Umfassende Analyse der BoLA-I-Haplotypen und ihrer Peptidbindungsspezifitäten in wichtigen T. parva-Impfstoff-Zielpopulationen in endemischen Gebieten: Hin zu einer rationalen Impfstoffentwicklung gegen ein wichtiges Rinderpathogen

• Antragsteller: Dr. Isaiah Otieno Obara, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Tiermedizin
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 460332935

Ostküstenfieber ist eine bei Rindern akute und oft tödlich verlaufende Erkrankung, die durch den Parasiten Theileria parva entsteht und jährlich etwa 1 Million Tiere tötet. Der intensive Akarizideinsatz ist wenig nachhaltig, die Chemotherapie ist teuer und ihre Wirksamkeit hängt von einer frühen Diagnose ab. Es gibt ein Impfverfahren, die "infection and treatment method" (ITM), bei dem die Tiere mit lebenden Parasiten infiziert und anschließend behandelt werden. Verschiedene logistische und politische Schwierigkeiten verhindern seit fast fünfzig Jahren eine breitere Einführung. Die Entwicklung wirksamer und erschwinglicher Subunit-Impfstoffe bleibt daher erstrebenswert. Die Immunkontrolle von T. parva wird durch BoLA-I-abhängige CD8+ T-Zellen vermittelt, die spezifisch gegen mit Schizonten infizierte Lymphozyten gerichtet sind. Es hat sich gezeigt, dass Wirtstiere mit unterschiedlichen BoLA-I-Genotypen im Allgemeinen auf verschiedene Arten von T. parva-Epitopen, oft in unterschiedlichen Proteinen, reagieren. Ein Haupthindernis für die rationale Entwicklung von Subunit-Impfstoffen ist der Mangel an Informationen über die Prävalenz und die Peptidbindungspräferenzen der BoLA-I-Haplotypen bei den wichtigsten Impfstoff-Zielpopulationen. Bislang wurde eine begrenzte Anzahl von Holstein-Rindern mit einem sehr begrenzten Spektrum von BoLA-I-Allelen auf die antigene Spezifität von T. parva-spezifischen CD8+ T-Zellen hin untersucht. Die Holstein-CD8+-T-Zell-Epitope werden jedoch von immunen CD8+-T-Zellen von afrikanischen Ankole- und Zebu-Rindern, die eine wichtige Zielgruppe für Impfungen sind, nicht erkannt. Die BoLA-I-Haplotypen bei diesen einheimischen Rindern wurden bisher noch nicht im Detail analysiert. Im Rahmen des hier beantragten Vorhabens werde ich die erste umfassende Analyse der BoLA-I von Ankole- und Zebu durchführen. Zu den zu erwartenden Ergebnissen gehören (i) die Bestimmung der am weitesten verbreiteten BoLA-I-Restriktionselemente und (ii) die Haplotyp-Charakterisierung der transkribierten Ankole- und Zebu-BoLA-I-Gene. Dabei werde ich gleichzeitig Daten zu den Peptidbindungsspezifitäten von Ankole- und Zebu-BoLA-I-Haplotypen erhalten und zeigen, ob bei diesen Rinderrassen unterschiedliche T. parva-Antigene präsentiert werden. Dies wird durch die de novo-Sequenzierung des Ensembles von BoLA-I-eluierten Peptiden erreicht werden. Das Ergebnis ist notwendig für die rationale Entwicklung breit schützender multivalenter Impfstoffe. Darüber hinaus beabsichtige ich, den Wert der Immunpeptidomik-Daten (Selbstliganden und Erregerpeptide) zu maximieren, um die Regeln zu entschlüsseln, die der MHC-Antigenpräsentation zugrunde liegen, und um den maschinellen Lernalgorithmus zur Vorhersage der BoLA-I-Peptidpräsentation zu trainieren und zu verbessern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen