Selbstorganisierende bakterielle Protein-Nanoplattform für die Impfstoffentwicklung gegen Virale Hämorrhagische Septikämie Virus (VHSV)

• Antragsteller: Sohrab Ahmadivand, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Tiermedizin
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 557327539

Viruserkrankungen stellen in der Aquakultur eine große Herausforderung dar, vor allem aufgrund des Fehlens wirksamer antiviraler Behandlungen und der Schwierigkeit, wirksame, sichere und in großen Mengen verabreichbare Impfstoffe für kleine Fische zu entwickeln, die sehr anfällig für Virusinfektionen sind. Dies führt zu häufigen Ausbrüchen, Tierschutzproblemen, wirtschaftlichen Verlusten und bedroht die Nachhaltigkeit des Sektors weltweit. Subunit-Impfstoffe bieten eine sicherere und kostengünstigere Alternative zu herkömmlichen Methoden; ihre Wirksamkeit kann jedoch schwanken, und sie werden durch eine stressvolle IP-Injektion verabreicht. Die Entwicklung von oralen Subunit-Impfstoffen ist aufgrund der Proteininstabilität eine besondere Herausforderung. Ein vielversprechender Ansatz ist die Präsentation strukturell definierter antigener Proteine auf bakteriellen, selbstorganisierenden Nanokäfigen, die die Stabilität und Immunogenität von Subunit-Impfstoffen erhöhen und im Gegensatz zu VLPs als ideales Gerüst für behüllte Viren dienen. Vor kurzem haben wir diese innovative Impfstoffplattform für die Aquakultur eingeführt, nachdem wir erfolgreich ein lösliches Glykoprotein des IHN-Virus durch genetische Fusion mit Ferritin NPS in E.coli hergestellt haben, die orale Verabreichung sehr stabil ist, mit lebenden Zellen biokompatibel ist (ZFL-Modell) und in vitro eine angeborene antivirale Immunität induziert. Trotzdem sind In-vivo-Studien und Untersuchungen verschiedener Protein-Nanokäfige mit optimierter Produktion für neue Impfstoffe in der Aquakultur erforderlich. Wir wollen bakterielle selbstorganisierende Protein-Nanokäfige, Lumazin-Synthase aus A. aeolicus mit 60 Untereinheiten und Ferritin aus H. pylori mit 24 Untereinheiten, unter Verwendung der neuartigen Designstrategie von SpyTag/SpyCatcher im Baculovirus-System für das VHS-Virus verwenden. Es gibt keinen kommerziellen Impfstoff oder eine Behandlung für dieses WOAH-gelistete umhüllte Rhabdovirus, das weltweit schwere Epizootien mit einer Sterblichkeitsrate von bis zu 100 % bei Jungfischen verursacht. Das Projekt umfasst: (i) Entwicklung der Impfstoff-NPs (VHSVG-FR NPs und VHSVG-LuS NPs); (ii) physikochemische Charakterisierung und Stabilitätsbewertung in Forellenplasma und nach Lyophilisierung; (iii) In-vitro-Biokompatibilitätsbewertung (Aufnahme und Zytotoxizität); (iv) antivirale Immunität in Wirtsfischzellen; (iv) In-vivo-Tests an Forellen durch IP-Injektion und orale Verabreichung zur Analyse der antigenspezifischen Lymphozytenaktivierung (CD4, CD8, IFN-γ, IL-4 und IgM+ B-Zellpopulationen), der spezifischen Antikörper und der kreuzneutralisierenden Aktivität sowie der Schutzwirkung gegen virale Herausforderungen. Durch die Bereitstellung grundlegender Daten für den VHS-Impfstoff und die Erweiterung des Wissens über bakterielle selbstorganisierende Nanokäfige hofft diese Initiative, weitere Impfstoffe für die Aquakultur zu entwickeln.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen