Evaluierung der Immunogenität und Schutzwirkung des Chlamydia-muridarum-Proteins OmcB und seines C-Segments bei BALB/c-Mäusen
Chlamydia trachomatis (Ct) ist ein obligat intrazelluläres Bakterium, das das urogenitale System des Menschen infiziert und Erkrankungen wie Zervizitis, Salpingitis und entzündliche Beckenerkrankungen verursacht. Obwohl Antibiotika Ct-Infektionen effektiv behandeln können, stellen die Entstehung von Antibiotikaresistenzen und persistierende Infektionen erhebliche Herausforderungen für Diagnose und Therapie dar. Daher gilt die Entwicklung wirksamer Impfstoffe als die vielversprechendste Strategie zur Kontrolle von Ct-Infektionen. Unter den potenziellen Impfstoffkandidaten hat das Chlamydien-äußere Membrankomplexprotein B (OmcB) aufgrund seiner hohen Konservierung und Immunodominanz besondere Aufmerksamkeit erregt. OmcB kann in C- und N-Segmente prozessiert werden, wobei das C-terminale Segment (OmcBc) in das Zytosol der Wirtszellen freigesetzt wird. Immunserum infizierter Patienten erkennt OmcBc stark, was auf seine Rolle als immunodominante Region von OmcB beim Menschen hindeutet. Zudem wird OmcBc von humanen CD4+- und CD8+-T-Zellen erkannt, was es zu einem vielversprechenden Impfstoffkandidaten macht. Diese Studie zielte darauf ab, die Immunogenität und Schutzwirkung von OmcB und OmcBc in einem Mausmodell der Chlamydia-muridarum-Infektion unter Verwendung der Adjuvanzien CpG-1826 und Freunds Adjuvans (FA) zu evaluieren.
Expressions- und Immunisierungsprotokoll
OmcB und OmcBc, beide mit His-Tag markiert, wurden in einem prokaryotischen System exprimiert. Fünf Wochen alte weibliche BALB/c-Mäuse wurden randomisiert in sieben Gruppen eingeteilt (n = 8): OmcB:CpG, OmcBc:CpG, CpG-Allein, OmcB:FA, OmcBc:FA, FA-Allein und eine Blankkontrollgruppe. Die CpG-Gruppe erhielt intraperitoneale Injektionen von entweder 20 µg CpG + 30 µg Proteinmischung oder CpG-Allein, während die FA-Gruppe 30 µg FA + 30 µg Proteinmischung oder FA-Allein erhielt. Die Immunisierungen erfolgten an Tag 0, 14 und 28. Drei Mäuse pro Gruppe wurden 28 Tage nach der letzten Immunisierung euthanasiert, und Serum sowie Milzproben wurden zur Analyse entnommen.
Evaluierung der Immunantwort
Die Serumspiegel der Immunglobulin (Ig)A-, IgG-, IgG1- und IgG2a-Antikörper wurden mittels Enzymimmunoassay (ELISA) gemessen. Die Proliferation von Milzzellen wurde mit dem Cell-Counting-Kit-8 (CCK-8)-Assay bestimmt, und die Konzentrationen von Interleukin (IL)-10 und Interferon (IFN)-γ im Überstand der Milzzellen wurden mit ELISA-Kits analysiert. Die Ergebnisse zeigten, dass sowohl OmcB als auch OmcBc im Vergleich zur Blank- oder Adjuvanskontrollgruppe hohe IgG-spezifische Antikörpertiter induzierten. Die IgG2a/IgG1-Ratio lag in beiden Gruppen über 1, was auf eine Tendenz zur T-Helfer-1(Th1)-Immunantwort hindeutete. Der Stimulationsindex der Milzzellen in der OmcBc-Gruppe war signifikant höher als in den Kontrollgruppen (P < 0,01). Zudem waren die IFN-γ-Spiegel in den OmcBc:CpG- und OmcBc:FA-Gruppen signifikant höher als in der Blankgruppe (P < 0,05 bzw. P < 0,01). Ebenso waren die IL-10-Spiegel in diesen Gruppen im Vergleich zur Blankgruppe signifikant erhöht (P < 0,01).
Infektions- und pathologische Analyse
Nach der Immunisierung wurden die Mäuse vaginal mit 2,0 × 10⁵ inklusionskörperbildenden Einheiten (IFU) von C. muridarum Nigg-Elementary-Bodies inokuliert. Die IFU-Ausscheidung wurde an Tag 3, 10, 14, 21 und 28 post Infektion überwacht. Die Chlamydienlast in der OmcBc-Gruppe war an Tag 3, 10 und 14 geringer als in der Blankgruppe. An Tag 60 post Infektion wurden die Reproduktionstrakte isoliert, und der Schweregrad der Hydrosalpinx wurde bewertet. Die makropathologischen Scores für Hydrosalpinx betrugen: OmcB:CpG (1,20 ± 0,84), OmcBc:CpG (0,60 ± 0,89), OmcB:FA (1,60 ± 2,19) und OmcBc:FA (0,40 ± 0,55), allesamt niedriger als in der Blankgruppe (2,60 ± 1,82). Die histopathologische Auswertung der Eileiter ergab, dass die Scores für entzündliche Zellinfiltration in den OmcBc:CpG- (2,20 ± 1,30) und OmcBc:FA-Gruppen (2,40 ± 1,14) signifikant niedriger waren als in der Blankgruppe (5,00 ± 1,23) (P < 0,05).
Diskussion
Die Studie unterstreicht das Potenzial von OmcB und OmcBc als Impfstoffkandidaten gegen Chlamydien-Infektionen. Beide Proteine induzierten eine starke humorale Immunität mit Tendenz zur Th1-Antwort. Jedoch löste nur OmcBc in Kombination mit Adjuvanzien signifikante IFN-γ-Sekretion aus, die für protektive Immunität entscheidend ist. Die überlegene Schutzwirkung von OmcBc könnte auf Unterschiede in der Proteinkonformation, Antigenpräsentation oder spezifischen Immunmechanismen zurückzuführen sein. Diese Ergebnisse betonen die Bedeutung der Induktion sowohl zellulärer als auch humoraler Immunantworten für optimalen Schutz gegen Chlamydien-Infektionen.
Fazit
Diese Studie zeigt, dass OmcBc, insbesondere in Kombination mit Adjuvanzien, robuste Immunantworten induziert und signifikanten Schutz gegen C. muridarum in BALB/c-Mäusen bietet. Die Ergebnisse legen nahe, dass OmcBc ein vielversprechender Kandidat für die Weiterentwicklung als Chlamydien-Impfstoff ist. Zukünftige Forschung sollte die spezifischen Mechanismen der erhöhten Schutzwirkung von OmcBc aufklären und Adjuvansformulierungen zur Maximierung der Immunantwort optimieren.
doi.org/10.1097/CM9.0000000000002624