Maus-Antikörper für Strep pneumoniae häufig

Pneumolysin (PLY) ist ein wichtiger Virulenzfaktor von Streptococcus pneumoniae . Wir untersuchten die Fähigkeit von drei murinen monoklonalen Antikörpern (MAbs) gegen PLY (PLY-4, PLY-5 und PLY-7), den Verlauf einer Pneumokokken-Pneumonie bei Mäusen zu beeinflussen. Die intravenöse Verabreichung der Antikörper PLY-4 und PLY-7 schützte die Mäuse vor der tödlichen Wirkung des gereinigten Toxins. Mäuse, die vor der intranasalen Inokulation von S. pneumoniae Typ 2 mit PLY-4 behandelt wurden, überlebten länger (mediane Überlebenszeit 100 h) als unbehandelte Tiere (mediane Überlebenszeit 60 h) ( P < 0,0001).

Die mediane Überlebenszeit für Mäuse, die mit einer Kombination aus PLY-4 und PLY-7 behandelt wurden, betrug 130 h, signifikant länger als die für Mäuse, denen Isotyp-angepasste indifferente MAbs ( P= 0,0288) oder unbehandelte Mäuse ( P = 0,0002)

. Die mediane Überlebenszeit für Mäuse, die mit einer Kombination von drei MAbs behandelt wurden, war signifikant länger (> 480 h) als die für Mäuse, die mit PLY-5 (48 h; P < 0,0001), PLY-7 (78 h; P = 0,0007) behandelt wurden. oder PLY-4 (100 h; P = 0,0443) allein. In ähnlicher Weise war die Überlebensrate für Mäuse, die mit drei MAbs (10 von 20 Mäusen) behandelt wurden, signifikant höher als die Überlebensrate, die mit PLY-5 (1 von 20; P = 0,0033), PLY-4 (2 von 20; P = 0,0138 ) oder PLY-7 (3 von 20; S= 0,0407) allein. Diese Ergebnisse legen nahe, dass Anti-PLY-MAbs mit einer synergistischen Wirkung wirken. Darüber hinaus war die MAb-Verabreichung im Vergleich zu den Ergebnissen für die Kontrollgruppen mit einer signifikanten Verringerung der bakteriellen Lungenkolonisation und einer geringeren Häufigkeit von Bakteriämie und Gewebeverletzungen verbunden.

  • Streptococcus pneumoniae , ein Mikroorganismus, der hochgradig an das Leben in den oberen Atemwegen angepasst ist, ist nichtsdestotrotz ein menschliches Pathogen von großer Bedeutung, das weltweit eine hohe Morbidität und Mortalität verursacht (  ).
  • Pneumokokken verursachen schwere invasive Erkrankungen, hauptsächlich Pneumonie, Meningitis und Bakteriämie, zusätzlich zu Otitis media und akuter Sinusitis. Der 23-valente Polysaccharid-Impfstoff versagt bei Gruppen von immungeschwächten Personen und Kindern unter 2 Jahren. 
  • Der heptavalente Konjugatimpfstoff, der eine höhere Wirksamkeit verspricht, enthält einige Serotypen nicht, die in Afrika, Asien und Ozeanien weit verbreitet sind . Eine zunehmende Zahl antibiotikaresistenter Stämme und Serotypverschiebungen könnten zum Scheitern der Chemotherapie bzw. der derzeit auf dem Markt befindlichen Polysaccharid-Impfstoffe führen.
  • Daher konzentrierten sich die Bemühungen auf die Schaffung alternativer Impfstoffe auf der Grundlage von Pneumokokken-Proteinen, die allen Serotypen gemeinsam und antigenisch wirksamer sind.
  • Pneumolysin (PLY) ist ein toxisches Protein mit 53 kDa, das von allen bisher getesteten Pneumokokkenstämmen unabhängig von ihrem Serotyp produziert wird. Das Ply -Gen hat eine sehr begrenzte Variabilität. PLY gehört zur Familie von antigenisch verwandten Thiol-aktivierten, Cholesterin-bindenden Cytolysinen, die von Arten von fünf Gattungen grampositiver Bakterien abgesondert werden.
  •  Diese Toxine sind in der Lage, die Plasmamembranen praktisch jeder tierischen Zelle zu lysieren. Darüber hinaus hat PLY zusätzliche biologische Aktivitäten, die an der Virulenz beteiligt sind. Die direkte Aktivierung des klassischen Komplementwegs und die Stimulierung der Freisetzung von Zytokinen  tragen ebenfalls zur Entzündungsreaktion des Wirts bei.

Es wurde gezeigt, dass PLY in Tiermodellen der Infektion eine Rolle spielt. Dieses Toxin wurde mit der Sterblichkeit durch Krankheit in Verbindung gebracht und ist ein schützendes Immunogen bei Tieren . Mäuse, die mit nicht-toxischen Versionen von PLY immunisiert wurden, waren signifikant vor einer Herausforderung mit einer Reihe von Kapsel-Serotypen geschützt ( 3 ). Mutationen des Ply -Gens reduzierten die Pneumokokken-Virulenz in geimpften Mäusen. Diese Beobachtungen haben zur Untersuchung der Möglichkeit geführt, dieses Protein in neue Impfstoffformulierungen einzuschließen.

Ein Panel von monoklonalen Antikörpern (MAbs) gegen PLY wurde erhoben . Es wurde gezeigt, dass mehrere dieser Antikörper neutralisierende Wirkungen auf das Toxin in vitro haben. PLY-7 und PLY-5 blockieren die Bindung von PLY an Erythrozyten, während PLY-4 einige andere Stufen der Wirkung dieses Toxins hemmt. In dieser Studie untersuchten wir die Rolle dieser Antikörper bei der Neutralisierung der toxischen Wirkungen von gereinigtem PLY in vivo und ihre potenzielle Schutzwirkung bei Pneumokokken-Pneumonie, die durch intranasale Herausforderung von Mäusen mit S. pneumoniae Typ 2 induziert wurde.

MATERIALEN UND METHODEN

Rekombinantes PLY und Antikörper.

Die in dieser Studie verwendeten MAbs waren PLY-4, PLY-5 und PLY-7 {Maus-anti-PLY-Immunglobulin-G1-κ-Kette [IgG1(κ)]}; 1.4G8.66 [Maus-Anti-Pepsinogen-C-IgG1(κ)] ( 16 ) wurde als Isotyp-angepasster indifferenter MAb verwendet. Rekombinantes PLY und polyklonales Kaninchen-IgG gegen PLY (Anti-PLY-IgG) wurden wie bereits beschrieben erhalten ( 13 , 14 ). Gereinigtes nicht-immunes Kaninchen-IgG (NI-IgG) wurde von Sigma Chemical Co.

Bakterien.

S. pneumoniae D39 Typ 2 NCTC 7466 wurde von The Spanish Type Culture Collection (Valencia, Spanien) erhalten. Lyophilisierte Zellen wurden in Gehirn-Herz-Infusionsbrühe (BHI) (Difco Laboratories, Detroit, MI) wiederhergestellt und zweimal auf Blutagarplatten (Biomedics, Madrid, Spanien) subkultiviert. Die Virulenz des Typ-2-Stammes wurde durch intraperitoneale Injektion von 10 5 CFU in MF-1-Mäuse und Gewinnung des Stammes aus der Bauchhöhle während der Nekropsie sichergestellt. Dieser virulente Stamm wurde in 10 ml BHI-Brühe, ergänzt mit 10 % fötalem Kälberserum (Gibco Laboratories, Life Technologies Ltd., Paisley, Schottland) inokuliert und über Nacht bei 37°C inkubiert. Die Kultur wurde auf 100 ml verdünnt und bei 37 °C inkubiert, bis sie bei 600 nm eine optische Dichte von 0,15 (10 8KBE/ml). Dieser Stamm wurde als 1-ml-Aliquots bei –70°C in BHI-Brühe gelagert. Virulenz und CFU wurden regelmäßig überprüft. Für die Herausforderung bei Mäusen wurden gefrorene Suspensionen von S. pneumoniae Typ 2 aufgetaut, pelletiert und dreimal mit 1 ml ausgewogener Salzlösung von Hanks (HBSS) (Flow Laboratories, Irvine, Schottland), verdünnt mit destilliertem Wasser, gewaschen. Die Zellen wurden in 250 &mgr;l HBSS suspendiert und sofort verwendet.

 

Hämolyse- und In-vitro-Neutralisationsassays.

Hämolyse- und In-vitro-Neutralisationsassays wurden wie bereits beschrieben durchgeführt ( 15 ). Kurz gesagt, Reihenverdünnungen von Toxin wurden mit 50 &mgr;l 1,6 % Schaferythrozyten in phosphatgepufferter Kochsalzlösung (PBS) für 30 min bei 37°C inkubiert. Die Toxinkonzentration, die 50 % der Erythrozyten lysierte, wurde als 1 hämolytische Einheit angesehen. Für den Neutralisationstest wurden serielle zweifache Verdünnungen von MAb mit 2 hämolytischen Einheiten PLY für 15 min bei 37°C inkubiert. Fünfzig Mikroliter von 1,6 % Schaferythrozyten in PBS wurden zugegeben und die Platten wurden bei 37°C für 30 Minuten inkubiert. Die minimale Konzentration an MAb, die die Hämolyse vollständig hemmte, wurde als 1 neutralisierende Einheit (NU) angesehen.

Mäuse.

MF-1-Mäuse (Oxon, Harland Olac Ltd., Bicester, England) wurden im Tierhaus der Universität von Oviedo gezüchtet. Alle Tierversuche wurden gemäß den Richtlinien des Institutional Animal Care and Use Committee der Universität Oviedo durchgeführt. Die in diesem Bericht verwendeten Mäuse waren 6 bis 8 Wochen alt und wogen 30 ± 3 g (Mittelwert und Standardabweichung).

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Streptococcus pneumoniae serotype 4 Pneumolysin (ply)

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Maustoxin-Sterblichkeitsmodell.

Das für die Toxinletalitätsstudien verwendete Modell umfasste die Injektion verschiedener Mengen PLY in die Schwanzvene der Maus: 3, 1,5, 0,75 und 0,375 &mgr;g, verdünnt in 100 &mgr;l pyrogenfreiem 10 mM PBS. Gruppen von 10 Mäusen wurde jede Toxinmenge in sterilem, nicht pyrogenem PBS injiziert. Das gleiche Volumen an pyrogenfreiem PBS wurde Kontrollmäusen injiziert. Die Letalität wurde dann für die folgenden 24 h überwacht, und die 50 % letale Dosis (LD 50 ) wurde wie von Reed und Muench und Dougherty beschrieben berechnet .

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