Projekte in den Förderprogrammen des BMEL, betreut durch den Projektträger BLE (PT BLE)
Ergebnis der Suche
| Titel: | Reaktionen des Wirtes, insbesondere genetische Signaturen, auf eine MKS-Infektion, unter besonderer Berücksichtigung von Impfung und persistenter Infektion (TRANSCRIPTOVAC) |
|---|---|
| Titel (englisch): | Host response gene signatures associated with FMDV infection, vaccination and persistence. |
| Akronym: | TRANSCRIPTOVAC |
| Beschreibung (dt.): | Das Virus der Maul- und Klauenseuche (MKSV) verursacht eine der bedeutendsten Tierkrankheiten. Heutige Impfstoffe induzieren nur einen kurzen Antikörper-vermittelten Schutz aber keine Schleimhautimmunität. Die Bekämpfung der MKS wird durch die kausal ungeklärte Viruspersistenz in Wiederkäuern erschwert. Die Ziele des Projektes sind 1) die Identifizierung der frühen Expressionssignaturen für die lang anhaltende Antikörperantwort im Schaf, 2) die Identifizierung der Expressionssignaturen von MKSV-Infektion und MKSV-Persistenz und 3) die Entwicklung von neuartigen Vektorvakzinen. Ziele sind u.a. eine schnellere und günstigere Testung von Vakzinen und die Aufklärung und Verhinderung der Viruspersistenz. Zwecks Aufklärung möglicher Angriffspunkte zur Verhinderung der Persistenz sollen ein in-vitro-Modell des weichen Gaumens und Kulturen von Lungenmakrophagen zu verschiedenen Zeitpunkten nach der Infektion untersucht werden. Hierzu sollen, auch mittels eines Bovine Genome Arrays, Profile der Genexpression sowie der Zytokine erstellt und das Proteom mittels MALDI-TOF untersucht werden, unter Berücksichtigung der Interaktion zwischen Zellen des weichen Gaumens und der Lungenmakrophagen mit Immunzellen. Persistent infizierte Zellen sollen mit akut infizierten verglichen und die Expression von für die zelluläre Antwort auf eine Infektion kritischen Genen mittels Transkriptomanalyse untersucht werden. Die Virusgenome in persistent infizierten Zellen sollen hinsichtlich der Quasi-Spezies-Eigenschaften untersucht werden. Hierzu soll persistierendes Virus, u.a. mit Hilfe der Komplettsequenzierung, hinsichtlich Funktionen und Fitness mit dem Ausgangsvirus verglichen werden. Die von den Projektpartnern auf der Basis eines caninen Adenovirus entwickelte MKSV Vektor-Vakzine soll im Schwein und im Rind getestet und die Expressionssignaturen im Blut untersucht werden. Schließlich soll der durch die Vakzine vermittelte Schutz im Rind durch Belastungsversuche untersucht werden. |
| Beschreibung (engl.): | Foot-and-mouth disease virus (FMDV) causes one of the most devastating animal diseases. Current vaccines induce a short, Ab-mediated protection but no mucosal immunity. FMD control is affected by the persistent infection of ruminants due to still unknown mechanisms. The aims of the project are 1) to identify early gene signatures associated with long term antibody responses in sheep 2) to identify pathogen and host gene signatures associated with FMDV infection and persistence and 3) to develop novel viral vectored vaccines. The project aims at the facilitation of a more rapid and economic vaccine testing and the prevention of virus persistence. In order to identify potential targets for the prevention of persistence, in-vitro-models of the soft palate and cultures of lung macrophages will be examined at different time points after infection. To this end, using a bovine genome array, gene expression profiles and cytokine profiles will be generated and the proteome will be examined by MALDI-TOF spectrometry, covering also the interaction of cells of the soft palate and lung macrophages with immune cells. Persistently infected cells will be compared with acutely infected and the expression of genes critical for the cellular immune response will be examined by analysis of the transcriptome. The viral genome in persistently infected cells will be examined in respect to the quasi-species characteristics. To this end, persisting virus will be compared with the parental virus in respect to function and fitness, using full length sequencing where necessary. The FMDV vector vaccine developed by the project partners on the basis of a canine adenovirus will be tested in swine and cattle and expression signatures in blood will be studied. Finally, the protection induced by this vaccine in cattle will be studied in challenge tests. |
| Ergebnis (dt.): | Die Maul- und Klauenseuche (MKS) ist eine akute und systemische vesikuläre Erkrankung von Klauentieren mit enormen wirtschaftlichen Auswirkungen. Das MKS-Virus befällt hauptsächlich Rinder und Schweine, kann aber auch auf Büffel, Ziegen und Schafe übertragen werden. Heute existieren wirksame Impfstoffe gegen MKSV, doch diese induzieren nur einen kurzen, durch Antikörper vermittelten Schutz vor generalisierter Erkrankung. In circa 50% der geimpften und anschließend mit MKSV in Kontakt gekommenen Tiere kann es trotzdem zu einer lokal begrenzten Replikation und anschließender Persistenz des Virus kommen. In diesen Tieren, genannt „Carrier“, kann infektiöses Virus über Wochen nachgewiesen werden. Von der persistenten Infektion betroffen sind vorwiegend die Schleimhäute des Nasenrachens. Die zellulären Faktoren, die die Etablierung der MKSV-Persistenz fördern, sowie die viralen Strategien der Immunvermeidung im Nasenrachenraum von Rindern, sind derzeit nur unzureichend bekannt. Frühere in-vitro-Arbeiten, die darauf abzielten, die zellulären Reaktionen während einer persistenten MKSV-Infektion zu entschlüsseln, spiegeln die Situation in vivo kaum wider. Den Projektpartnern in TRANSCRIPTOVAC gelang es, ein Kultursystem mit Zellen aus dem Nasenrachen des Rindes (dorsaler Anteil des weichen Gaumens) an einer Luft-Flüssigkeit-Grenzfläche zu etablieren. Dieses Zellkultursystem wurde verwendet, um eine akute (24 Stunden nach Infektion) und persistente (28 Tage nach Infektion) MKSV-Infektion mit Zellen aus zwei Rindern nachzustellen. Während der akuten Phase waren virale RNA und Proteine in großen Mengen nachweisbar und als Reaktion darauf wurden Hunderte von Interferon-stimulierten Genen (ISG) überexprimiert. Obwohl die Anzahl der pro-apoptotischen ISGs und das Ausmaß ihrer Regulation während der Persistenz abnahm, wurden einige ISGs mit antiviraler Aktivität auch im späten Stadium immer noch hoch exprimiert. Dies deutet auf eine langanhaltende, aber letztlich gegen die Infektion unwirksame Stimulation der ISGs während der MKSV-Persistenz hin. Darüber hinaus deutet die reduzierte Expression dafür relevanter Gene auf eine Beeinflussung der extrazellulären Matrix hin, die das Virus-Wirt-Gleichgewicht in Epithelzellen des weichen Gaumens zu Gunsten des Virus verschieben könnte. Die Übertragbarkeit der Erkenntnisse aus der Zellkultur auf die Situation im Tier würde einen Durchbruch in der MKS-Forschung mit unmittelbaren Auswirkungen auf die Diagnostik und Prävention persistenter Infektionen darstellen. |
| Ergebnis (engl.): | Foot-and-mouth disease (FMD) is an acute and systemic vesicular disease of cloven-hoofed animals with enormous economic impact. FMD virus mainly affects cattle and pigs, but can also be transmitted to buffalo, goats, and sheep. Effective vaccines against FMDV exist today, but these induce only brief antibody-mediated protection against generalized disease. In approximately 50% of vaccinated animals subsequently exposed to FMDV, localized replication and subsequent persistence of the virus still occurs. In these animals, called "carriers", both infectious virus can be detected for weeks. The mucous membranes of the nasopharynx are predominantly affected by the persistent infection. The cellular factors that promote the establishment of FMDV persistence and the viral strategies of immune evasion in the nasopharynx of cattle are currently poorly understood. Previous in vitro work aimed at deciphering cellular responses during persistent FMDV infection poorly reflects the situation in vivo. Project partners within TRANSCRIPTOVAC succeeded in establishing a culture system using cells from the bovine nasopharynx (dorsal portion of the soft palate) at an air-liquid interface. This cell culture system was used to mimic acute (24 hours post-infection) and persistent (28 days post-infection) FMDV infection using cells from two cattle. During the acute phase, viral RNA and proteins were detectable in large amounts, and in response, hundreds of interferon-stimulated genes (ISGs) were overexpressed. Although the number of pro-apoptotic ISGs and the extent of their regulation decreased during persistence, some ISGs with antiviral activity were still highly expressed at this late stage. This suggests a long-lasting but ultimately ineffective stimulation of ISGs during FMDV persistence. In addition, silencing of relevant genes suggests an interference with the extracellular matrix that could influence the virus-host balance in soft palate epithelial cells in favor of the virus. The transfer of the findings from cell culture to the situation in animals would represent a breakthrough in FMD research with immediate implications for the diagnosis and prevention of persistent infections. |
| Laufzeit: | Beginn: 01.03.2015 / Ende: 30.11.2019 |
| Ausf. Einrichtung: | Friedrich-Loeffler-Institut Bundesforschungsinstitut für Tiergesundheit, Greifswald |
| Themenfelder: | Tiergesundheit, animal health |
| Förderprogramme: | EU-Forschung |
| Schlagworte: | Virologie, Virology, Tierschutz, Tierwohl, animal welfare, Wissenstransfer / Vernetzung, knowledge transfer, networking, Diagnostik, diagnostics, Prävention, Prevention, Therapie, therapy, Rinder, cattle, Schweine, pigs, Tierseuchen, epizootic |
| Stichpunkte: | ANIHWA (2. Call) |
| Förderkennzeichen: | 2814ERA02D |
| Dokument zum Download: | 2814ERA02D_Abschlussbericht TRANSCRIPTOVAC.pdf (850,3 KB) 2814ERA02D_Kurzfassungen (de/en) TRANSCRIPTOVAC.pdf (46,1 KB) 2814ERA02D_Steckbrief TRANSCRIPTOVAC.pdf (255,4 KB) |
Kontakt: |
Benutzen Sie unser Kontaktformular
oder E-Mail an ERA@ble.de |
Erweiterte Suche
Hier gibt es die Möglichkeit, nach Stichworten, Themenfeldern, Projektstatus, Förderprogrammen, Laufzeiten und Einrichtungen zu suchen:
