HU226192B1 - Salmonella vaccine - Google Patents

Salmonella vaccine Download PDF

Info

Publication number
HU226192B1
HU226192B1 HU0005010A HUP0005010A HU226192B1 HU 226192 B1 HU226192 B1 HU 226192B1 HU 0005010 A HU0005010 A HU 0005010A HU P0005010 A HUP0005010 A HU P0005010A HU 226192 B1 HU226192 B1 HU 226192B1
Authority
HU
Hungary
Prior art keywords
flagellin
vaccine
bacterium
salmonella
gene
Prior art date
Application number
HU0005010A
Other languages
English (en)
Inventor
Petrus Johannes Maria Nuijten
Maarten Hendrik Witvliet
Original Assignee
Intervet Int Bv
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Intervet Int Bv filed Critical Intervet Int Bv
Publication of HU0005010D0 publication Critical patent/HU0005010D0/hu
Publication of HUP0005010A2 publication Critical patent/HUP0005010A2/hu
Publication of HUP0005010A3 publication Critical patent/HUP0005010A3/hu
Publication of HU226192B1 publication Critical patent/HU226192B1/hu

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K39/00Medicinal preparations containing antigens or antibodies
    • A61K39/02Bacterial antigens
    • A61K39/025Enterobacteriales, e.g. Enterobacter
    • A61K39/0275Salmonella
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P1/00Drugs for disorders of the alimentary tract or the digestive system
    • A61P1/12Antidiarrhoeals
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P31/00Antiinfectives, i.e. antibiotics, antiseptics, chemotherapeutics
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P31/00Antiinfectives, i.e. antibiotics, antiseptics, chemotherapeutics
    • A61P31/04Antibacterial agents
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P37/00Drugs for immunological or allergic disorders
    • A61P37/02Immunomodulators
    • A61P37/04Immunostimulants
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K39/00Medicinal preparations containing antigens or antibodies
    • A61K2039/51Medicinal preparations containing antigens or antibodies comprising whole cells, viruses or DNA/RNA
    • A61K2039/52Bacterial cells; Fungal cells; Protozoal cells
    • A61K2039/521Bacterial cells; Fungal cells; Protozoal cells inactivated (killed)
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K39/00Medicinal preparations containing antigens or antibodies
    • A61K2039/51Medicinal preparations containing antigens or antibodies comprising whole cells, viruses or DNA/RNA
    • A61K2039/52Bacterial cells; Fungal cells; Protozoal cells
    • A61K2039/522Bacterial cells; Fungal cells; Protozoal cells avirulent or attenuated
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K39/00Medicinal preparations containing antigens or antibodies
    • A61K2039/51Medicinal preparations containing antigens or antibodies comprising whole cells, viruses or DNA/RNA
    • A61K2039/52Bacterial cells; Fungal cells; Protozoal cells
    • A61K2039/523Bacterial cells; Fungal cells; Protozoal cells expressing foreign proteins
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/30Against vector-borne diseases, e.g. mosquito-borne, fly-borne, tick-borne or waterborne diseases whose impact is exacerbated by climate change

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Oncology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Mycology (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Communicable Diseases (AREA)
  • Medicines Containing Antibodies Or Antigens For Use As Internal Diagnostic Agents (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Medicines Containing Material From Animals Or Micro-Organisms (AREA)

Description

A leírás terjedelme 14 oldal (ezen belül 3 lap ábra)
HU 226 192 Β1
A találmány tárgyát vakcinában alkalmazható Salmonella baktériumokon alapuló vakcinák képezik, továbbá ilyen baktériumok alkalmazása képezi a vakcinák gyártásában való alkalmazásra.
A találmány szerinti vakcinák előnyösen alkalmazhatók markervakcinákként, azaz hatásukat a vad típusú fertőzésétől meg lehet különböztetni.
A Salmonella nemzetségbe sorolt baktériumok mind az ember, és mind pedig az állatok hírhedt kórokozói. Csak az Egyesült Államokban, a Sa/mone//a-fertőzéstől szenvedő személyek éves száma meghaladja a kétmilliót. A fertőzést legtöbb esetben fertőzött táplálék okozza. A fertőzés legismertebb forrása a tojás (mind a kacsa- és mind pedig a tyúktojás), tojástartalmú termékek és a nem megfelelőképpen hőkezelt baromfi- és sertéshús. E fertőzésekkel szembeni védekezőképesség különösen csecsemőkben, kisgyermekekben, idős személyekben és immunológiailag legyengített („ImmunD compromised) betegekben alacsony. E csoportokban különösen magas a Sa/mone//a-fertőzés okozta éves elhalálozási ráta. Az utóbbi néhány évtizedben a sokkal hatékonyabb nagyüzemi állattenyésztés az állatsűrűség nagymértékű megnövekedéséhez vezetett. Ennek eredményeként, az állatok - és ezzel összefüggésben a fertőzött táplálék - okozta emberi fertőzések száma láthatóan megnőtt. A Salmonella-fertőzés fő forrásának egyértelműen az állatokat tartják. A fertőzés e forrását azonban igen nehéz szabályozni. Először is, egészséges felnőtt állatokban a Salmonella-fertőzés a legtöbb esetben nem okoz súlyos betegséget, így ezek az állatok a baktériumot huzamosabb ideig hordozhatják. Ez idő alatt ürülékükkel a baktériumot szétterjesztik. Ezzel gyakorlatilag lehetetlen a fiatal, sokkal kevésbé ellenállóképes állatok esetében a fertőzést elkerülni. Másodszor, sok Salmonella faj számos, eltérő gazdaállatot képes fertőzni. Néhány Salmonella faj egy specifikus gazdaszervezetben okoz elsődleges fertőzést, míg más Salmonella faj egyáltalán nem fajspecifikus. Mint elsődlegesen fertőző baktérium, a S. typhi és S. paratyphi gyakran hozható kapcsolatba emberi fertőzéssel. A S. typhi hasmenést (diarét), és ennek eredményeként dehidratációt okoz. E fertőzés a trópusi területeken gyakran előfordul. A S. dublin a szarvasmarhával - különösen a fiatal borjakkal - hozható kapcsolatba, ahol az esetek több mint 50%-ában letális fertőzést okoz. A S. abortus equi lóban, a S. abortus ovi pedig juhokban okoz vetélést. A S. choleraesuis a letális diaré okozója malacokban. A S. typhimurium és S. enteritldis a baromfiak között, a sertésekben, a szarvasmarha-állományban és rágcsálóban salmonellosist okoz. A S. arizonae pulykákat betegít meg. A táplálékként nem hasznosított állatok, mint például a hüllők, is szenvednek Salmonella - például S. arizonae - fertőzéstől.
Hatékony Sa/mone//a-vakcinákra egyértelmű szükséglet mutatkozik. Vakcinákra van szükség az emberek védelmére, az egyik személyről a másikra történő Salmonella-fertőzés átvitele ellen. Vakcinák szükségesek az emberek élelmiszer-eredetű Salmonella-fertőzés elleni védelmére is. Végül vakcinákra van szükség az állatok Salmonella-fertőzés elleni védelmére is.
A kereskedelemben jelenleg számos, különböző Salmonella faj elleni vakcina érhető el. Annak ellenére, hogy ezek vakcinázási szempontból néha hatékonyak, azonban közös hátrányos tulajdonsággal bírnak. Miután e vakcinák ugyanolyan antigénterhelést jelentenek, mint a vad típusú baktérium, általában olyan antitestpopulációt indukálnak, amely a vad típusú baktérium általi fertőzésnek felel meg. Ezért, Salmonella-pozitív állat szérumában lévő antitestek analízise nem teszi világossá, hogy az állat miért pozitív. A pozitív eredményt okozhatja a vakcinálás is, de jó az esélye annak is, hogy a fertőzés kiváltója valamilyen virulens, a szabadból származó törzs. így, ha egy állat Salmonellapozitívnak bizonyult, akkor azt fertőzöttnek tekintik. Ezért úgynevezett markervakcina előállítása lenne kívánatos. A markervakcina olyan vakcina, amelyet a vad típusú fertőzéstől meg lehet különböztetni, például a vad típusú fertőzés által indukált antitestpaneltől különböző antitestpanel alapján. Ilyen eltérő antitestpanel akkor indukálódik, amikor egy immunogén fehérje a vad típusú baktériumban jelen van, de a vakcinálásra alkalmazott mutánsból hiányzik, így a gazdaszervezet a vakcinálást követően az említett fehérje ellen antitestet nem termel.
Egy markerantigénnek legalább a következő jellemzőkkel kell rendelkeznie:
a baktérium életképességének súlyos károsítása nélkül lehessen deletálni, antitesteket indukáljon, a baktérium immunogenitásában ne vegyen részt, hiánya hozzájáruljon a baktérium gyengítéséhez (attenuációjához).
Alkalmas antigénként minden ismert Salmonellaantigén számításba jöhet. Ilyen ismert antigén a flagellum (ostor), amely a S. pullorum és S. gallinarum alfajok kivételével az összes vad típusú Salmonella fajban megtalálható. Vad típusú formában flagellummal rendelkező Salmonella fajokra példák a következők: S. typhimurium, enteritidis, choleraesuis, dublin, typhi, abortus ovi, abortus equi, paratyphi A és B, derby, hadar, heidelberg, agona és arizona. A flagellumok a sejt felszínéből kinyúló hosszú struktúrák, amelyek fontos szerepet játszanak a mozgékonyságban és bizonyos gazdasejtekbe történő betörésben (invázióban). A flagellumok a flagellinnek nevezett fehérjék hosszú polimerjeiből állnak. Ismert, hogy a flagellinek magas antitestszintet indukálnak. Az is ismert, hogy a flagellumok hiánya jelentősen nem befolyásolja a baktérium életképességét a gazdasejten kívül: gyakorlatilag minden Salmonella fajnak léteznek flagellumhiányos mutánsai és ezek képesek in vitro körülmények között szaporodni. Azonban, alkalmas markerként Salmonella flagellumfehérjéket még eddig nem vették figyelembe, mivel e fehérjék nem, vagy csak részben tesznek eleget a markerekkel szemben támasztott négy feltételnek:
- bár nem szükségesek a gazdaszervezeten kívüli túléléshez, fontos szerepet játszanak a baktérium túlélésben és perzisztenciában a gazda - immunitásindukálásban részt vevő - makrofágjaiban [Methner és Barrow, Béri. Münch. Tierartzl.
HU 226 192 Β1
Wschr. 110, 391-396 (1997); Weinstein és munkatársai, Infect. Immun. 46, 819-825 (1984)],
- jelentős mértékben részt vesznek a baktérium immunogenitásában; ez az oka annak is, hogy e proteineket rövid heterológ aminosavszekvenciáknál célba juttatására szállítófehérjeként alkalmazzák [Joys, SAAS Bulletin: Biochem. Biotech. 4, 56-59 (1991); Newton és munkatársai, Science 244, 70-72(1989)],
- hiányuk az attenuációhoz nem járul hozzá [Lockman és Curtiss, Infect. Immun. 58, 137-143 (1990); Methner és Barrow, Béri. Münch. Tierartzl. Wschr. 110, 391-396 (1997)],
- a flagellummal bíró Salmonella baktérium gátolja más, flagellumos Salmonellák kötődését.
A flagellumát elvesztett Salmonella baktérium gátló hatása más, flagellummal bíró Salmonellák kötődésével szemben azonban csökken, növelve ezzel a Salmone//a-fertőzés össz-szintjét [Methner és Barrow, Béri. Münch. Tierártzl. Wschr. 110, 391-396 (1997); Weinstein és munkatársai, Infect. Immun. 46, 819-825 (1984)].
Ezen összetett okokból Sa/mone//a-vakcinákhoz a flagellumot alkalmas, deletálható markerantigénként sohasem vették számításba.
Bár a GB 1109179 sz. szabadalmi irat leír olyan, feltételezett vakcinákat, amelyek flagellinmentes, inaktivált Salmonella typhi vagy S. paratyphi baktériumokon alapulnak, egy évtizeddel később az egyik feltaláló, Anderson felismerte és Μ. H. Wahldannal és munkatársaival együtt publikálta, hogy ezeket a készítményeket nem lehet Sa/mone//a-fertőzéssel szemben védő vakcináknak tekinteni [Wahldan Μ. H. és munkatársai, Bull World Health Organ 52(1), 69-73. old. (1975)]. Továbbá Wahldan és munkatársai ezen későbbi publikációjában kifejezetten hangsúlyozták a flagellummal bíró baktériumok jelentőségét vakcinákban.
Az általános hipotézissel szemben most meglepő módon úgy találtuk, hogy a flagellumok hiánya nincs hatással a Salmonella vakcinálási képességére. Ez különösen meglepő annak a ténynek a tükrében, hogy vad típusú Salmonellával fertőzött állatokban nagy mennyiségű, a flagellumok ellen termelődött antitestet találtunk, mely bizonyítja a flagellum antigén hatását.
A találmány szerinti megoldás kidolgozása során célunk az volt, hogy elsőként állítsunk elő olyan, a Salmonella nemzetségbe tartozó, vad típusú formájában flagellumokat hordozó baktériumot, amely többé nem képes a flagellum, illetve flagellumok antigéndeterminánsai közül legalább egy ellen antitesteket indukálni, illetve, hogy e baktériumot emberek és állatok védelmére szolgáló, salmonellosis elleni vakcinában alkalmazzuk.
A flagellinek olyan, körülbelül 500 aminosavból álló proteinek, melyek számos antigéndeterminánst tartalmaznak, azaz a flagellinen számos olyan régió található, amely ellen a gazdaszervezetben antitestek termelődnek. Ezeket az antigéndeterminánsokat T. M. Joys már azonosította és lokalizálta [Joys, SAAS Bulletin: Biochem. Biotech. 4, 56-59 (1991)]. A találmány szerinti megoldás céljaira alkalmas baktériumként, amely már nem képes a flagellum, illetve flagellumok antigéndeterminánsai közül legalább egy ellen antitesteket indukálni, olyan baktériumot vettünk számításba, amely nem tartalmaz flagellint vagy olyan flagellumot, amelyen az összes antigéndetermináns továbbra is megtalálható. Nem szükséges az összes antigéndeterminánst eltávolítani; elégséges csak az egyik antigéndeterminánst deletálni. Szeropozitív állatok szérumában, az antitesteknek ezen antigéndeterminánsra történő szűrésével különbséget tehetünk a markervakclnával kezelt és a vad típussal fertőzött állatok között. Ilyen antitesteket nem találhatunk a vakcináit állatokban, mivel ezek csak a természetes módon fertőzött állatokban fordulhatnak elő. A szűrés rutinszerűen, könnyen elvégezhető valamilyen egyszerű diagnosztikai eszköz alkalmazásával a következőkben leírtak alapján.
Már sok ismerettel rendelkezünk a flagellin szintézisével és az azt követő, flagellumokká történő érési folyamatról [például: Escherícia coli and Salmonella typhimurium. 10. fej., Flagella and motility. szerk.: Neidhardt és munkatársai, 2. kiadás, ISBN 1-55581-064-5 (1996); Macnab, R. M., Annu. Rév. Génét. 26, 131-158 (1992)]. A flagellum bioszintézise nagyszámú gén összehangolt működését igényli. E gének nemcsak a flagellint kódoló gének, hanem emellett nagyszámú gén vesz részt a flagellum és a flagelláris motor szintézisében. A találmány szerinti baktériumokat elméletileg két úton lehet előállítani. Először, egy vagy több antigéndetermináns mutációval történő megváltoztatására a flagellinproteint kódoló génen mutációkat végzünk. Másodszor, mutációkat végezhetünk a flagellum biogenezisében részt vevő egy vagy több génen. Ez megakadályozza a flagellin vagy akár az egész flagellum bioszintézisét, és sok esetben akár a flagellinnek a bakteriális membránon történő transzportját is. Abban az esetben, ha nem jönnek létre flagellumok, a flagellumban a flagellin specifikus önszerveződése (folding) által meghatározott antigéndeterminánsok hiányozni fognak. Ha a flagellin membránon keresztül történő transzportja nem történik meg, azaz a flagellin a baktérium belső terében marad, a flagellin ellen nem indukálódnak antitestek. A mutáció lehetséges célpontja lehet minden olyan, a technikában ismert gén vagy génklaszter, amely részt vesz a flagellum összeszerelésében és exportjában, azaz például a morfológiai összeszerelési útvonalban (Morphological assembly pathway) és a flagellumspecifikus exportálási útvonalban (Flagellumspecific export pathway). Ezek mindegyikének mutációja olyan baktériumok keletkezéséhez vezet, amelyből a flagellin vagy legalábbis a flagellumok hiányoznak. A tisztánlátás kedvéért, a továbbiakban a „flagelláris biogenesis-útvonalak kifejezésen a flagellumok szintézisének teljes folyamatában részt vevő összes útvonalat értjük.
Ezért, a találmány egy előnyös megvalósítási módja szerint, a flagelláris biogenesis-útvonal valamely génjén történt mutáció következtében a baktérium nem képes a flagellin vagy a flagellumok antigéndeterminánsai közül legalább egy ellen antitesteket indukálni.
HU 226 192 Β1
Gyakorlati szemszögből nézve, kívánatos lehet azonban az, hogy az egész flagellingént, vagy annak egy szakaszát deletáljuk a vakcinaként alkalmazandó baktériumból, egyszerűen úgy, hogy a flagelláris proteint kódoló gént deletáljuk. Különböző Salmonella fajok flagelláris proteinjeit kódoló gének ismertek. E gének szoros rokonságban vannak egymással, ezért jelentős mértékben homológok. Flagellingéneket már leírtak például a Salmonella enterica [Li és munkatársai, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91., 2552-2556 (1994)], Salmonella enteritidis [Selander és munkatársai, J. Bacteriol. 174, 3587-3592 (1992)], Salmonella dublin [Masten és Joys, J. Bacteriol. 175, 5359-5365 (1993)], Salmonella typhimurium [deVries és munkatársai, Appl. Environm. Microbiol. 64, 5033-5038 (1998)], és Salmonella abortus equi [Hanafusa és munkatársai, Mól. Gén. Génét. 236, 260-266 (1993)] fajokból. Újonnan leírt Salmonella fajok flagellingénjeit, az összes létező és ismert Salmonella flagellingének között fennálló homológia alapján könnyen meg lehet találni: standard hibridizációs technika elegendő a flagellingén lokalizációjához.
Vad típusú, flagellumot hordozó Salmonella baktérium két flagellingént tartalmaz. E két gén közül csak az egyik kapcsolódik be, azaz termel flagellint bármilyen meghatározott időpillanatban. A flagelláris fázisvariációnak nevezett mechanizmusnak köszönhetően az időtartamot tekintve 103-105 generáció váltakozását követően a gének szerepet cserélnek, azaz a nem expresszált gén fog expresszálódni és vice versa [például: Eschericia coli and Salmonella typhimurium. 10. fej., Flagella and motility. szerk.: Neidhardt és munkatársai,
2. kiadás, ISBN 1-55581-064-5 (1996)]. Abból a célból, hogy meggátoljuk a találmány szerinti baktériumtörzseket abban, hogy bizonyos számú generáció után flagellint kezdjenek el expresszálni, mindkét flagellingént működésképtelenné kell tenni. Amennyiben viszont a fáziskapcsoló mechanizmust tesszük működésképtelenné elég, ha csak az éppen abban az időszakban expresszálódó flagellingént ütjük ki („knock out”).
Működésképtelennek az olyan gént nevezzük, amely a továbbiakban flagellint nem kódol. Ez lehet például olyan gén, amelynek kódolószekvenciájából egy - például antigéndeterminánst - kódoló részt eltávolítottunk.
A flagellum bioszintézisben részt vevő flagellinvagy más ismert gén működésképtelenné tétele történhet klasszikus eljárások alkalmazásával. Ilyen eljárás például a vad típusú, flagellumokat termelő baktérium mutagénekkel (például bázisanalógok), UV-besugárzással, illetve hővel történő kezelése [Anderso, Mutagenesis, Methods in cell. biology 48, 31-58, szerk.: Epstein, H. F. és Shakes, D. C.]. Különböző baktériumok (ahol a vad típusnak van flagelluma) flagellumhiányos mutánsainak előállítására szolgáló más eljárásokat már többen leírtak [Liu és munkatársai, Infect. Immun. 56, 1967-1973 (1988); Haas és munkatársai, Mól. Microbiol. 8, 753-760 (1993); Gráf és munkatársai, J. Bacteriol. 176, 6986-6991 (1994)].
A flagellum meglétének vagy hiányának fénymikroszkópos analízisével a flagellumhiányos baktériumokat könnyen lehet szelektálni. Az olyan baktériumokat, amelyekben a flagellinnek, illetve a flagellumoknak legalább egy antigéndeterminánsa hiányzik, a flagellin vagy a flagellum ellen előállított monoklonális antitestekkel végzett kötődési vizsgálattal lehet szelektálni. Ilyen antiflagellum vagy antiflagellin monoklonális antitestek a standardtechnikák szerint előállíthatok, például a technikában ismert eljárással, beltenyésztett egerek flagellumokkal történő immunizálásával [Kohler és Milstein, Natúré 256, 495—497 (1975)]. Az így előállított monoklonális antitesteket mutáns baktériumokkal végzett kötési vizsgálatban alkalmazhatjuk. Az olyan baktériumok, amelyek nem kötődnek a specifikus monoklonális antitesthez, azok a baktériumok melyekből a flagellin vagy a flagellum legalább egy antigéndeterminánsa hiányzik.
A klasszikus mutációs technikákkal okozott mutációk természete ismeretlen. A mutáció lehet pontmutáció, amely véletlenül visszaalakulhat a vad típusba (ez azonban nem valószínű, hogy megtörténik). Ezért inkább a transzpozonmutagenezis a megfelelő választás. Transzpozonmutagenezissel végzett mutáció a technikában jól ismert mutageneziseljárás, amely a mutációt a kromoszóma meghatározott helyére irányítja.
A rekombináns DNS technológia lehetővé teszi azt, hogy a mutáció beillesztése ne véletlenszerűen, hanem előre kiválasztott helyre történjék. Ilyen mutáció lehet inzerció (beillesztés), deléció (törlés), egy nukleotid helyettesítése egy másikkal, illetve ezek kombinációja, azzal az egyetlen kikötéssel, hogy a mutációval megváltoztatott gén a továbbiakban ne kódoljon működőképes flagellint. Ilyen mutációt például bizonyos számú bázispár deléciójával lehet végrehajtani. Még az olyan kisméretű deléciók, mint például 10 bázispár hosszú szakaszok törlése, is képes a flagellint funkcionálisan elrontani. Már egyetlen bázispár deléciója is elvezethet a flagellin funkcionalitásának elvesztéséhez, mivel az ilyen mutáció eredményeként létrejött bázispárok a továbbiakban nem a helyes leolvasási keretben helyezkednek el. Minden egyes, hárommal nem osztható bázispár-deléció vagy inzerció leolvasási keret eltolódást okoz. Előnyösebben hosszabb, például 100 bázispár hosszúságú szakaszt távolítunk el. Még előnyösebben a teljes flagellingént deletáljuk. Könnyen belátható, hogy különösen az olyan mutációk, amelyek stopkodont illesztenek be a nyitott leolvasási keretbe, illetve mutációk, amelyek a nyitott leolvasási keretben kereteltolódást okoznak igen alkalmasak arra, hogy olyan törzshöz jussunk, amely flagellint többé nem kódol. Az olyan flagellingén előállítására, melyből egy vagy több specifikus antlgéndetermináns hiányzik, az irányított mutagenezis eljárást választottuk. A Joys által készített antigéndetermináns-térkép [Joys, SAAS Bulletin: Biochem. Biotech. 4, 56-59 (1991)] alapján, készíthetők olyan mutáns flagellingének, amelyekből egy vagy több specifikus antigéndeterminánst eltávolítunk. A flagellin-negatív mutánsok előállítására alkalmazott mindegyik rekombináns DNS-módszer jól is4
HU 226 192 Β1 mert standardmódszer. A mutánsok előállítása tartalmazza a flagellingén klónozását, a génszekvencia irányított mutagenezissel végzett módosítását, restrikciós enzimmel történt emésztés után végzett a religációt vagy valamilyen, PCR-en alapuló eljárást, majd ezután a vad típusú flagellingén helyettesítését a mutáns génnel (allélcsere vagy allélszubsztitúció). Standard rekombináns DNS-módszerek, mint például a flagellingén klónozása plazmidba, a gén emésztése restrikciós enzimmel, az azt követő endonukleázzal történő kezelés, religáció és a gazdatörzsben történő homológ rekombináció, mind ismert technikák és le vannak írva például a Maniatis/Sambrook kézikönyvben (Molecular cloning: a laboratory manual, szerk.: Sanbrook és munkatársai, ISBN 0-87969-309-6). Irányított mutagenezist lehet végezni, például in vitro irányított mutagenezissel a Transformer® Kit (Clontech) alkalmazásával. PCRtechnikákat alaposan leírnak a Dieffenbach és Dreksler, PCR-primers, a laboratory manual, ISBN 087969-447-5 (1995) című könyvben.
Ezért, a találmány egy előnyösebb megvalósítási módja szerint a találmány tárgyát olyan baktérium képezi, amely a flagellingénen bekövetkezett mutáció következtében nem képes flagellint expresszálni.
Legelőnyösebben, a baktériumokat a S. typhimurium, enteritidis, choleraesuis, dublin, typhi, abortus ovi, abortus equi, paratyphi A és B, derby, hadar, heidelberg, agona és arizonae nemzetségeket tartalmazó csoportból választjuk.
A találmány szerinti megoldás kidolgozása során másik célunk az volt, hogy elsőként állítsunk elő az emberek és állatok védelmére alkalmas, salmonellosis elleni markervakcinát. A találmány szerinti vakcina jellemző tulajdonsága, hogy a fent definiált baktériumot, és gyógyászati szempontból elfogadható vivőanyagot tartalmaz. A találmány szerinti vakcina elsődleges előnye az, hogy az ezzel vakcináit emberek és állatok megkülönböztethetők mind a nem vakcináit emberektől és állatoktól, mind pedig - antitestpaneljük alapján - a vad típusú Salmonellával fertőzött emberektől és állatoktól.
A találmány szerinti vakcinák lehetnek élő, legyengített (attenuált), vagy pedig inaktivált formában. Mindkét esetben, a flagellumok vagy a flagellin legalább egy antigéndeterminánsának hiánya a vakcinálást követően olyan antitestpanelt eredményez, amely könnyen megkülönböztethető a vad típusú fertőzés által indukált paneltől. Az élő vakcinánál előnyösebbek az inaktivált vakcinák, miután ez utóbbiak belső tulajdonsága, hogy biztonságosak. Ezért, a találmány egy előnyös megvalósítási módja szerint, a találmány tárgyát olyan vakcina képezi, amelyben a baktérium inaktivált formában van jelen.
A találmány szerinti, Salmonalla baktériumon alapuló vakcina azonban előnyben van a többi, inaktivált baktériumot tartalmazó vakcinával szemben, mivel jobban utánozza a természetes fertőzést, és így jobban indukálja az immunrendszert. Ezenfelül, e vakcinák további jelentős előnyökkel rendelkeznek. Az élő, legyengített vakcinák kifejlesztése általában bonyolult és időigényes. Emellett, az attenuálás fokának finombeállítása komplex folyamat: míg a magas fokú virulencia betegséget okoz, addig az alacsony fokú virulencia nem indukál elégséges mértékű védelmet. Meglepetésünkre, a találmány szerinti vakcinák, ezek flagellumokat hordozó megfelelőivel összehasonlítva, a virulenciát illetően nem mutatnak jelentős eltéréseket. Más szavakkal, a flagellingén eltávolítása nem változtatja meg jelentősen az attenuáció szintjét. Ez az a nem várt előny, ami miatt mind a jövőben kifejlesztésre kerülő, mind pedig a bevált létező élő, legyengített vakcinákban felhasználható Salmonella törzsek alkalmazhatók a találmány megvalósítása során, mihelyt valamely törzset a flagellin vagy a flagellumok legalább egy antigéndeterminánsa elleni antitest indukálásra képtelenné tesszük. Ezért, a találmány egy másik előnyös megvalósítási módja szerint, a találmány szerinti vakcinák élő, legyengített baktériumokat tartalmaznak.
Miután adott az, hogy mind kedvtelésből, mind pedig háziállatként tartott állatoknak manapság nagy mennyiségű vakcinákat adagolnak, egyértelmű, hogy több vakcina kombinált alkalmazása volna kívánatos, ha másért nem, a vakcinálás költségeinek csökkentése miatt. Ezért nagyon előnyös más patogén mikroorganizmusok vagy vírusok kiválasztott antigénjeit kódoló, heterológ gének rekombináns hordozójaként élő, legyengített vakcinákat alkalmazni. Az ilyen rekombináns hordozók előnye, hogy az immunitás egyidejűleg két vagy több betegség ellen indukálódik. Élő, legyengített baktériumok alkalmazása a találmány szerinti vakcinában, heterológ gének számára igen alkalmas hordozót szolgáltat. Elméletileg, ilyen heterológ géneket be lehet illeszteni a bakteriális genom bármelyik nem nélkülözhetetlen helyére.
Ezért, a találmány tárgyát képezik olyan, a találmány szerinti baktériumok, amelyekbe heterológ gént illesztünk. Ahogyan fent említettük, ilyen heterológ gén lehet például olyan gén, amely más patogén mikroorganizmusok vagy vírusok kiválasztott antigénjét kódolja. Ilyen gén származhat például patogén herpeszvírusok (azaz a herpeszvírusok strukturális proteinjeit kódoló gének), retrovírusok [például a gp160 burok („envelop”) protein], adenovírusok és hasonlók közül.
Heterológ génhez patogén baktériumokból is hozzájuthatunk. Igen alkalmas bakteriális heterológ gének, például a bakteriális toxinok - mint például Actinobacillus pleuropneumoniae toxinok, Clostridium toxinok -, a külső membránfehérjék és hasonlók.
Egy másik lehetőség olyan gén beillesztése, amely gén az immunrendszert beiindítja, mint például interleukin, TNF (tumor necrosis factor), interferon, vagy más, az immunrendszer szabályozásában részt vevő gén.
A flagellingén beillesztési helyként történő alkalmazásának megvan az az előnye, hogy a heterológ gén beillesztéséhez nem szükséges új beillesztési helyet találni, a beillesztés eredményeként egyben a flagellingén is inaktiválódik, és az újonnan bevitt gén expresszálódhat (a homológ bakteriális génekkel összhangban). Ilyen rekombináns hordozókat rutinszerűen,
HU 226 192 Β1 standard molekuláris biológiai eljárásokkal - mint például allélcsere - lehet konstruálni.
így, a találmány egy előnyös megvalósítási módja szerint a heterológ gént a flagellingénbe illesztjük. A heterológ gén a flagellingénbe bárhová beilleszthető, illetve beilleszthető a flagellingén helyére, miközben a flagellingént részlegesen vagy teljesen deletáljuk.
A találmány szerinti vakcina, a fent leírt baktériumon kívül, gyógyászatilag elfogadható vivőanyagot is tartalmaz. Ilyen vivőanyag lehet akár víz is, de tartalmazhatja például azt a folyadékot, amiben a baktériumokat tenyésztettük. Egyéb alkalmas vivőanyag például valamilyen, fiziológiai sók megfelelő koncentrációját tartalmazó oldat.
Az adagolásra alkalmas dózis változhat a kor, a tömeg és a vakcinálásra kerülő állat, az adagolás módja és a patogén (ami ellen vakcinálunk) függvényében, A vakcina a baktérium bármilyen, immunválasz kiváltására elégséges, dózisát tartalmazhatja. Például a 103tól a 1O10 baktériumot tartalmazó dózistartomány igen alkalmas.
Esetleg, a vakcinához hozzá lehet adni egy vagy több, adjuváns hatású vegyületet. Az adjuvánsok az immunrendszer nemspecifikus serkentői, melyek fokozzák a gazdaszervezet által a vakcinára adott immunválaszt. A technikában ismert adjuvánsok a Freund-féle komplett és inkomplett adjuváns, E-vitamin, nemionos blokkpolimerek, muramilpeptidek, ISCOM-ok (immuné stimulating complexes, immunstimuláns komplexek, vö. például az EP 109942 európai szabadalmi irat), szaponinok, ásványi olajok, zöldségolajok, és Carbopol. A nyálkahártyán keresztül történő alkalmazásra különösen alkalmas adjuváns például az E. coli-eredetű hőérzékeny toxin (LT), vagy a Cholera toxin (CT). Egyéb alkalmas adjuváns például az alumínium-hidroxid, alumínium-foszfát vagy az alumíniumoxid, olajos emulziók (például Bayol F® vagy a Marcol 52®), szaponinok vagy E-vitamin szolubilizátumok.
Ezért a találmány egy előnyös megvalósítási módja szerint, a találmány szerinti vakcina adjuvánst is tartalmaz.
További példák, a találmányban alkalmazható, gyógyászatilag elfogadható vivőanyagra vagy hígítóanyagra a következők lehetnek: SPGA, szénhidrátok (például szorbitol, mannitol, keményítő, szacharóz, glükóz, dextrán), fehérjék, mint például albumin vagy kazein, fehérjét tartalmazó hatóanyagok, mint például borjúeredetű szérum, vagy lefölözött tej, és különböző pufferek (például foszfátpuffer). Amennyiben a vakcinához stabilizálószert adunk, a vakcina különösen alkalmas Iiofilizálásra vagy porlasztásos szárításra.
Ezért a találmány egy előnyösebb megvalósítási módja szerint, a találmány szerinti vakcina liofilizált vagy befúvásos szárítással szárított állagú.
A találmány szerinti vakcinát emberekbe vagy állatokba intranazálisan (sprayként), intradermálisan, szubkután, orálisan (aeroszolként), vagy intramuszkulárisan lehet adagolni. Baromfitenyészetekben, ezenfelül, még a szárnyredőkön vagy szemcseppként történő adagolás is alkalmas.
A találmány egy másik megvalósítási módja szerint, a találmány tárgyát képezi a találmány szerinti baktérium alkalmazása az emberek és állatok Salmonella baktériummal történő fertőzése, illetve a fertőzés patológiai hatásai elleni védelemre szolgáló vakcina gyártása.
A találmány tárgyát képezi a találmány szerinti vakcina előállítására szolgáló eljárás is. Ilyen eljárások a találmány szerinti baktériumok, illetve gyógyászati szempontból elfogadható vivőanyag összekeverését tartalmazzák.
A Salmonella flagellinje, vagy flagelluma elleni antitestek jelenlétének/hiányának szűrésére szolgáló diagnosztikai teszt lehet például valamilyen egyszerű ELISA teszt, amelyben az ELISA lemez lyukainak falát flagellumokkal, vagy tisztított flagellinnel, illetve a flagellin egy antigén-tulajdonságú fragmentumát tartalmazó valamilyen rövid polipeptiddel vonjuk be. Előbb a tesztelni kívánt, emberekből vagy állatokból származó szérumot inkubáljuk az ELISA lemezen, majd ezt követi valamilyen jelzett, a releváns emberi vagy állati eredetű antitest elleni antitesttel történő inkubáció, amely kimutatja a flagellin elleni antitestek jelenlétét vagy hiányát.
A diagnosztikai tesztrendszer másik példája, hogy például a flagellint tartalmazó Western-blotot a tesztelni kívánt, emberi vagy állati eredetű szérummal inkubáljuk, majd ezután a blotot analizáljuk.
A Salmonella-eredetQ flagellin elleni antitestek kimutatására szolgáló diagnosztikai teszt előnyösen olyan készlet (kit) formájában van, amely tisztított flagellint tartalmaz. A flagellint például valamilyen alkalmas oszlopon végzett, standard proteinelválasztási eljárásokkal tisztíthatjuk. Másik lehetőség PAAGE-gélen történő elválasztás után végzett Western-blotolás. Mivel a Western-bloton a flagellin, más Salmonella proteinsávoktól elkülönült, specifikus csíkot alkot, így tisztítottnak tekintjük. Emellett, a tisztított proteint flagellint kódoló nukleinsavszekvenciák expresszálásával is előállíthatjuk.
Elméletileg, egy ilyen diagnosztikai tesztrendszer a legegyszerűbb módon a tisztított teljes flagellin, fent leírtak szerinti alkalmazásával kivitelezhető. Emellett, nagyon jól lehet a flagellinnek csak egy bizonyos részét alkalmazni, azzal a kikötéssel, hogy az alkalmazott flagellinfragmentum tartalmazza a protein valamelyik antigéndeterminánsát. Természetéből adódóan, a flagellin összes antigéndeterminánsa antitesttermelést indukál. Ezért, valamelyik flagellinfragmentum, ha csak a flagellin egyetlen antigéndeterminánsát tartalmazza, képes az antiflagellin antitesteket kötni.
Valamilyen, a nem fertőzött, fertőzött és vakcináit emberek és állatok szérumának megkülönböztetésére alkalmas teszt tartalmaz például flagellinnel bevont „A” lyukat, és más Salmonella-eredetű, immunogén tulajdonságú anyaggal, vagy esetleg komplett Salmonella sejtekkel bevont „B” lyukat. Az olyan szérum, amely „A” lyukkal és „B” lyukkal is reagál, természetes fertőzést vagy klasszikus vakcinával történt vakcinálást jelez, míg csak a „B lyukkal reagáló szérum azt jelzi, hogy a vizsgált állatot a markervakcinával vakcinálták.
HU 226 192 Β1
Példák
1. példa
Kémiai mutagenezishez kiindulási anyagként Salmonella typhimurium STMP törzset - olyan legyengített törzs, amelyet élő vakcinaként baromfiakon és sertéseken már teszteltek, és amely jó szintű védelmet biztosított - alkalmaztunk.
Kémiai mutagenezis
S. typhimurium STMP törzset véragar táptalajon tenyésztettünk és pozitív O-antigén B-csoportú agglutinációra és H-antigén 2-es típusú agglutinációra vizsgáltunk. Egy telepet LB-tápközegbe oltottunk és 20 órán keresztül, 37 °C-on, levegőztetés mellett inkubáltuk. Tizenkét órás (egy éjszaka) kultúra 10 μΙ-ét 10 ml LB-tápközegben (3 kultúra) felhígítottuk és 6 órán keresztül, 37 °C-on, levegőztetés mellett, inkubáltuk addig, amíg a tenyészet elérte a 0,5 OD-t 600 nm-en mérve. A tenyészetből az életképes baktériumok számának meghatározására mintát vettünk. A három 10 ml-es tenyészet mindegyikéhez 100-100 μΙ trioxalent (kémiai mutagén a Sigma cégtől, 3 mg/ml DMSO-ban oldva) adtunk és a szuszpenziót 10 cm átmérőjű Petri-csészébe töltöttük. A szuszpenziót UV fénnyel (Transilluminator UVP, 365 nm hullámhossz) 5, 10, illetve 15 percig, 20 cm távolságról besugároztuk. A szuszpenzió 10 μΙ-ét 10 ml, 0,9%-os NaCIoldatba vittük át, amelyből 1/10 arányú hígításokat készítettünk és 100 μΙ-t véragar lemezekre lemezeltünk ki a baktériumok túlélési rátájának meghatározására a mutagenizált tenyészetekben. Olyan tenyészeteket, ahol a túlélési ráta megközelítőleg 3% és 20% volt, 100 ml LB-tápközegben, 600 nm-en mért 0,5 OD eléréséig szaporítottuk. A baktériumokat centrifugálással gyűjtöttük össze, 5 ml LB-tápközegben felszuszpendáltuk és 30%-os glicerinben, -70 °C-on tároltuk.
Mozgásképtelen, flagellumait elvesztett mutánsok szelektálása
A glicerines törzsoldatból a mutagenizált baktériumokat (3%-os túlélés, független mutánsok száma 5000 és 10 000 között) törzsoldatonként 3-3 véragarlemezre oltottuk. A baktériumokat LB-tápközegbe gyűjtöttük és a baktérium koncentrációt 600 nm mért 2,17 értékre állítottuk be. Hat, 10-szeres hígítást készítettünk LB-tápközegben, majd 50 μΙ H2-antiszérumot (Difco) adtunk 450 μΙ baktériumszuszpenzióhoz. A H-antiszérummal végzett szelekciós lépést abból a célból vezettük be, hogy a mutánsokat tartalmazó szuszpenziót a flagellumoktól mentes baktériumokra nézve feldúsítsuk. E szuszpenziót 6 órán keresztül, 37 °C-on, rázatás (250 rpm) mellett inkubáltuk, majd az agglutinációs komplex eltávolítására Eppendorf mini centrifugában 1 percig 1000 rpm-mel centrifugáltuk. A felülúszóból 1, 10 és 100 μΙ-t vér-agarlemezekre kilemezeltünk és a lemezeket 20 órán keresztül, 37 °C-on inkubáltuk.
Eredmények
S. typhimurium STMP mozgásképtelen mutánsának azonosítása
Flagellumoktól mentes baktériumok H2-antiszérummal végzett inkubációval történt szelektálása a szérummal kezelt mutáns-szuszpenzióval (3% túlélés) oltott lemezeken (106 hígítás) körülbelül 40 telep kinövését eredményezte, ezzel szemben a szérummal kezelt STMP szuszpenzióval (3% túlélés) oltott lemezeken (106 hígítás) nem nőttek ki telepek. Ezen eredmény jelezte, hogy olyan mutánsok voltak jelen, amelyek a H2-antiszérummal nem agglutináltak, így valószínűleg flagellumoktól mentesek. A 40 telepet H2-agglutinációra és fénymikroszkóp alkalmazásával mozgásképességre nézve teszteltük. H2-agglutinációra nézve mindegyik mutáns negatív volt, de csak egy mutáns tűnt mozgásképtelennek a fénymikroszkópos vizsgálat során. E mozgásképtelen mutáns pozitívnek bizonyult a B csoportos O-antigén agglutinációban. A mutánst STM2000-nek neveztük el.
Az STM2000, egy S. typhimurium STMP mozgásképtelen mutáns, in vitro stabilitása Az STM2000 fenotípusos stabilitását vér-agarlemezeken végzett 12 in vitro passzázzsal vizsgáltuk. Ugyanezen vizsgálat során, a szülői STMP törzset szintén 12-szer passzázsoltuk. Ezeket a tenyészeteket fénymikroszkóppal vizsgáltuk és a mutáns kultúrában lévő összes baktérium még mindig mozgásképtelennek bizonyult. Bár az STMP baktériumok mozgásképesek voltak, de nem mindegyik sejt egyformán. STMP és STM2000 törzsek összehasonlítása igazolta, hogy a mutáns baktériumokban flagellumok nincsenek.
Az STM2001, egyS. typhimurium STMP mozgásképtelen mutáns, in vitro stabilitása Egy másik kísérletben S. typhimurium SL3261 törzset (letéti szám: SGSC 439, Salmonella Genetic Stock Centre, University of Calgare, Alberta, Canada) NTG alkalmazásával kémiai mutagenezis alá vetettük és mozgásképtelen mutánsokat szelektáltunk a fentiekben leírtak szerint. Egy mutáns, az STM2001, flagellinspecifikus monoklonális antitesttel nem adott reakciót. STM2001-el készült 2D protein gélelektroforézis során kimutattuk, hogy a szülői törzzsel összehasonlítva az STM2001-ből hiányzik az 51 kDa és pl 4,7 flagellinfolt.
E törzs genetikai stabilitását legalább 50 generáción keresztül történt szaporítással vizsgáltuk. Ezen időszak után még mindig nem találtunk visszaváltozott baktériumot, azaz az összes baktérium mozgásképtelen volt.
Az STM2001 törzset CBS 108955 katalógusszámon letétbe helyeztük Hollandiában a Centraalbureau voor Schimmelcultures (CBS), Oosterstraat 1, P. O. Box 273, 340 AG Baarn, Hollandia, intézménynél,
2. példa
Kísérleti terv
Vakcinát állítottunk elő flagellumokat tartalmazó és nem tartalmazó S. enteritidis (S. e.) fág 4-es típusú törzsből. A baktériumokat triptózfoszfát táptalajon tenyésztettük, majd 0,5%-os végkoncentrációjú formaiin hozzáadásával inaktiváltuk. A baktériumsejteket centrifugálással gyűjtöttük össze. A sejteket foszfátpuffer sóoldatban felszuszpendáltuk és „víz az olajban” emulzió formájában, 5*109 baktérium/ml koncentrációjú vakci7
HU 226 192 Β1 nát készítettünk, öt csirkét az S. e. fia* vakcinával, öt csirkét pedig S. e. fia- vakcinával intramuszkulárisan beoltottuk. A 14 és 18 hetes állatokat 0,5 ml vakcinával vakcináltuk. Huszonkét hetes korban az állatokat elvéreztettük és a szérumot az S. e. g,m flagellinjére specifikus dupla antitestet alkalmazó, szendvicsblokkoló ELISA rendszerben (double antibody sandwich blocking ELISA system) teszteltük [van Zijderveld és munkatársai, Vet. Quart. 15, 136-137 (1993)].
Állatok
Közönséges, 14 hetes korú tojócsirkéket Salmonel/a-mentes állományból szereztünk be.
Eredmények
Mind az öt, S. e. fia* vakcinát kapott csirke széruma a specifikus ELISA eljárásban pozitívnek bizonyult („seroconverted), míg az öt, S. e. fia- vakcinát kapott csirke széruma negatív maradt.
3. példa
1. kísértet
Kísérleti terv
Biztonságos alkalmazás felmérésére, étkezési csirkéket („brojler) orálisan (1 ml), szubkután (0,5 ml), illetve intramuszkulárisan (0,5 ml) flagellumokra nézve pozitív Salmonella typhimurium STMP törzzsel, flagellumokra nézve negatív S. typhimurium STM2000, illetve vad típusú S. typhimurium törzzsel fertőztünk. A fertőzést követő egy héten keresztül az állatokat megfigyeltük, majd ezt követően a túlélt csirkéket leöltük és megvizsgáltuk.
Állatok
Kereskedelemben elérhető, háromhetes korú, étkezési csirkéket Salmonellátói mentes állományból szereztük be.
Eredmények
A fertőzést követően, a vad típusú Salmonella typhimuriummai kezelt 10 állat közül 8 elpusztult (1. táblázat). Kórbonctani boncolás során kiderült, hogy a 2 túlélt, vad típusú törzzsel kezelt csirke mája megduzzadt, a májban nekrotikus gócok voltak, emellett a lép is megduzzadt és perikardiális ödéma lépett fel. Az STMP-vel fertőzött csirkék egyikének a mája enyhén duzzadt volt, míg az STM2000-el fertőzött csirkék egyikének a lépe volt enyhén duzzadt. Ebben a két csoportban további abnormális elváltozásokat nem tapasztaltunk.
1. táblázat
Csoport STMP STM2000 Vad típus
Dózis (CFU/ml) 108.0 107·7 1O8·0
Mortalitás 0/10a 0/10a 8/105
Egy soron belül, az eltérő felső indexbe tett betűkkel jelzett csoportok egymástól különböznek (p<0,5, Fisher-féle egzakt teszt).
2. kísérlet
Kísérleti terv
Biztonságos alkalmazás és hatékonyság felmérésére, 3 és 15 napos, étkezési csirkéket vagy STMP-vel vagy pedig STM2000-el, majd amikor az állatok elérték a 22 napos kort, tetraciklinre rezisztens vad típusú Salmonella typhimuriumma\ orálisan fertőztük (provokációs fertőzés).
Biztonságos alkalmazást a vakcinálást követően klinikai megfigyeléssel és a tömeggyarapodás mérésével mértük fel. A vakcinatörzs bélrendszerben való jelenlétének meghatározását a 10. és 22. napon, a kloakából vett kenet vizsgálatával végeztük. A kénetekkel közvetlenül, vagy Rappaport Vassiliades Broth (RVB) oldatban végzett dúsítást követően, Brilliant Green Agar (BGA) lemezeket inokuláltunk.
A provokációs fertőzést („challenge infection”) követő egy héten keresztül az állatokat megfigyeltük, majd a túlélt egyedeket leöltük és megvizsgáltuk. A májakat, lépeket kloakából vett keneteket és a túlélt, vakcináit csirkék vakbelének tartalmából vett keneteket tetraciklint tartalmazó BGA lemezekre történt (BGAtet) közvetlen szélesztéssel tenyésztettük, a tetraciklinre rezisztens vad típusú Salmonella typhimurium jelenlétének megállapítása céljából. Emellett, a keneteket egy felszaporító tápközegben (tetraciklint tartalmazó puffereit peptonvíz) inkubáltuk, majd BGAtet lemezre kikentük.
Állatok
Kereskedelemben elérhető, háromnapos korú, étkezési csirkéket Salmonellától mentes állományból szereztük be.
Eredmények
A három- és tizenöt napos csibék orális vakcinálása után klinikai elváltozásokat nem tapasztaltunk. A vakcináit csoportban az átlagos tömeggyarapodás nem különbözött a kontrollcsoporttól (3. táblázat). A kloakából, a vakcinálást követő hetedik napon vett kenetben mindkét törzs jelen volt (2. táblázat). Az a tény, hogy az STMP-vel fertőzött csoportban a csirkék nagyobb része, a közvetlen kilemezelés után, tenyészet-pozitívnak bizonyult, jelzi, hogy e törzs nagyobb számban létesít telepeket a bélrendszerben, mint az STM2000 törzs.
2. táblázat
STMP-pozitív kenetek STM2000-pozitív kenetek
Reizolá- ció közvet- len dúsított közvet- len dúsított
10. nap 15/15a nincs 7/15t> 14/15
22. nap 10/15a 15/15* 4/15a 14/15*
Egy soron belül, az eltérő felső indexbe tett betűkkel jelzett csoportok egymástól különböznek (p<0,5, Fisher-féle egzakt teszt).
Az STMP csoportban egy csirke elpusztult a provokációs fertőzést követően (7%), ezzel szemben az STM2000 csoportban egyáltalán nem, a vakcinálatlan csoportban viszont 80%-os mortalitást tapasztaltunk (3. táblázat). A kontrollcsoportban a túlélő csirkék esetében egyben alacsonyabb mértékű tömeggyarapodást is tapasztaltunk, mint a vakcináit csoportokban. A provokációs fertőzést követően az STM2000-el vakcináit csoportban a tömeggyarapodás szignifikánsan maga8
HU 226 192 Β1 sabb volt, mint az STMP-vel vakcináit csoport esetében tapasztalt tömeggyarapodás.
3. táblázat
Csoport STMP STM2000 Kontroll
3. napi dózis 108.8 108.5 -
15. napi dózis 10θ.5 108.5
Tömeggyarapodás 3-22. napok során 639±98a 594±72a 624±82a
S. t. provokációs dózis a 22. napon 108.0 108.0 108.0
Tömeggyarapodás 22-29. napok során 299±45a 339±42b 31±39c
Mortalitás 1/15a 0/15a 8/15b
Egy soron belül, az eltérő felső indexbe tett betűkkel jelzett csoportok egymástól különböznek [p<0,5, Fisher-féle egzakt teszt (mortalitás), illetve két-mintás t-teszt (tömeggyarapodás)].
Ahogyan azt a 4. táblázat mutatja, a lépből és a májból újraizolált, a provokációban alkalmazott baktérium arányait tekintve különbséget nem tapasztaltunk. A kloakából vett kenetek és a vakbéltartalmak vizsgálatával megállapítottuk, hogy bélrendszer kolonizációja szignifikánsabban alacsonyabb volt az STM2000-el vakcináit csoportban.
4. táblázat
Csoport Salmonella typhimurium (tet+) pozitív
STMP-vel vakcináit STM2000-rel vakcináit
Reizolá- ció közvet- len dúsított közvet- len dúsított
Lép 2/14a nincs 1/14a nincs
Máj 1/14a nincs 0/15a nincs
Kloáka 7/14a 14/14A 3/15a 7/15B
Vakbél 13/14a 14/14* 5/15b 9/15B
Egy soron belül, az eltérő felső indexbe tett betűkkel jelzett csoportok egymástól különböznek (p<0,5, Fisher-féle egzakt teszt).
4. példa
Kísérleti terv
A hatékonyság vizsgálatára, sertéseket orálisan fertőztünk STMP-törzzsel (1O9·0 CFU) vagy STM2000törzzsel (109·3 CFU), majd ezt 2 hét múlva tetraciklinre rezisztens vad típusú Salmonella typhimuriummal (1O11·0 CFU) végzett orális fertőzés követte.
A provokációs törzs elterjesztésének mértékét az ürülékből, a provokálást követő 5. és a 8. napokon vett minták tenyésztésével vizsgáltuk. Nagyjából 5 gramm ürüléket peptonvízbe helyeztünk és 2 órán keresztül inkubáltuk. Ezután 10-szeres hígítási sorozatokat készítettünk sztreptomicint tartalmazó RVB tápközegben, 12 órán keresztül (egy éjszakán át) inkubáltuk, ezután sztreptomicint tartalmazó Tryptose Phosphate Broth táptalajra kilemezeltük. A provokációs törzs legnagyobb hígítású oldatát alkalmaztuk a reizolációs pontszám (a legnagyobb, pozitív eredményt adó hígítás reciproka) kiszámításához.
Nyolc STMP-vel vakcináit sertést és 8 nem vakcináit kontrollt alkalmaztunk az első kísérletben. A második kísérletben 9 sertést STM2000-el vakcináltunk, a kontroll pedig 9, nem vakcináit sertés volt.
Állatok
Mindkét kísérletben 6 hetes SPF-sertéseket alkalmaztunk.
Eredmények
Ahogyan azt az 5. táblázat mutatja, mindkét vakcinatörzs képes volt szignifikánsan csökkenteni a provokációs törzs ürülékkel történő elterjesztését.
5. táblázat
Átlagos reizolációs pontszám
5. nap 8. nap
STMP (n=8) 100·93 1010a
kontroll (n=8) 106-4 * b 103.8 b
STM2000 (n=9) 101·°Α 1013A
kontroll (n=9) 1Q5.0B 104·9Β
az eltérő felső indexbe tett betűkkel jelzett csoportok egymástól különböznek (p<0,5, Mann-Whitney-féle U teszt).
Az alábbiakban ismertetjük a leíráshoz tartozó ábrákat.
1. ábra: Az STM2000 és a szülői S. typhimurium
STMP törzsének proteinprofiljának analízisét mutatja be. 1., 11. és 12. sávok: molekulatömeg-markerek (a jelzésnek megfelelően); 2., 5. és 8. sávok: S. typhimurium STMP vér-agartáptalajon 12-szer passzázsokra; 3., 6. és 9. sávok: STM2000 véragartáptalajon 12-szer passzázsolva. 2., 3. és 4. sávok: teljes proteinprofil; 5., 6. és 7. sávok: a szonikálást és centrifugálást követően keletkezett üledék; 8., 9. és 10, sávok: a szonikálást és centrifugálást követően keletkezett felülúszó. A fehérjéket Coomassie Brilliant Blue-val festettük.
2. ábra: S. typhimurium STMP (A) és ennek mozgásképtelen mutánsa (STM2000) (B) elektronmikroszkópos vizsgálatának fényképe.

Claims (9)

  1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK
    1. Adjuváns, valamint vad típusú formájában flagellumokat hordozó, Salmonella nemzetségbe tartozó baktérium alkalmazása - amely baktérium flagellin
    HU 226 192 Β1 vagy flagellumok antigéndeterminánsai közül legalább egy ellen képtelen antitesteket indukálni - emberek és állatok védelmére szolgáló, Salmonella baktérium okozta fertőzés vagy a fertőzés patogén hatásai elleni, inaktivált vakcina előállítására.
  2. 2. Vad típusú formájában flagellumokat hordozó, Salmonella nemzetségbe tartozó baktérium alkalmazása - amely baktérium flagellin vagy flagellumok antigéndeterminánsai közül legalább egy ellen képtelen antitesteket indukálni - emberek és állatok védelmére szolgáló, Salmonella baktérium okozta fertőzés vagy a fertőzés patogén hatásai elleni, élő, legyengített vakcina előállítására.
  3. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti alkalmazás, ahol a baktérium a flagelláris biogenezis út génjében bekövetkezett mutáció eredményeként flagellin vagy flagellumok antigéndeterminánsai közül legalább egy ellen képtelen antitesteket indukálni.
  4. 4. A 3. igénypont szerinti alkalmazás, ahol a mutáció a flagellingénen helyezkedik el.
  5. 5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti alkalmazás, ahol a baktérium a következőkből álló csoportból választott: S. typhimurium, enteritidis, choleraesuis, dublin, typhi, abortus ovi, abortus equi, paratyphi A és B, derby, hadar, heidelberg, agona és arizonae.
  6. 6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti alkalmazás, ahol a baktérium heterológ gént hordoz, amely heterológ gén előnyösen a flagellingénbe van illesztve.
  7. 7. Vakcina az állatok Salmonellosis elleni védelmére, azzal jellemezve, hogy az 1. vagy 3-5. igénypontok bármelyikében meghatározott, inaktivált baktériumot, adjuvánst és gyógyászatilag elfogadott vivőanyagot tartalmaz.
  8. 8. Vakcina az állatok Salmonellosis elleni védelmére, azzal jellemezve, hogy a 2-5. igénypontok bármelyikében meghatározott, élő, attenuált baktériumot és gyógyászatilag elfogadott vivőanyagot tartalmaz.
  9. 9. A 7. vagy 8. igénypontok bármelyike szerinti vakcina, azzal jellemezve, hogy fagyasztva szárított, vagy porlasztásos úton szárított formában van.
HU0005010A 1999-12-28 2000-12-27 Salmonella vaccine HU226192B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP99204564 1999-12-28

Publications (4)

Publication Number Publication Date
HU0005010D0 HU0005010D0 (hu) 2001-02-28
HUP0005010A2 HUP0005010A2 (en) 2002-06-29
HUP0005010A3 HUP0005010A3 (en) 2004-07-28
HU226192B1 true HU226192B1 (en) 2008-06-30

Family

ID=8241112

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HU0005010A HU226192B1 (en) 1999-12-28 2000-12-27 Salmonella vaccine

Country Status (15)

Country Link
US (2) US20010021386A1 (hu)
EP (1) EP1112747B1 (hu)
JP (1) JP5745731B2 (hu)
AT (1) ATE269104T1 (hu)
AU (1) AU783508B2 (hu)
BR (1) BR0006291B1 (hu)
CA (1) CA2329676A1 (hu)
DE (1) DE60011560T2 (hu)
DK (1) DK1112747T3 (hu)
ES (1) ES2222152T3 (hu)
HU (1) HU226192B1 (hu)
MX (1) MXPA00012796A (hu)
PL (1) PL206377B1 (hu)
PT (1) PT1112747E (hu)
TR (1) TR200401569T4 (hu)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4751570B2 (ja) * 2002-09-11 2011-08-17 東レ・ダウコーニング株式会社 オルガノポリシロキサン変性多糖類およびその製造方法
WO2008036675A2 (en) 2006-09-18 2008-03-27 The Board Of Trustees Of The University Of Arkansas Compositions and methods of enhancing immune responses
US20080260777A1 (en) * 2007-04-19 2008-10-23 Sotomayor Konky Composition and method for controlling intestinal pathogenic organisms
US7935355B2 (en) * 2007-04-19 2011-05-03 Nutritional Health Institute Laboratories, Llc Composition and method for controlling intestinal pathogenic organisms
EP2214840B1 (en) * 2007-10-30 2015-05-06 The Board Of Trustees Of The University Of Arkansas Compositions and methods of enhancing immune responses to flagellated bacterium
BRPI0819229B1 (pt) * 2007-11-01 2019-01-22 The Board Of Trustees Of The University Of Arkansas vacinas para reforçar reações imunes contra eimeria
CA2960659C (en) 2007-11-09 2021-07-13 The Salk Institute For Biological Studies Use of tam receptor inhibitors as immunoenhancers and tam activators as immunosuppressors
MX341775B (es) 2010-01-21 2016-09-02 The Texas A&M Univ System * Vectores para vacunas y metodos para potenciar respuestas inmunes.
DK2579901T3 (da) 2010-06-09 2019-11-04 Univ Arkansas Vaccine og fremgangsmåder til reduktion af campylobacterinfektion
KR101449417B1 (ko) 2012-06-20 2014-10-27 한국외국어대학교 연구산학협력단 살모넬라 엔테리카의 박테리오파아지 및 그 용도
EP2934580B1 (en) 2012-12-20 2019-09-18 Zaklad Badawczo-Wdrozeniowy Osrodka Salmonella "Immunolab" Sp. z o.o. A polyvalent combined immunising and/or therapeutic preparation for use in bacterial infections or food poisoning, particularly salmonellosis, a method for production of this preparation, its use and a vaccine comprising this preparation
EP3610887B8 (en) 2013-02-14 2024-01-24 The Board of Trustees of the University of Arkansas Compositions and methods of enhancing immune responses to eimeria or limiting eimeria infection
WO2014164607A1 (en) 2013-03-11 2014-10-09 The Brigham And Women's Hospital, Inc. Vibro-based delivery system and immune suppression
WO2014152508A1 (en) 2013-03-15 2014-09-25 The Board Of Trustees Of The University Of Arkansas Compositions and methods of enhancing immune responses to enteric pathogens
AR108688A1 (es) 2016-05-03 2018-09-19 Univ Arkansas Vector de vacuna de levadura que incluye polipéptidos inmunoestimuladores y antigénicos, métodos para su uso
CN111374094B (zh) * 2020-03-02 2022-04-19 扬州大学 驴源马流产沙门氏菌经皮下致非妊娠期小鼠子宫感染模型的建立方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1109179A (en) * 1964-09-30 1968-04-10 Nat Res Dev Improvements relating to typhoid and paratyphoid vaccines
US4886748A (en) * 1986-03-11 1989-12-12 Shionogi & Co., Ltd. DNA encoding flagellin and vector having the same
US6130082A (en) * 1988-05-05 2000-10-10 American Cyanamid Company Recombinant flagellin vaccines
JP2793673B2 (ja) * 1988-05-05 1998-09-03 アメリカン・サイアナミド・カンパニー 組み換えフラジエリンのワクチン
JP3436756B2 (ja) * 1988-12-19 2003-08-18 アメリカン・サイアナミド・カンパニー 髄膜炎菌のクラスiの外膜タンパク質のワクチン
WO1995022314A1 (en) * 1994-02-18 1995-08-24 Innovac Co. Inoculation of animals with dried, pelleted biological materials
GB9621091D0 (en) * 1996-10-09 1996-11-27 Fondation Pour Le Perfectionem Attenuated microorganisms strains and their uses
US6190669B1 (en) * 1998-05-13 2001-02-20 University Of Maryland, Baltimore Attenuated mutants of salmonella which constitutively express the Vi antigen

Also Published As

Publication number Publication date
DK1112747T3 (da) 2004-10-25
AU7245300A (en) 2001-07-05
PL344851A1 (en) 2001-07-02
MXPA00012796A (es) 2002-05-23
ES2222152T3 (es) 2005-02-01
AU783508B2 (en) 2005-11-03
EP1112747A1 (en) 2001-07-04
ATE269104T1 (de) 2004-07-15
TR200401569T4 (tr) 2004-07-21
CA2329676A1 (en) 2001-06-28
US20010021386A1 (en) 2001-09-13
HUP0005010A3 (en) 2004-07-28
JP5745731B2 (ja) 2015-07-08
PT1112747E (pt) 2004-10-29
HUP0005010A2 (en) 2002-06-29
EP1112747B1 (en) 2004-06-16
JP2001186874A (ja) 2001-07-10
PL206377B1 (pl) 2010-08-31
DE60011560T2 (de) 2005-08-18
DE60011560D1 (de) 2004-07-22
HU0005010D0 (hu) 2001-02-28
BR0006291A (pt) 2001-11-27
US20080069843A1 (en) 2008-03-20
BR0006291B1 (pt) 2014-02-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20080069843A1 (en) Salmonella vaccine
JP2002521345A (ja) 鳥類病原体を制御するため生きた弱毒化サルモネラワクチン
Meenakshi et al. Adjuvanted outer membrane protein vaccine protects poultry against infection with Salmonella enteritidis
BRPI0621490A2 (pt) cepa mutante atenuada de uma bactéria infectante de espécies veterinárias, vacina para imunização de espécies veterinárias contra uma infecção bacteriana, método para imunizar uma espécie veterinária contra uma infecção bacteriana, uso de uma cepa mutante atenuada e método para distinção sorológica entre animais vacinados e animais infectados por uma cepa alelo-selvagem
US11707515B2 (en) Modified Brucella vaccine strain for the treatment of brucellosis
CA2678698A1 (en) Use of an avirulent bordetella mutant as a live vaccine vector
US7045122B2 (en) Salmonella vaccine
Roland et al. Expression of Escherichia coli antigens in Salmonella typhimurium as a vaccine to prevent airsacculitis in chickens
Zhang et al. Protection and immune responses induced by attenuatedSalmonella typhimuriumUK-1 strains
US20120107351A1 (en) In Ovo Vaccination of Campylobacter in Avian Species
WO2021073778A1 (en) Compositions and methods for vaccinating piglets against streptococcus
JP4705573B2 (ja) 弱毒細菌生ワクチン
TW200418874A (en) Passive vaccine for the prevention of campylobacter colonization, and its preparation method
Pumtang-on Investigation of Campylobacter jejuni and Campylobacter coli colonisation of commercial free-range chickens
Whitehead Development and assessment of an attenuated Rhodococcus equi oral vaccine that produces VapA

Legal Events

Date Code Title Description
GB9A Succession in title

Owner name: INTERVET INTERNATIONAL B.V., NL

Free format text: FORMER OWNER(S): AKZO NOBEL N.V., NL

MM4A Lapse of definitive patent protection due to non-payment of fees