collection am 25. August 1995 hinterlegt.
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Nach
den erfindungsgemäßen Verfahren
werden die hier beschriebenen FIV-Impfstoffzusammensetzungen an
empfindliche Wirte, typischerweise Hauskatzen, in einer wirksamen
Menge und auf eine solche Art verabreicht, dass eine schützende Immunität gegen
eine anschließende
Belastung oder Infektion des Wirts durch FIV herbeigeführt wird.
Die Impfstoffe werden typischerweise parenteral durch Injektion,
beispielsweise subkutan, intraperitoneal oder intramuskulär, verabreicht.
Zu weiteren geeigneten Verabreichungsarten gehören eine orale oder nasale
Verabreichung. Üblicherweise
werden die Impfstoffe einem Wirt mindestens 2-mal verabreicht, mit
einem Abstand von einer oder mehreren Wochen zwischen den einzelnen
Verabreichungen. Jedoch kommen auch andere Dosierungsschemata für die anfängliche
Verabreichung und die Auffrischungsverabreichung des Impfstoffes
in Frage, was von der Beurteilung durch den Praktiker und dem speziellen,
zu behandelnden Wirtstier abhängen
kann.
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Die
erfindungsgemäßen Impfstoffzusammensetzungen
lassen sich gemäß aus dem
Stand der Technik bekannten Verfahren herstellen. Beispielsweise
werden die Impfstoffe typischerweise in Form von Injektionspräparaten,
z. B. flüssigen
Lösungen
oder Suspensionen, hergestellt. Die Impfstoffe werden in einer Art
und Weise, die mit der Dosierungsformulierung verträglich ist,
und in einer Menge, die therapeutisch wirksam ist und beim Empfänger immunogen
wirkt, verabreicht. Die optimalen Dosierungen und Verabreichungsmuster
für eine
spezielle Impfstoffzubereitung lassen sich vom Fachmann leicht bestimmen.
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Virus
und Zellen in einer Impfstoffzubereitung lassen sich unter Anwendung
bekannter Verfahren inaktivieren oder abschwächen. Beispielsweise können das
gesamte Virus und infizierte Zellen durch Einwirkung von Paraformaldehyd,
Formalin, Phenol, UV-Licht, erhöhten
Temperaturen und dergl. inaktiviert oder abgeschwächt werden.
Die Menge des zellfreien, vollständigen
FIV-Virus in einer Impfstoffdosis liegt üblicherweise im Bereich von
etwa 0,1 mg bis etwa 5 mg und insbesondere im Bereich von etwa 0,2
mg bis etwa 2 mg. Die Dosierung für Impfstoffzubereitungen mit
einem Gehalt an FIV-infizierten Zelllinien beträgt üblicherweise etwa 106 bis etwa 108 Zellen
pro Dosis und insbesondere etwa 5 × 106 bis
etwa 7,5 × 107 Zellen pro Dosis.
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Virus
oder Zellen werden typischerweise unmittelbar vor der Verabreichung
mit einem Adjuvans vereinigt. Bei Adjuvantien, die in Impfstoffzubereitungen
verwendet werden, handelt es sich typischerweise um Threonylmuramyl-dipeptid
(MDP) (Byars et al., 1987) oder um eine Kombination von komplettem
und inkomplettem Freund-Adjuvans. Eine Vielzahl anderer Adjuvantien,
die sich zur Anwendung im Zusammenhang mit den erfindungsgemäßen Verfahren
und Impfstoffen eignen, wie Alaun, sind aus dem Stand der Technik
bekannt und kommen für
die vorliegende Erfindung in Frage.
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Die
Erfindung betrifft ferner ein neues Verfahren zur Bestimmung von
Virus-neutralisierenden
(VN) Antikörpern
in einer Probe unter Verwendung der erfindungsgemäßen nicht-infizierten
Zelllinien. Im Gegensatz zu PBMC, die nach einer begrenzten Anzahl
von Passagen ihre Lebensfähigkeit
verlieren und sich nicht so bereitwillig wie FeT-1C- oder FeT-J-Zellen
vermehren, handelt es sich bei FeT-1C- und FeT-J-Zellen um eingeführte Zelllinien,
die für
die zukünftige
Verwendung leicht kryokonserviert werden können. Ergebnisse von VN-Tests
unter Verwendung von FeT-1C-Zellen sind in höherem Maße reproduzierbar als VN-Tests
unter Verwendung von PBMC, da PBMC aus verschiedenen SPF-Katzen eine unterschiedliche
Variabilität
in Bezug auf die Zellwachstumsgeschwindigkeit und die FIV-Infizierbarkeit
aufweisen. Ferner müssen
PBMC für
VN-Tests aus SPF-Katzen gewonnen werden, bei denen eine keimfreie
Haltung erforderlich ist, um mögliche
in vivo-Infektionen ausschalten zu können, die einen in vitro-VN-Test
unter Verwendung von PBMC beeinträchtigen könnten. Somit kann eine feline
Zelllinie, wie FeT-1C, die leicht mit FIV von verschiedenen Subtypen
infiziert werden kann, in vorteilhafter Weise anstelle von PBMC
in VN-Tests verwendet werden.
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Die
folgenden Abkürzungen
für FIV-Stämme werden
hier verwendet:
Stamm
(Subtyp) | Abkürzung |
Petaluma
(A) | FIVPet |
Dixon
(A) | FIVDix |
UK8
(A) | FIVUK8 |
Bangston
(B) | FIVBang |
Aomori-1
(B) | FIVAom1 |
Aomori-2
(B) | FIVAom2 |
Shizuoka
(D) | FIVShi |
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Materialien
und Methoden
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Zellkulturen.
Sämtliche
Suspensionszelllinien wurden in RPMI 1640 mit einem Gehalt an 10%
wärmeinaktiviertem,
fötalem
Kälberserum
(FCS) gezüchtet.
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10
mM HEPES (N-2-Hydroxyethylpiperazin-N'-2-ethansulfonsäure), 2 mM L-Glutamin, 50 μg/ml Gentamicin
und 5 × 10–5 M
2-Mercaptoethanol. IL-2-abhängige
Zellen wurden mit 100 U/ml rekombinantem humanem IL-2 (Cetus Corporation,
Emeryville, Kalifornien) ergänzt.
Die Suspensionszellen wurden einer Passage in einer Zellkonzentration
von 0,5 – 4 × 106 Zellen/ml unterzogen und erneut 2-mal wöchentlich
in frischem Kulturmedium gezüchtet.
Sämtliche
Monolayer-Zellen wurden 2-mal wöchentlich
einer Passage bei einer anfänglichen
Zellkonzentration von 2 × 106 Zellen/ml unterzogen. Die Gewebekulturflüssigkeiten
(TCF) von FIV-infizierten
Zellen wurden 2-mal wöchentlich
geerntet, zur Entfernung von restlichen Zellen 1 Stunde mit 3 000 U/min
zentrifugiert und bei –20°C oder bei –70°C für die TCF,
die für
eine sofortige Verwendung beim Test vorgesehen waren, aufbewahrt.
FIV-empfindliche Zellen (1 × 106 Zellen/ml) wurden mit FIV mit einer Aktivität an reverser
Transkriptase (RT) von etwa 30 000 cpm/ml infiziert.
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FIV-Reinigung.
Gewebekulturflüssigkeiten
von FIV-infizierten Zelllinien wurden zur Entfernung von Zellen
individuell 1 Stunde mit 2 000 bis 3 000 U/min zentrifugiert. Virus
in TCF wurde durch 2-stündige
Ultrazentrifugation mit 16 000 U/min pelletisiert und durch Ultrazentrifugation
zunächst
mit einem 10/50% (Gew./Vol.) diskontinuierlichen Saccharosegradienten
und anschließend
mit einem 10/50% kontinuierlichen Saccharosegradienten gereinigt
(Pederson et al., 1987; Yamamoto et al., 1988). Die einzelnen viralen
Isolate wurden 18 Stunden mit 1,25% sterilem Paraformaldehyd (0,22 μm sterilfiltriert)
inaktiviert und anschließend gründlich gegen
sterile PBS dialysiert. Die inaktivierten Viren wurden mit steriler
PBS auf eine Konzentration von 500 μg/ml verdünnt.
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250 μg/0,5 ml
der einzelnen Stämme
wurden in ein steriles Mikrozentrifugenröhrchen gegeben und bei –70°C aufbewahrt.
Die inaktivierten FIV-Stämme
wurden auf Raumtemperatur aufgetaut. 250 μg inaktiviertes Virus in 0,5
ml steriler PBS wurde unmittelbar vor der Immunisierung mit 0,5
ml Adjuvans vereinigt. FIV-infizierte Zelllinien wurden getrennt
18 Stunden mit 1,25% sterilem Paraformaldehyd inaktiviert, 3-mal
mit steriler PBS gewaschen, in frischer steriler PBS in einer Konzentration
von etwa 5,0 × 107 Zellen/ml in sterilen Röhrchen resuspendiert und bei
4°C aufbewahrt.
Typischerweise wurden etwa 2,5 × 107 inaktivierte, infizierte Zellen in 0,5
ml steriler PBS mit 0,5 ml Adjuvans unmittelbar vor der Immunisierung
vereinigt. 250 μg/0,5
ml Threonylmuramyl-dipeptid (MDP MF75.2 Adjuvans; Chiron Corporation,
Emeryville, CA) wurde als Adjuvans verwendet.
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CTL-Test.
Periphere mononukleare Blutzellen (PBMC) wurden mit Concanavalin
A (Con A) 3 Tage vor der 10-tägigen
Infektion mit FIV stimuliert (Song et al., 1992). Diese Zellen dienten
als Zielzellen für
den CTL-Test. Die CTL-Aktivität wurde
durch 5-tägige
gemeinsame Züchtung
von Con A-stimulierten PBMC mit autologen, durch UV-Strahlung inaktivierten,
FIV-infizierten PBMC erzeugt. Diese Zellen dienten als stimulierte Effektorzellen.
Am Testtag wurden die Zielzellen mit 50 μCi Na51CrO4 1 bis 3 Stunden markiert und 3-mal gewaschen.
Sodann wurde eine feststehende Anzahl von markierten Zielzellen
(5 × 104 Zellen/Vertiefung) in Mikrotiterplatten
gegeben. Die Effektorzellen wurden im Dreifachversuch in verschiedenen
Verhältnissen
von Effektor/Zielzellen (d. h. 100:1, 50:1 und 10:1) zugegeben.
Die Platten wurden 1 Minute mit 400 U/min zentrifugiert und 4 Stunden
bei 37°C
inkubiert. 51Cr-markierte Kontrollzielzellen
wurden mit Detergens lysiert, um maximale Freisetzungswerte zu erzielen.
Die Überstände der
Testprobenvertiefungen wurden gewonnen. Die Strahlung wurde quantitativ
unter Verwendung eines gamma-Zählers
bestimmt. Eine spontane Freisetzung wurde durch Inkubation von 51Cr-markierten Zielzellen in Abwesenheit
von Effektorzellen bestimmt. Der prozentuale Anteil der spezifischen
Zytotoxizität
wurde folgendermaßen
berechnet:
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Immunoblot-
und enzymgebundene Immunosorbenstests (ELISA). Mit einem Saccharosegradienten gereinigtes
Virus wurde als Substrat für
einen Immunoblot-Test gemäß den Angaben
von Yamamoto et al., 1993, verwendet. FIVPet aus
Gewebekulturflüssigkeit
von infizierten Zellen wurde durch Zentrifugation bei niedriger
Drehzahl (45 Minuten mit 2 000 U/min) geklärt, durch Ultrazentrifugation
eingeengt (2 Stunden mit 16 000 U/min) und durch Ultrazentrifugation
an einem 10/50% (Gew./Vol.) kontinuierlichen Saccharosegradienten
gereinigt. Das durch dieses Verfahren gereinigte Virus wurde als
Substrat für
den immunoblot-Test verwendet.
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Eine
Modifikation einer in der Literatur beschriebenen Immunoblot-Technik
wurde verwendet (Yamamoto et al., 1991 a). Virus-Blotstreifen wurden
durch Lösen
von Virus in 0,1 % SDS zubereitet, wonach eine Elektrophorese an
10% SDS-Polyacrylamidgel und eine elektrophoretische Übertragung
auf eine Nitrocellulosemembran vorgenommen wurden. Serumproben von
geimpften Katzen wurden in Puffer 3 (0,15 M Natriumchlorid, 0,001
M Ethylendiamintetraessigsäure,
0,05 M Tris-Base, 0,05% Tween 20 und 0,1% Rinderserumalbumin) auf
1:50 verdünnt
und mit Virus-Blotstreifen in getrennten Vertiefungen einer Immunoblot-Platte
18 Stunden bei 37°C
inkubiert. Die Blotstreifen wurden individuell mit Waschlösung (0,15
M NaCl und 0,05% Tween 20 in entionisiertem H2O)
gewaschen, mit biotinyliertem anti-Katzen-IgG (Vector Laboratories,
Burlingame, CA) 1 Stunde bei 37°C
inkubiert und 3-mal mit Waschlösung
gewaschen. Die Streifen wurden sodann individuell mit Streptavidin,
das mit Meerrettich-peroxidase konjugiert war (Vector Laboratories)
30 Minuten inkubiert. Nach gründlichem
Waschen wurden die einzelnen Streifen mit einer frischen Substratlösung (0,05% Diaminobenzidin,
400 μg/ml
NiCl2 und 0,01% H2O2 in 0,1 M Tris-Puffer, pH-Wert 7,4) bei
Raumtemperatur inkubiert. Die Reaktion wurde bei Feststellung von
sichtbaren Banden mit überschüssigem destilliertem
H2O gestoppt. Die Streifen wurden durch
Abtupfen getrocknet. Die Molekulargewichte der Banden auf den Immunoblots
wurden sodann durch Vergleich mit der Wanderungsstrecke von Molekulargewichtstandards
auf einem vorher mit Amidoschwarz gefärbten Streifen bestimmt. Positive
und negative Kontrollseren wurden bei jeder Immunoblot-Analyse als
interne Kontrollen für
die diagnostische Bewertung mitgeführt.
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Der
virale, antigenspezifische ELISA-Test ist in der Literatur beschrieben
(Yamamoto et al., 1991a; Yamamoto et al., 1993). Mit einem Saccharosegradienten
gereinigtes FIVPet und Oberflächenhüllpeptide
(SU) und Transmembranpeptide (TM) sowohl von konservierten (C) als
auch von variablen (V) Regionen von FIVPet wurden
schichtförmig
auf Immunolon-Platten mit 96 Vertiefungen (Dynatech Laboratories,
Inc., Chantilly, VA) in einer Menge von 250 ng/Vertiefung mit Bicarbonatpuffer
(pH-Wert 9,6) 12 bis 18 Stunden bei 37°C aufgebracht und als Substrate
für den
ELISA-Test verwendet. Die Aminosäuresequenz
des SU-V3-2-Peptids lautet: Gly Ser Trp Phe Arg Ala Ile Ser Ser
Trp Lys Gln Arg Asn Arg Trp Glu Trp Arg Pro Asp Phe (SEQ ID NO.
1); und die Aminosäuresequenz
des TM-C1-Peptids lautet: Gln Glu Leu Gly Cys Asn Gln Asn Gln Phe
Phe Cys Lys Ile (SEQ ID NO. 2). Die synthetischen Peptide wurden
an einem Biosearch 9500-Peptidsynthesegerät (Biosearch, San Rafael, CA)
unter Anwendung einer FMOC-Peptidsynthesechemie (Magazine et al.,
1988) synthetisiert. Die Reinheit der synthetisierten Peptide wurde
durch das Vorliegen eines einzelnen Peaks bei Umkehrphasen-Hochleistungs-Flüssigchromatographie bestimmt
und durch eine Aminosäure-Sequenzanalyse,
die an der Peakprobe durchgeführt
wurde, bestätigt.
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Die
peptidbeschichteten Platten wurden unmittelbar vor der Verwendung
1-mal mit Puffer
3 gewaschen. Die Serumproben wurden in Puffer 3 1:200 verdünnt und
1 Stunde bei 37°C
in den mit dem FIV-Antigen beschichteten Vertiefungen inkubiert
und sodann 6-mal gewaschen. Die Vertiefungen wurden mit Waschlösung gewaschen,
mit biotinyliertem anti-Katzen-IgG (Vector Laboratories, Burlingame,
CA) 1 Stunde bei 37°C inkubiert,
6-mal gewaschen und mit Streptavidin, das mit Meerrettich-peroxidase
konjugiert war (Vector Laboratories) 1 Stunde bei 37°C inkubiert.
Sodann wurden die Vertiefungen 6-mal mit Waschlösung gewaschen und mit ELISA-Substratlösung (0,005%
Tetramethylbenzidin und 0,015% H2O2 in 0,96%iger Citratlösung) bei Raumtemperatur inkubiert.
Die Reaktion wurde bei Auftreten einer sichtbaren Reaktionsfarbe
in den sequenziell verdünnten
Standards, die aus bekannten, FIV-positivem Katzenserum bestanden, mit
0,1 M Fluorwasserstoffsäure
gestoppt. Die Lichtabsorption wurde mit einem BioRad-ELISA-Lesegerät (Bio-Rad
Laboratories, Hercules, CA) bei einer optischen Dichte von 414 nm
gemessen.
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Polymerase-Kettenreaktion
(PCR). Die proviralen DNA-Konzentrationen von infizierten Zellen
wurden durch differentielle PCR überwacht,
die kürzlich
zur Unterscheidung von multiplen FIV-Stämmen für gleiche oder verschiedene
Subtypen entwickelt wurde (Okada et al., 1994). Als Mittel zur Steigerung
der Empfindlichkeit der PCR wurden die in Tabeile 1 aufgeführten gebündelten
PCR-Primersets verwendet.
Die PCR wurde in einer 2-stufigen Reaktion durchgeführt, zunächst mit
einem Paar von äußeren Primern
(für alle
FIV-Stämme gemeinsam)
unter Bedingungen gemäß den Angaben
von Okada et al., 1994. In der zweiten PCR-Stufe wurden 1/25 des
Produkts der ersten Stufe unter Verwendung der inneren Primer (spezifisch
für jeden
FIV-Stamm) amplifiziert. Unter Anwendung von kombinierter PCR lassen
sich Zellen, die mit FIVPet, FIVUK8, FIVBang, FIVAom1, FIVAom2 und
FIVShi infiziert sind, voneinander unterscheiden.
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Die
ungefähre
Menge an proviraler DNA pro Zelle wurde durch halbquantitative PCR
bestimmt, bei der verschiedene Verdünnungen von DNA, die aus einer
bekannten Anzahl von Zellen extrahiert worden war, hergestellt wurden.
Wenn beispielsweise 10
5 Zellen für die DNA-Extraktion
verwendet wurden, entspricht eine 10
5-Verdünnung des
DNA-Präparats
in etwa der in einer einzigen Zelle vorhandenen DNA. Die PCR wurde
an diesen verschiedenen DNA-Verdünnungen
durchgeführt.
Die endgültige
Verdünnung,
die zu einem positiven PCR-Ergebnis führt, wird als die Endpunktverdünnung angesehen.
Die Anzahl der Zeilen, die der Endpunktverdünnung entsprechen, wird zur
Bestimmung des prozentualen Anteils von mit Virus infizierten Zellen
in einem gegebenen Zellpräparat
gemäß der nachstehenden
Formel herangezogen:
wobei Z = Anzahl der der
Endpunktverdünnung
entsprechenden Zellen.
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Test
auf reverse Transkriptase (RT). Die Anwesenheit von RNA-abhängiger DNA-Polymerase
(RT) wurde in Zellkulturüberständen im
wesentlichen gemäß den Angaben
von Rey et al. bestimmt. Der RT-Test zum Nachweis von FIV verwendete
poly(rA)-oligo(dT12-18) als einen exogenen
Matrizenprimer, vier verschiedene Desoxyribonucleotidtriphosphate,
20 mM KCl mit Mg++ als zweiwertiges Kation
und 5 μCi
[3H]-markiertes Thymidintriphosphat (TTP)
pro Probe. 5 μCi
[3H] TTP ergab ein durchschnittliches Gesamtzählergebnis
von 1 200 000 cpm unter Verwendung eines Szintiflationsflüssigkeitsgemisches
(1 Teil Xylol auf 9 Teile biologisch abbaubares Szintillationszählmittel
der Fa. Research Products International) an einem Beckman LS250-Szintillationszähler (Beckman
Instruments, Inc., Palo Alto, CA). Im Ergebnis liegen die RT-Werte
für getestete
Proben unter 1 200 000 cpm/ml.
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Viraler
Neutralisationstest. Eine Strategie zur Entwicklung von stamm- und
subtypspezifischen VN-Tests ist in der Literatur beschrieben (Okada
et al., 1994). Reihenverdünnungen
von hitzeinaktivierten Seren wurden mit 100 TCID50 eines
jeden FIV-Stammes 45 Minuten bei 37°C in einer Platte mit 24 Vertiefungen inkubiert,
bevor die Zugabe von felinen, peripheren, mononuklearen Blutzellen
(PBMC) (4 × 105 Zellen/ml) oder von FIV-empfindlichen FeT-1C-Zellen
(2 × 105 Zellen/ml) erfolgte. Nach 3-tägiger Züchtung wurden
die Zellen 1-mal mit ausgewogener Hank-Salzlösung gewaschen, um restliches
Virus aus der Kultur zu entfernen. Anschließend wurden die Zellen in frischem
Kulturmedium (RPMI-1640 mit einem Gehalt an 10% hitzeinaktiviertem
fötalem
Kälberserum,
10 mM HEPES-Puffer, 50 μg/ml
Gentamicin, 5 × 10–5 M
2-Mercaptoethanol und 100 Einheiten/ml humanes rekombinantes IL-2)
resuspendiert. Die Virusinfektion von Zellen wurde durch Mg++-abhängige
RT-Tests der Kulturflüssigkeiten,
die nach einer Züchtungszeit
von 9, 12, 15 und 18 Tagen geerntet worden war, bestimmt. Seren
wurden als positiv auf VN-Antikörper
angesehen, wenn die RT-Aktivität ≤ 25% der infizierten
Kontrollkulturen, die aus SPF-Serum bestanden, betrug.
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Nachstehend
finden sich Beispiele zur Erläuterung
der Verfahren (einschließlich
der besten Ausführungsform)
zur praktischen Durchführung
der Erfindung. Diese Beispiele sind nicht als beschränkend anzusehen.
Sämtliche
Prozentangaben beziehen sich auf das Gewicht und sämtliche
Verhältnisangaben
für Lösungsmittelgemische
beziehen sich auf das Volumen, sofern nichts anderes angegeben ist.
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Beispiel 1 – FIV-infizierte
Zelllinien
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Eine
neue, von Interleukin-2 (IL-2) abhängige, feline T-Zelllinie mit
der Bezeichnung FeT-1C, bei der es sich um eine Mutterlinie eines
IL 2-abhängigen
FeT-1M Klons handelt, wurde zur Bereitstellung von individuellen
Zelllinien, die chronisch mit FIVPet, FIVDix, FIVUK8, FIVBang, FIVAom2 oder
FIVShi infiziert waren, verwendet. Der FeT1M-Klon
(auch als FIV-Fet1M bezeichnet) ist im US-Patent 5 275 813 (durch Verweis zum
Gegenstand der Beschreibung gemacht) beschrieben. Er wurde zur Herstellung
einer IL-2-unabhängigen
Zelllinie, nämlich FL-4
(ebenfalls im US-Patent 5 275 813 beschrieben), verwendet, die chronisch
FIVPet bildet. Die FeT-1C-Zelllinie ist
hochgradig mit verschiedenen Isolaten von FIV-Subtypen A, B und
D infizierbar. Eine Langzeitpassage der FeT-1C-Zelllinie verringert
deren Infizierbarkeit, insbesondere beim FIV-Subtyp D. Daher soll
zur Erzielung optimaler FIV-Infektionsraten oder für die Verwendung
bei VN-Tests die Anzahl der Passagen weniger als etwa 35 betragen.
Eine halbquantitative PCR und Viruskern-Antigenanalysen zeigten,
dass sämtliche
mit FIV belasteten Zelllinien signifikant mit individuellen FIV-Stämmen infiziert
waren.
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Eine
IL-2-unabhängige
feline Zelllinie, die gegenüber
einer FIV-Infektion empfindlich ist, wurde ebenfalls aus FeT-1C-Zellen
entwickelt. Diese Zelllinie mit der Bezeichnung FeT-J kann mit FIV
durch gemeinsame Züchtung
unter Verwendung von FIV-infizierten Medien oder Zellen infiziert
werden. Beispielsweise wurde eine FIVBang-infizierte
Fet-1C-Zelllinie in Abwesenheit von IL-2 gemeinsam mit nicht-infizierten
FeT-J-Zellen gezüchtet,
um eine IL-2-unabhängige FIVBang-infizierte FeT-J-Zelllinie (mit der
Bezeichnung Bang/FeT-J) bereitzustellen. Beim Infektionsverfahren
unter gemeinsamer Züchtung
wurden Bang/FeT-1C-Zellen mit nicht-infizierten FeT-J-Zellen in
einem Verhältnis
von etwa 2:1 bis etwa 10:1 (infiziert:nicht-infiziert) vereinigt.
Das Zellgemisch wurde im Medium in Abwesenheit von IL-2 mehrere
Tage gezüchtet.
Man ließ die
Fet-1C-Zellen absterben.
Die verbleibenden Zellen bestanden aus FIVBang-infizierten
FeT-J-Zellen. Somit können
FIV-infizierte FeT-1C-Zellen zur Infektion von FeT-J- Zellen und zur Bereitstellung
von IL-2-unabhängigen
FeT-J-Zelllinien, die mit verschiedenen FIV-Subtypen infiziert sind,
verwendet werden. Das Verfahren zur gemeinsamen Züchtung mit FIV-infizierten
FeT-1C-Zellen führte
zu IL-2-unabhängigen FeT-J-Zelllinien,
die mäßige bis
hohe Konzentrationen an verschiedenen FIV-Subtypen erzeugen.
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Die
FeT-1C-Zelllinie wurde auch mit FIVShi infiziert
und einer ausgedehnten Passagierung zur Erzeugung einer IL-2-abhängigen Zelllinie
mit der Bezeichnung Shi/FeT-1C unterzogen. Die Shi/FeT-1C-Zelllinie wurde
später
gemeinsam mit FeT-J in Abwesenheit von IL-2 gezüchtet. Die erhaltene IL-2-unabhängige FIVShi-infizierte
Zelllinie erhielt die Bezeichnung Shi/FeT-J. Die IL-2-unabhängige Shi/FeT-J-Zelllinie
erzeugt höhere Konzentrationen
an FIVShi als die IL-2-abhängige
Shi/FeT-1C-Zelllinie (1).
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Die
Entwicklung einer FeT-J-Zelllinie, die mit FIVBang infiziert
ist, wurde auch ohne die Verwendung der FeT-1C-Zelllinie durchgeführt. Die
FeT-J-Zelllinie wurde direkt mit zellfreiem FIVBang-Inokulum
infiziert und eingehend mit IL-2 passagiert. Die erhaltene IL-2-unabhängige FIVBang-Erzeuger-Zelllinie erhielt die Bezeichnung Bang/FeT-J.
Die Bang/FeT-J-Zelllinie erzeugte höhere Konzentrationen an FIVBang als die IL-2-abhängige Bang/FeT-1C-Zelllinie,
die durch Infektion der FeT-1C-Zelllinie mit FIVBang entwickelt
wurde (1).
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Beispiel 2 – Multi-Subtyp-FIV-Impfstoffe
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FIV-infizierte
Zellen wurden aus Überständen durch
Zentrifugation entfernt, inaktiviert und als Impfstoff verwendet.
Gleichermaßen
wurde vollständiges
FIV-Virus aus infizierten,
zellfreien Überständen durch
Ultrazentrifugation pelletisiert und inaktiviert. Sowohl infizierte
Zellen als auch Virus wurden durch 24-stündige Behandlung mit 1,25%
Paraformaldehyd bei 5°C
inaktiviert, wonach sich ein gründliches
Waschen bzw. eine Dialyse gegen PBS anschlossen. Dieses Verfahren
inaktiviert in wirksamer Weise FIV ohne Verlust an Immunogenizität. FIV-Immunogene,
die nach dem vorliegenden Verfahren hergestellt worden sind, erweisen
sich als hochgradig wirksam in Bezug auf eine Herbeiführung einer
Schutzimmunität
(Yamamoto et al., 1993; Yamamoto et al.,1991a; Yamamoto et al.,
1991b). Es kommt in Betracht, dass abgeschwächte virale Isolate ebenfalls
in den vorliegenden Impfstoffzusammensetzungen verwendet werden
können.
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Obgleich
eine FIVShi-infizierte Fet-1C-Zelllinie
mit dem FIVPet-Stamm superinfiziert wurde,
um eine einzelne Zelllinie zu erzeugen, die mit multiplen Subtypen
von FIV infiziert war (d. h. eine Multi-Subtyp A/D-FeT-1C-Zelllinie),
nahmen nach 2-monatiger Coinfektion des FIVShi die
proviralen Konzentrationen von 50% auf weniger als 5% ab, während provirale
FIVPet-Konzentrationen gleichzeitig auf
etwa 50% stiegen. Somit ist die Aufrechterhaltung einer einzigen Zelllinie,
die mit multiplen Subtypen von FIV infiziert ist, zur Verwendung
als FIV-Impfstoff
keine bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Infolgedessen
wurden in einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung Impfstoffzusammensetzungen aus zwei individuellen
Zelllinien entwickelt, die jeweils mit einem unterschiedlichen FIV-Subtyp
infiziert sind. In einer speziellen Ausführungsform umfasste die Dual-Subtyp-FIV-Impfstoffzusammensetzung
eine Kombination aus einer FIV-Subtyp A-infizierten Zelllinie (Pet/FL-4)
mit einer FIV-Subtyp
D-infizierten Zelllinie (Shi/FeT-1C). Die A-Subtyp- und D-Subtyp-infizierten
Zelllinien wurden gemäß den beschriebenen
Angaben inaktiviert, in gleichen Zellzahlen (2,5 × 107 Zellen jeweils in 250 μg MDP) vereinigt und zur Immunisierung
von Katzen verwendet. Drei SPF-Katzen wurden mit inaktivierten Pet/FL-4-Zellen
und vier weitere Katzen mit inaktivierten Shi/FeT-1C-Zellen (2,5 × 107-Zellen/Dosis) geimpft. Nach einer Reihe
von vier Impfungen erzeugte der Dual-Subtyp Impfstoff (Pet/FL-4
und Shi/FeT-1C) anti-FIV-Antikörper,
einschließlich
signifikante VN-Antikörpertiter,
gegen die beiden getesteten FIV-Stämme (2 und
Tabelle 2, Versuch 1). Vier Dual-Subtyp geimpfte (Pet/FL-4 und Shi/Fet-1C)
Katzen wurden mit FIVBang (50 CID50) belastet. Sämtliche drei Pet/FL-4-geimpften
und zwei der Shi/FeT-1C-geimpften Katzen wurden mit 50 CID50 FIVBang belastet.
Die beiden verbleibenden, Shi/FeT-1C-geimpften Katzen wurden mit
50 CID50 FIVShi belastet.
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Sämtliche
mit dem 2-fachen Subtyp geimpften Katzen waren in Bezug auf FIVBang gemäß Virus-Isolierung
und PCR von PBMC 6 Wochen nach der Infektion (pi) negativ, während sämtliche
zum Schein immunisierte Katzen entweder in Bezug auf FIVBang oder FIVShi gemäß Virus-Isolation
und PCR 6 Wochen nach der Infektion positiv waren (Tabelle 2, Versuch
1). Im Gegensatz dazu war jeweils eine Katze von Pet/FL-4-geimpften
Gruppen und Shi/FeT-1C-geimpften
Gruppen, die mit FIVBang belastet worden
waren, in Bezug auf FIVBang positiv. Wie
erwartet, waren sämtliche
Katzen, die mit FIVShi geimpft und anschließend mit
FIVShi belastet worden waren, 6 Wochen nach
der Infektion in Bezug auf FIVShi negativ.
Somit führte
der speziell als Beispiel vorgestellte 2-fache Subtyp-Impfstoff zu einer Verhinderung
oder Verzögerung
der Infektion sowohl bei homologer FIVShi-Belastung
als auch bei heterologer FIVBang-Belastung.
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Die
mit dem 2-fachen Subtyp geimpften Katzen (Pet/FL-4-Zellen und Shi/FeT-1C-Zellen)
entwickelten FIV-Antikörper
spezifisch für
das virale Kernprotein p25 (auch als FIV p28 bezeichnet) nach der
zweiten Immunisierung (2). Höhere Antikörpertiter gegen andere virale
Antigene wurden nach der dritten bis vierten Immunisierung nachgewiesen.
VN-Antikörper
gegen FIVPet entwickelten sich nach der
zweiten Immunisierung, während
VN-Antikörper
gegen FIVShi sich nach der vierten Immunisierung
entwickelten (Tabelle 4). CTL-Reaktionen
gegen FIVPet und FIVShi wurden
bereits bei der dritten Immunisierung bei sämtlichen getesteten Katzen (Tabelle
3) nachgewiesen und es entwickelten sich stärkere CTL-Reaktionen gegen
beide Stämme
nach der vierten Immunisierung. Ferner entwickelten zwei der drei
getesteten Katzen CTL-Reaktionen
gegen FIVBang nach der vierten Immunisierung.
Die Ergebnisse zeigen, dass nach vier Impfungen der 2-fache Subtyp-Impfstoff
starke CTL-Reaktionen
gegen FIVPet und FIVShi (Tabelle
3) und hohe FIV-Antikörpertiter,
einschließlich VN-Antikörpertiter,
gegen beide FIV-Stämme
hervorrief (Tabelle 4).
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Die
mit inaktivierten Shi/Fet-1C-Zellen immunisierten Katzen entwickelten
FIV-Antikörper,
die für
das virale Kernprotein p25 spezifisch waren, nach der zweiten Immunisierung
und Antikörper
gegen andere virale Antigene nach der dritten Immunisierung (2).
VN-Antikörper
gegen FIVShi entwickelten sich in diesen
Katzen nach der vierten Immunisierung, während VN-Antikörper gegen
FIVPet im Verlauf der Immunisierungen nicht
nachgewiesen wurden. Beide mit Shi/FeT-1C geimpften Katzen entwickelten
CTL-Reaktionen gegen FIVShi erst nach der
vierten Immunisierung, entwickelten aber keine CTL-Reaktionen gegen
FIVPet, selbst nach der vierten Immunisierung
(Tabelle 3).
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Mit
inaktivierten Pet/FL-4-Zellen immunisierte Katzen entwickelten Antikörper gegen
p25 nach der zweiten Immunisierung (2) und gegen
andere virale Antigene, einschließlich VN-Antikörper gegen
FIVPet, nach der zweiten bis dritten Immunisierung
(Tabelle 4). Die einzigen CTL-Reaktionen, die bei mit Pet/FL-4-Zellen immunisierten
Katzen nachgewiesen wurden, waren FIVPet.
Insgesamt bewirkte der 2-fache Subtyp-FIV-Impfstoff raschere und
höhere
VN-Antikörpertiter
und CTL-Reaktionen gegen beide FIV-Stämme, verglichen mit dem einfachen
Subtyp-Impfstoff. Zum Schein immunisierte SPF-Katzen entwickelten
keine viralen Antikörper,
VN-Antikörper
oder anti-FIV-CTL-Reaktionen.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
umfasst die erfindungsgemäße Impfstoffzusammensetzung
einen Dreifach-Subtyp-FIV-Impfstoff, der aus drei Zelllinien hergestellt
worden ist, wobei jede Zelllinie mit einem viralen Stamm eines unterschiedlichen
FIV-Subtyps (A oder B oder D) infiziert worden ist. Drei spezifische
pathogenfreie Katzen wurden mit einem Dreifach-Subtyp-Impfstoff
(FIVPet + FIVBang +
FIVShi) immunisiert. Andere Katzen wurden
mit Einfach-Subtyp FIVBang-Impfstoffen immunisiert,
um die Immunogenizität
von Makrophagentropem FIVBang als eine Komponente
des Impfstoffes zu bewerten. Die VN-Antikörpertiter-Ergebnisse zeigen,
dass sowohl Dreifach-Subtyp-Impfstoffe (FIVPet +
FIVBang + FIVShi)
als auch Einfach-Subtyp-FIVBang-Impfstoffe
hohe antivirale Antikörpertiter
selbst nach der zweiten Immunisierung hervorriefen (Tabelle 2, Versuch
II und Tabelle 5). Somit können
sowohl lymphotrope als auch Makrophagen-trope FIV als Komponenten
der erfindungsgemäßen Impfstoffzusammensetzungen
verwendet werden.
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Die
drei SPF-Katzen, die mit einer Kombination von inaktivierten Pet/FL4-Zellen, inaktivierten Bang/Fet-J-Zellen
und inaktivierten Shi/FeT-IC-Zellen immunisiert worden waren (jeweils
2,5 × 107-Zellen in insgesamt 250 μg MDP) entwickelten
FIV-Antikörper,
die spezifisch für
das vitale Kernprotein p25 und andere vitale Antigene, einschließlich FIV
SU und TM-Hüllprotein,
waren, und zwar nach der zweiten Immunisierung (3, 4, 5). VN-Antikörper gegen
FIVPet, FIVBang und
FIVShi entwickelten sich bei der Mehrzahl
der Katzen bald nach der zweiten Immunisierung und in sämtlichen
Katzen durch die dritte Immunisierung (Tabelle 5). Ferner wies eine
Katze VN-Antikörper
auf, die nach der dritten Immunisierung eine Kreuzreaktion mit FIVUK8 zeigten. Vier SPF-Katzen, die nur mit
inaktivierten Bang/FeT-J-Zellen immunisiert worden waren, entwickelten
nach der zweiten Immunisierung FIV-Antikörper, die spezifisch für das virale
Kernprotein p25 und andere virale Antigene waren (3).
VN-Antikörper
gegen FIVBang entwickelten sich in diesen
Katzen nach der zweiten Immunisierung (Tabelle 5), während VN-Antikörper gegen
FIVPet und FIVUK8 im
Verlauf der Immunisierungen nicht nachgewiesen wurden. Die CTL-Reaktionen
von Katzen, die 3-mal mit dem Dreifach-Subtyp-FIV-Impfstoff (Pet/FL-4,
Bang/FeT-J und Shi/FeT-1C-Zellen) gegen FIV A-, B- und D- Subtyp-Zielzellen
immunisiert worden sind, sind in Tabelle 6 angegeben. CTL-Reaktionen
gegen alle drei getesteten FIV-Subtypen wurden nachgewiesen. Somit
induzierte der Dreifach-Subtyp-Impfstoff
eine breite CTL-Reaktion und raschere und höhere VN- und SU-Hüllantikörptertiter als der Einfach-Subtyp-Impfstoff.
Weder nicht-infizierte FeT-J-Katzen
noch scheinimmunisierte SPF-Katzen entwickelten virale Antikörper oder
VN-Antikörper.
-
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Tabelle
6 – CTL-Reaktionen
von mit dem Dreifach-Subtyp geimpften Katzen nach der dritten Immunisierung
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Beispiel 3 – VN-Antikörper gegen
FIV-Subtypen.
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Ferner
wurde ein Test auf VN-Antikörper
gegen FIV unter Verwendung der erfindungsgemäßen FeT-1C-Zellen entwickelt.
Serum aus FIV
Pet-infizierten Katzen und
SPF-Katzen, die mit inaktivierten Pet/FL-4-Zellen oder inaktiviertem
FIV
Pet-Virus geimpft worden waren, wurden
auf den VN-Antikörpertiter
getestet, wobei entweder FeT-1C-Zellen oder PBMC gemäß dem hier
beschriebenen VN-Testverfahren
verwendet wurden. Seren von zwei SPF-Katzen, die ungeimpft und nicht
mit FIV infiziert waren, wurden als Kontrollseren verwendet. Seren
von geimpften und FIV-infizierten Katzen wiesen einen hohen VN-Antikörpertiter
von 1 000 oder mehr auf, während
Seren von nicht-geimpften SPF-Katzen keinen nachweisbaren VN-Antikörpertiter zeigten.
Der VN-Test auf der Basis von FeT-1C führt zu VN-Antikörpertiter-Ergebnissen,
die mit den Ergebnissen vergleichbar sind, die bei Verwendung von
primären
PBMC aus Katzen erhalten werden (Tabelle 6). Dieser Befund belegt,
dass VN-Antikörpertiter
in einem VN-Test unter Verwendung von FeT-1C-Zellen mit den Ergebnissen
korrelieren, die mit einem VN-Test unter Verwendung von PBMC erhalten
werden. Daher lassen sich FeT-1C-Zellen
in vorteilhafter Weise anstelle von PBMC beim üblichen VN-Test auf FIV verwenden,
da FeT-1C-Zellen mit sämtlichen
FIV-Subtypen infiziert werden können
und leicht in Gewebekultur vermehrt werden können. Tabelle
7 – An
FeT-1C und PBMC getestete VN-Titer
- 1 – Seren
von mit inaktiviertem PeT/FL-4-Zellen geimpften Katzen
- 2 – Seren
von mit FIVPet infizierten Katzen
- 3 – Seren
von mit inaktiviertem, nicht-infiziertem FeT-J immunisierten Katzen
-
Beispiel 4 – Immunotypisierung
von FIV-Stämmen
-
In
vitro-Studien wurden unter Verwendung von FeT-1C-Zellen durchgeführt, um
festzustellen, ob der FIV-Subtyp den FIV-Immunotyp wiederspiegelt.
Eine Immunotypisierung ist für
das Verständnis
der Rolle von VN-Antikörpern
beim Impfstoffschutz von Bedeutung. Antiseren von mit FIV-Subtyp
A-Stämmen
(FIVPet, FIVDix, FIVUK8), Subtyp B (FIVBang,
FiVAom1) und Subtyp D (FIVShi)
infizierten Katzen wurden auf ihre Fähigkeit zur in vitro-Neutralisation
dieser Stämme
unter Verwendung von FeT-1C-Zellen im VN-Test getestet (6).
Sämtliche
Test-Antiseren wiesen eine neutralisierende Aktivität gegen
den entsprechenden homologen FIV-Stamm auf. FIVPet,
ein Subtyp A-Stamm, unterlag einer erheblichen Kreuzneutralisation
durch Antiseren von mit FIVDix infizierten
Katzen. FIVPet unterscheidet sich von FIVDix an den Oberflächen-Hüllglycoprotein
(Env)-Regionen um etwa 9%. Antiseren von mit FIV-Subtyp A-Stämmen infizierten
Katzen führten
zur Kreuzneutralisation von Subtyp B-FIVBang, neutralisierten
jedoch Subtyp D-FIVShi nicht. Antiseren
von mit Subtyp B- und D-Stämmen infizierten
Katzen bewirkten nur eine Kreuzneutralisation anderer FIV-Stämme innerhalb
des homologen Subtyps. Ferner neutralisierten Antiseren von mit
FIVUK8 infizierten Katzen FIVBang,
neutralisierten jedoch nicht FIV-Stämme innerhalb des Subtyps A.
Obgleich FIVUK8 als Subtyp A klassifiziert
wird (Sodora et al., 1994; Rigby et al., 1993; Kakinuma et al.,
1995), lassen diese Ergebnisse darauf schließen, dass Antiseren gegen FIVUK8 Subtyp B-Stämme erkennen, jedoch nicht
Subtyp A-Stämme.
Diese Ergebnisse erklären
möglicherweise,
warum inaktivierte FIVPet-Impfstoffe gegen
FIVUK8 und FIVShi unwirksam
waren (Johnson et al., 1994). Somit besteht eine lose Beziehung zwischen
dem Genotyp und dem Immunotyp. Obgleich genotypische Analysen eine FIV-Stamm-Klassifizierung
ermöglichen,
spiegeln Kreuzneutralisations-Antikörperstudien
die Immunogenizität von
FIV-Stämmen
wieder, die einen wichtigen Parameter bei dem durch Impfstoffe hervorgerufenen
breit gefächerten
humoralen Schutz darstellt.
-
Beispiel 5 – FIV-Zelltropismus
-
Der
Zelltropismus der FIV-Stämme,
die aus infizierten FeT-1C- und infizierten FeT-J-Zelllinien erhalten wurden,
wurde mit dem der FIV-Stämme,
die aus primärem
PBMC erhalten wurden, verglichen (Tabelle 8). Zwei FIV-Isolate,
nämlich
FIV
UK8 und FIV
Bang,
sind beide gleichermaßen
lymphotrop und Makrophagen-trop, während FIV
Shi hochgradig
lymphotrop ist. FIV
Pet war stärker lymphotrop
als Makrophagen-trop. Sein Zelltropismus wurde durch seine Zellquelle
nicht signifikant beeinflusst. Der Makrophagen-Tropismus von FIV
Bang wurde durch die Zellquelle des Virus
nicht beeinflusst. Da der Zelltropismus der FIV-Stämme aus
einer infizierten FeT-1C-Zellinie vergleichbar mit dem Zelltropismus
von primären
PBMC ist, kann das in FeT-1C-Zellen gezüchtete Virus als Inokulum für VN-Tests
und auch als in vivo-Inokulum für
Studien zur Bewertung therapeutischer und prophylaktischer Ansätze verwendet
werden. Tabelle
8 – Zelltropismus
von FIV-Isolaten
- a – Sämtliche
Virus-Inokula wurden vor der Titration an 5 × 105-Zellen/ml
felinen T-Zellen
(FeT-1C) oder primären
felinen Zellen auf 120 000 cpm/ml RT-Aktivität eingestellt. Die Ergebnisse
geben den höchsten
Titer des Virus, das während
einer 21-tägigen
Züchtung
geerntet wurde, wieder.
- b – Gleiche
Zellen wie bei den Impfstoffen mit infizierten Zellen.
-
Es
ist darauf hinzuweisen, dass die hier beschriebenen Beispiele und
Ausführungsformen
nur Erläuterungszwecken
dienen und dass verschiedene Modifikationen oder Abänderungen
für den
Fachmann ersichtlich sind und von der Anmeldung erfasst werden und
unter den Umfang der beigefügten
Ansprüche
fallen.
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