Breit-Spektrum Vakzine gegen HPV-Typen der Haut

Infektionen der Schleimhaut mit sogenannten hoch-Risiko (hr) humanen Papillomviren (HPV) sind die Ursache für die Entstehung aller Karzinome des Gebärmutterhalses der Frau und der meisten Analkarzinome, sowie eines Teils anderer Genital-, Anal- und Rachenkarzinome. Sogenannte niedrig- Risiko (lr) HPV Typen verursachen die Genitalwarzen. Infektionen mit HPV-Typen der Haut verursachen einerseits die gewöhnlichen Hautwarzen, andererseits spielen bestimmte Beta-HPV-Typen eine Rolle in der Entstehung des weissen Hautkrebses. Die derzeit erhältlichen HPV Impfstoffe basieren auf dem L1 Hüllprotein der HPV und schützen gegen Schleimhaut-HPV-Typen. Sie schützen allerdings nicht gegen HPV Infektionen der Haut, welche speziell bei immunsupprimierten Patienten eine wichtige Rolle in der Entstehung von Hauttumoren spielen. Ein vielversprechender Ansatz den Impfschutz der zugelassenen Vakzinen zu erweitern basiert auf dem zweiten Hüllprotein L2 der Papillomviren, welches Immunität gegen eine Vielzahl von verschiedenen HPV-Typen induzieren kann. Um eine wirksame Vakzine gegen HPV-Typen der Haut zu generieren bedarf es der Identifizierung von Abschnitten (Epitopen) des L2 Proteins, welche einen breiten Impfschutz speziell gegen HPV-Hauttypen aufbauen können. Dies soll mit der Herstellung von spezifischen Antikörpern gegen das L2 Hüllprotein der krebserregenden Beta-Typen HPV5 und HPV38 erreicht werden. Die somit ermittelten Epitope werden in partikuläre virale Oberflächenstrukturen eingebaut, da das Immunsystem auf diese sogenannten chimären Virushüllen (VLP) mit einer rigorosen Immunantwort reagiert, welche einen Schutz vor Infektionen mit Beta-HPV-Typen bieten soll. Weiters werden mögliche strukturelle Unterschiede zwischen den Virushüllen von Schleimhaut- und Beta-HPV- Typen untersucht, welche eine wichtige Rolle im Aufbau einer schützenden Immunreaktion spielen könnten. Die neuen chimären VLP Impfstoffe sollen in Maus-Modellen auf ihre Wirksamkeit getestet werden. Zuletzt soll durch Gefriertrocknung eine Thermostabilität der erfolgversprechendsten Impfstoffkandidaten erreicht werden. Dadurch könnte die Kühlkettenpflicht für Lagerung und Transport der Vakzine umgangen und eine Verteilung des Impfstoffes vor allem in Dritte-Welt-Ländern ermöglicht werden.

Breit-Spektrum Vakzinekandidat gegen Papillomvirus-Infektionen der Haut Infektionen der Schleimhaut mit sogenannten hoch-Risiko (hr) humanen Papillomviren (HPV) sind die Ursache für die Entstehung aller Karzinome des Gebärmutterhalses der Frau und der meisten Analkarzinome, sowie eines Teils anderer Genital-, Anal- und Rachenkarzinome. Sogenannte niedrig-Risiko (lr) HPV Typen verursachen Genitalwarzen. Infektionen der Haut mit bestimmten HPV Typen verursachen einerseits die gewöhnlichen Hautwarzen, andererseits spielen bestimmte 'Beta'-HPV-Typen eine Rolle in der Entstehung des häufigen 'weißen' Hautkrebses in Patienten mit geschwächtem Immunsystem. Die derzeit erhältlichen HPV Impfstoffe basieren auf dem HPV L1 Haupthüllprotein, welche sich Virus-ähnlichen Partikel (VLP) zusammenlagern, und schützen gegen die im Impfstoff beinhalteten bis zu neun Schleimhaut-HPV-Typen. Sie schützen allerdings nicht gegen beta-HPV Typen, welche die Haut infizieren und bei immunsupprimierten Patienten eine wichtige Rolle in der Entstehung von Hauttumoren spielen. In dem vorliegenden Projekt haben wir nun vier monoklonale Antikörper (mAb) gegen das Nebenhüllprotein L2 von Beta-HPV Typen hergestellt, welche in Tests in der Zellkultur eine Vielzahl an getesteten Beta-Typen neutralisieren konnten. Zusätzlich konnten mehrere mAbs Mäuse gegen eine experimentelle Infektion mit getesteten Beta-Typen HPV5/24/38 schützen. Die erkannten Aminosäuresequenzen (Epitope) der mAbs wurden identifiziert und in Peptid-Immunisierungen sichergestellt, dass diese eine (kreuz-) neutralisierende Antikörperantwort hervorrufen können. Weiters wurden insgesamt 6 chimäre VLP hergestellt, welche auf HPV16 L1-VLP basieren und an der Oberfläche in dichter Anordnung die neu identifizierten Epitope präsentieren. Die verschiedenen chimären VLP wurden anschließend für Maus- und Kaninchenimmunisierungen verwendet und die Immunantwort analysiert. Es zeigte sich, dass Antiserum gegen 5 der 6 chimären VLP ein breites Spektrum an Beta-Typen, sowie HPV16, (kreuz-) neutralisieren. Nach einem 'passiven' Serumtransfer in Mäuse konnten 3 der gegen chimäre VLP gerichteten Antiseren gegen experimentelle Infektion mit dem Beta-Typ HPV24, sowie 2 von 3 getesteten Antiseren gegen Beta-HPV5 schützen. In aktiven Mausimmunisierungen konnten alle 6 chimäre VLP gegen HPV5 Infektion schützen. Zusammenfassend konnten 4 mAbs hergestellt werden, welche ein breites Kreuzneutralisations-Spektrum gegen verschiedenen Beta-HPV-Typen sowie im Tierversuch 'in vivo' Schutz gegen eine Anzahl an Beta-Typen bieten. Chimäre VLP Impfstoffkandidaten, welche die neu identifizierten L2 Epitope präsentieren, induzieren ähnlich breite Kreuzneutralisation sowie Protektion in einem Mausmodell. Die Entwicklung einer Vakzine mit breiter Wirksamkeit gegen eine Vielzahl an Beta-Typen könnte vor allem für immunsupprimierte Patienten (z.b. nach Organtransplantation), welche ein sehr hohes Risiko für die Entwicklung von Hautkrebs aufweisen, von großer Bedeutung sein.