Produktion von aviären Antikörpern (IgY) gegen virulente bovine Rotaviren B223 (G10P[11]) und gegen Plasmide, kodierend für RV-Proteine mit dem Ziel zur Anwendung als therapeutische/prophylaktische Antikörper bei Durchfallerkrankungen in der Kälberaufzucht

Abstract

Bovine Rotaviren (BRV)-Infektion ist eine bedeutende Ursache der katarrhalischen Enteritis der Kälber, die sich in einer akuten Diarrhö äußert und die Tiere insbesondere in den ersten drei Lebenswochen erheblich beeinträchtigt. Die Erkrankung wird durch das Trennen der Kälber von den Muttertieren begünstigt, so dass der Transfer schützender Kolostral-Ak fehlt. Die ökonomischen Verluste, die durch solche Infektionen verursacht werden sind immens. Lokale passive Immunität ist die effizienteste Strategie, um die Erkrankung zu kontrollieren. Die IgY-Technologie (Produktion von Antikörpern im Huhn und deren unblutige Extraktion aus dem Eidotter) stellt eine attraktive Alternative zur Prävention der neonatalen Diarrhö dar. Es ist seit mehr als hundert Jahren (Klemperer 1893) bekannt, dass immunisierte Hühner spezifische Ak in das Eidotter sezernieren. In den letzten vier Dekaden erfährt diese Methode ihre Renaissance und gewinnt an Wichtigkeit sowohl in der Diagnostik als auch in der Therapie/Prophylaxe von Infektionskrankheiten in der Human- und Veterinärmedizin. Es ist eine minimalinvasive, preiswerte Methode zur Herstellung großer Mengen spezifischer Ak in kurzer Zeit. In der vorliegenden Doktorarbeit wurden anti-BRV spezifische Antikörper durch Immunisierung der Hühner mit einem B223 Rotavirus-Strang generiert. Die Immunisierung der Hühner fand auf zwei unterschiedliche Weisen statt, zum einen die klassische Immunisierung mit Vollvirus, zum anderen die Gene Gun Immunisierung mit Genabschnitten, kodierend für Virusproteine VP4, VP6 und VP7, sowie mit deren Mix. Im ELISA und in der Immunhistochemie zeigten die mit Vollvirus immunisierten Hühner hohe Titer spezifischer Ak. Der Titer der gene gun immunisierten Tiere fiel jedoch niedriger aus, bei einer Gesamtzahl an Immunisierungen/Boosterungen von 5, mit den besten Ergebnissen bei der Anwendung des Plasmid-Mix bei einer Gesamtzahl an Immunisierungen /Boosterungen von 9. Neutralisierende Eigenschaften zeigten nur die durch klassische Immunisierung erzeugten Ak. Diese Ergebnisse sprechen dafür, dass Immunisierung mit Vollvirus eine effektive Methode zur Herstellung der anti- BRV-Ak darstellt. Betreffend der gene gun Immunisierung stellt sich die Vermutung auf, dass wahrscheinlich längere Immunisierungszeiten zur Entwicklung eines höheren Ak-Titer erforderlich sind, um neutralisierende Eigenschaften zu erreichen.

Bovine rotavirus infection is an important cause of severe diarrhea (catarrhal enteritis) in new born calves and lead to significant impairment for the animals especially until the 3. week of life. The separation of the newborne calves from their mother facilitate the infection, because of missing transfer of the Colostral-Antibodies. The BRV-diarrhea results in great financial loss. Local passive immunity is the most efficient strategy to control the disease. IgY-technology (production of antibodies in a hen and their non-invasive extraction from egg yolk) is an attractive approach for prevention of neonatal diarrhea. 1893 Klemperer already described the existence of protective antibodies in the eggs. During the last three decades IgY-technology undergoes its renaissance and is becoming more and more important in the diagnostic and therapy/prevention of infectious diseases in human and veterinary medicine. This method is minimal-invasive, cost effective and allows to produce large amounts of specific antibodies in a short time. In the present doctoral thesis anti-BRV specific antibodies were generated in chicken via immunisation with B223-strain of rotavirus. Two different ways of immunisation were performed, the classical immunisation with whole virus on one hand and the gene gun immunisation with DNA-Plasmids coding for virus proteins VP4, VP6, VP7 and with a plasmid mix on the other hand. All received antibodies were specific when used in ELISA and immunohistochemistry, with high titers in the classical immunised hens. Titer developed by gene gun immunised hens was a way lower, with the best results shown by the mix of plasmids. The neutralizing activity was demonstrated only by immunisation with the whole virus. These results indicate that the classical immunisation is an effective method of anti-BRV- antibodies production. Concerning gene gun we hypothesize, that long term- immunisations are necessary for a development of high Ab-titer and perhaps to obtain Ab with neutralising activity.