dc.contributor.author
Bell, Roland
dc.date.accessioned
2021-03-02T13:19:37Z
dc.date.available
2021-03-02T13:19:37Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/28922
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-28671
dc.description.abstract
Streptococcus pneumoniae represents a significant cause of global morbidity and mortality in both children and adults. While there are vaccines currently available that can convey immunity to some of the major serotypes of S. pneumoniae, limited access to vaccines in low-income countries leads to insufficient coverage of those populations, and the shifting prevalence of serotypes coupled with bacterial resistance to antibiotics is a serious development in the US and Europe. The rational design of semi-synthetic glycoconjugate vaccines represents a novel method for effective and economical vaccine production, and is therefore a viable strategy for addressing these problems. A new oligosaccharide-conjugate vaccine against S. pneumoniae serotype 3 (SP3), produced by glycan synthesis developed by the working group of Prof. Dr. Peter H. Seeberger (Max Planck Institute für Kolloid- und Grenzflächenforschung, MPIKG) has shown promise as one being able to induce serological responses. Here, we tested the ability of this vaccine candidate to confer immunity in a mouse model of S. pneumoniae infection. Methods: In the current study, we conducted pre-clinical in-vitro and in-vivo experiments, in accordance with WHO-guidelines for the assessment of novel vaccines, to examine the relative efficacy and safety of a novel, semi-synthetic glycoconjugate vaccine for S. pneumoniae serotype 3 (SP3). In vitro experiments encompassed opsonophagocytosis assays implementing either differentiated HL-60 cells or peripheral human neutrophils. In vivo experiments employed a mouse-model of pneumococcal pneumonia to assess vaccine protection, based on clinical parameters, bacterial clearance from the lungs, bacteremia, local and systemic cellular immune-responses to SP3 challenge, pulmonary function tests, and pulmonary endothelium barrier integrity. Results: The vaccine candidate showed a robust protective effect in mice challenged with SP3 35 days following vaccination, but waning effect with no significant protection after 116 days, indicating a potential failure to convey long-term protection. Conclusions: These data show at once the promise of this approach of using semisynthetic oligosaccharides in vaccines, and support the need to expand the efforts of inducing long-lasting immunity through optimized vaccine-design.
en
dc.description.abstract
Einleitung: Streptococcus pneumoniae–Infektionen stellen weltweit eine wichtige
Ursache für Morbidität und Mortalität bei Kindern und älteren Erwachsenen dar.
Obgleich Impfungen für viele der häufigsten Serotypen von S. pneumoniae existieren,
verhindert eine beschränkte Verfügbarkeit der Impfstoffe in Entwicklungsländern die
flächendeckende Immunisierung dieser Bevölkerungen. Gleichzeitig wird in den USA
und Europa eine Verschiebung der beobachteten Serotyp-Prävalenzen bei zunehmender
Antibiotika-Resistenz zu einer ernsten Herausforderung. Eine effektive und ökonomisch
effiziente Lösung dieser Probleme stellt die Methode des rationalen Entwurfs
synthetischer Polysaccharide-Impfungen dar. Vorläufige Daten konnten zeigen, dass ein
semisynthetischer Oligosaccharid -Konjugatimpfstoff für S. pneumoniae Serotyp 3 (SP3),
hergestellt mittels automatisierter Glykansynthese, die durch die Arbeitsgruppe von
Prof. Dr. Seeberger (Max Planck Institute für Kolloid- und Grenzflächenforschung,
MPIKG) entwickelt wurde, eine serologische Immunantwort in Mäusen erzeugen
kann. In dem vorliegenden Projekt sollte nun die Fähigkeit des semisynthetischen SP3
Impfstoffs Protektive Immunität in einem Mausmodell zu induzieren. Methoden: In
dieser präklinischen Studie wurden in-vitro - und in-vivo-Experimente durchgeführt, die
nach den WHO-Leitlinien für die Auswertung der Effektivität und Sicherheit neuer
Impfstoffe gestaltet wurden. In den in-vitro-Experimenten wurden ‚Opsonophagocytosis
Assays’ (OPA) eingesetzt, welche Opsonophagozytose vermittelt durch spezifische
Antikörper messen. Zu diesem Zweck wurden entweder ausdifferenzierte HL-60 Zellen,
oder primäre menschliche Neutrophile Granulozyten verwendet. Die in-vivo-
Experimente setzten ein Mausmodell der Pneumokokken-Pneumonie ein, um den
Impfschutz gegen SP3-Infektion zu messen. Dazu wurden Daten zu klinischen
Parametern, der Bakterienlast in Lunge und Blut, sowie zur Immunantwort
erhoben. Ergebnisse: Der SP3-Impfstoff zeigte einen robusten Schutz in Mäusen, bei
denen eine experimentelle Pneumonie mit SP3 35 Tage nach Impfung durchgeführt
wurde, nicht jedoch in Mäusen, die 116 Tage nach Impfung infiziert wurden. Der
Impfschutz war somit nicht langlebig. Schlussfolgerung: Die Studie zeigt, dass semisynthetische
Konjugatimpfstoffe protektive Immunität induzieren können, sie zeigt aber
auch auf die Notwendigkeit weiterer Studien zur Erforschung der Langzeit-Immunität
mit diesen neuartigen Impfstoffen auf.
de
dc.rights.uri
https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
dc.subject
Streptococcus Pneumoniae
en
dc.subject
Innate Immune System
en
dc.subject
Adaptive Immune System
en
dc.subject
Rational Vaccine Design
en
dc.subject.ddc
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften::610 Medizin und Gesundheit::610 Medizin und Gesundheit
dc.title
A semi-synthetic glycoconjugate vaccine for Streptococcus pneumoniae serotype 3 confers short-term protection against pneumonia in mice
dc.contributor.gender
male
dc.contributor.firstReferee
N.N.
dc.contributor.furtherReferee
N.N.
dc.date.accepted
2021-03-05
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-refubium-28922-1
refubium.affiliation
Charité - Universitätsmedizin Berlin
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free
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open access
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