Aviäre Influenzavirus (AIV) Markervakzinen auf Basis des Newcastle Disease Virus (NDV) als Vektor: Herstellung, Charakterisierung und Prüfung einer AIV H9 Hämagglutinin (HA)-exprimierenden NDV-Rekombinante gegen niedrigpathogenes AIV, sowie Prüfung H5 bzw. N1 Neuraminidase-exprimierender NDV-Rekombinanten gegen hochpathogenes AIV

• Main Author: Deckers, Daniela
• Other Authors: Veits, Jutta, Hafez, M. H., Mettenleiter, Thomas C., Borchers, K.
• Format: Doctoral or Postdoctoral Thesis
• Language: English
• Published: 2010
• Subjects: Text; ddc:630; poultry; poultry diseases; avian influenza a viruses; Newcastle disease virus; zoonoses; recombinant vaccines; gene expression; Whooper Swan
• Online Access: https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000018698-3; https://www.openagrar.de/receive/fimport_mods_00001509; https://www.openagrar.de/servlets/MCRFileNodeServlet/Document_derivate_00003544/SD2010402D.pdf; http://www.diss.fu-berlin.de/diss/receive/FUDISS_thesis_000000018698

Aviäre Influenzavirus (AIV) Markervakzinen auf Basis des Newcastle Disease Virus (NDV) als Vektor: Herstelllung, Charakterisierung und Prüfung einer AIV H9 Hämagglutinin (HA)-exprimierenden NDV-Rekombinante gegen niedrigpathogenes AIV, sowie Prüfung H5 bzw. N1 Neuraminidase-exprimierender ND-Rekombinanten gegen hochpathogenes AIV. Die Entwicklung bzw. Testung von NDV-AIV Rekombinanten war Gegenstand dieser Arbeit. Mittels reverser Genetik wurde der H9-ORF des LPAIV Stammes A/turkey/Wisconsin/1/66 (H9N2) in die intergene Region zwischen F- und HN-Gen des NDV Clone 30-Genoms inseriert und infektiöses Virus generiert. Die Insertion der zusätzlichen Transkriptionseinheit führte zu einer verzögerten Replikation, wobei aber zum parentalen Virus vergleichbare Endtiter erreicht wurden. Die Fremdgenexpression wurde mittels indirekten Immunfluoreszenz-Tests (IFT), Western Blot-Analyse (WB) und Radioimmunpräzipitationsanalyse (RIP) nachgewiesen. Die Fremdgeninsertion blieb nach 10-maliger Passage im Ei erhalten. Eine Steigerung der Virulenz durch die zusätzliche Expression des H9 Proteins in NDV konnte weder im ICPI noch nach Immunisierung von SPF-Hühnern und Puten festgestellt werden. Eine einmalige Immunisierung mit der H9-exprimierenden NDV-Rekombinante induzierte in SPF-Hühnern Schutz gegen eine letale Infektion mit velogenem NDV und reduzierte die Ausscheidung des Virus gegenüber nicht-immunisierten Kontrolltieren. In Puten induzierte eine einmalige Immunisierung mit NDV-H9 einen partiellen Schutz gegen klinische Erkrankungen, reduzierte die Ausscheidung des Virus gegenüber Kontrolltieren jedoch nicht signifikant. Nach einmaliger Immunisierung mit NDV-H9 konnten weder in SPF-Hühnern, noch in Puten H9-spezifische Antikörper detektiert werden, so dass kein Schutz gegen klinische Erkrankungen nach einer Infektion mit einer maximalen Dosis AIV A/turkey/Wisconsin/1/66 (H9N2) induziert wurde. Das klinische Bild wie auch die Ausscheidung des Virus differierten zwar nach Belastungsinfektion von immunisierten und AIV-naiven SPF-Hühnern und Puten, jedoch waren nur wenige Unterschiede auch signifikant. Ferner wurden in dieser Arbeit AIV Hämagglutinin- oder Neuraminidase-exprimierende NDV-Rekombinanten nach einmaliger Immunisierung auf ihre Schutzwirkung gegen HPAIV-Infektionen vom Subtyp H5 untersucht. Die mit einer N1-exprimierenden NDV-Rekombinante immunisierten Tiere zeigten gegenüber den Kontrollen eine verlängerte Überlebenszeit nach Infektion mit HPAIV H5N1, was auf eine Beteiligung des Neuraminidase-Proteins an einer schützenden Immunität hindeutet. NDV-Rekombinanten, die entweder HPAIV H5 (NDV-H5) oder durch Deletion basischer Aminosäuren modifiziertes H5 (NDV-H5LP) exprimieren bzw. H5 und N1 ko-exprimieren, (NDV_H5N1) wurden auf ihre Schutzwirkung gegen Infektion mit dem homologen (AIV A/whooper swan/Germany/R65/06 (H5N1)), oder heterologen AIV-H5 Stämmen (A/duck/Vietnam/TG24-01/05 (H5N1); A/chicken/Italy/8/98 (H5N2)) überprüft. Eine einmalige Immunisierung mit einer der drei Rekombinanten induzierte in SPF-Hühnern Schutz gegen klinische Erkrankungen nach einer letalen Infektion mit homologen HPAIV H5N1 und verhinderte die Ausscheidung des Virus. Nach Infektion mit heterologen HPAIV H5N1 trat bei allen immunisierten Tieren eine gegenüber den naiven Kontrollen deutlich reduzierte klinische Symptomatik und Mortalität auf und die Ausscheidung des Virus bewegte sich im Durchschnitt auf einem niedrigen Niveau. Nach Infektion mit heterologem HPAIV H5N2 blieben alle immunisierten Tiere gesund und wiesen im Gruppendurchschnitt eine deutlich reduzierte Ausscheidung des Virus nahe des Detektionslimits auf, während die Kontrolltiere eine hohe Virusgenomlast ausschieden und 90% verstarben. Die Rekombinanten NDV-H5, NDV-H5LP, sowie NDV-H5N1 zeigten damit eine gute Schutzwirkung sowohl gegen homologe, als auch gegen heterologe Belastungsinfektion mit HPAIV H5. Dabei unterschieden sich die drei Rekombinanten in ihrer Schutzwirkung nicht. Darüber hinaus konnten Tiere, die mit H5- bzw. N1-exprimierenden NDV-Rekombinanten immunisiert worden waren, durch die An- oder Abwesenheit AIV NP-spezifischer Antikörper von infizierten Tieren unterschieden werden.