Weiterentwicklung des Orf-Virus Stamms D1701-V zur Verwendung als therapeutische Vektor-Vakzine

Abstract

Virale Vektoren stellen eine vielversprechende Technologie für die Entwicklung von Impfstoffen dar, da sie starke humorale und zelluläre Immunantworten induzieren können. Neben dem Einsatz als prophylaktische Vakzine gegen Infektionskrankheiten werden sie auch zur therapeutischen Behandlung von Krebs weiterentwickelt. Das Parapoxvirus ovis oder Orf Virus (ORFV) gehört zur Familie der Poxviridae. Der attenuierte und apathogene Stamm D1701-V weist mehrere Besonderheiten auf, die ihn als neuen viralen Vektor interessant machen. ORFV-basierte rekombinante Vakzine wurden in der Vergangenheit als prophylaktische Impfstoffe getestet und konnten dabei starke und langlebige Immunantworten in verschiedenen Tiermodellen induzieren, sowie Schutz gegen eine nachfolgende Infektion vermitteln. In wie weit diese Impfstoffe zelluläre Immunantworten induzieren und sich zur therapeutischen Vakzinierung eignen, ist bislang nicht beschrieben. Im ersten Teil dieser Arbeit wurden der Mechanismus der Immunstimulierung und die Induktion von Antigen-spezifischen zellulären Immunantworten durch ORFV D1701-V untersucht. Mit Hilfe einer mCherry-exprimierenden ORFV-Rekombinanten konnte nachgewiesen werden, dass nach Infektion von mononukleären Zellen des peripheren Bluts (PBMCs) professionelle Antigen-präsentierende Zellen (APCs) infiziert werden und dass ORFV mittels Phagozytose und Makropinozytose in diese Zellen gelangt. Dies führt zur Aktivierung der APCs, was sich in der Hochregulierung von Aktivierungsmarkern wie beispielsweise CD80, CD83, CD86 oder HLA-DR sowie der Produktion der pro-inflammatorischen Zytokine IL-6 und CXCL10 äußerte. Des Weiteren konnte gezeigt werden, dass die Aktivierung der APCs ausreicht, um Antigen-spezifische T-Zell-Antworten gegen ein ORFV-exprimiertes HLA-A*02-restringiertes HCMV Peptid in vitro zu induzieren. Sowohl die Expansion von Antigen-spezifischen T-Gedächtniszellen als auch die Aktivierung von naïven T-Zellen war erfolgreich. Zusätzlich bestätigte die Immunisierung von Mäusen mit einem Ovalbumin-exprimierenden ORFV, dass vor allem nach intravenöser Immunisierung eine starke Antigen-spezifische zelluläre Immunantwort induziert wird. Ein weiteres Ziel dieser Arbeit war es, die immunstimulierenden Eigenschaften des Vektors durch Ko-Expression von ko-stimulatorischen Molekülen weiter zu verbessern. Es konnte gezeigt werden, dass die Ko-Expression der Moleküle zu einer gesteigerten Expression der Aktivierungsmarker CD80, CD83, CD86 und HLA-DR auf infizierten DCs führt und vermehrt pro-inflammatorische Zytokine produziert werden. Die Ko-Expression führte zudem zu einer verstärkten Aktivierung von Antigen-spezifischen T-Gedächtniszellen und zur effizienten Stimulierung von naïven T-Zellen. Die Ergebnisse konnten mithilfe von in vivo-Studien bestätigt werden. So führte die therapeutische Immunisierung von Tumor-tragenden Mäusen mit der optimierten ORFV-Rekombinanten zur Tumorregression sowie zu vollständiger Remission in einem Drittel der immunisierten Mäuse.