TY  - THES
A1  - Keller, Christian
T1  - The role of dendritic cells in the immunoregulation of leishmaniasis - transfection of dendritic cells with mRNA encoding a molecularly defined parasitic antigen
T1  - Die Rolle dendritischer Zellen in der Immunregulation der Leishmaniose - Transfektion dendritischer Zellen mit mRNA eines molekular definierten Parasitenantigens
N2  - Die kutane Leishmaniose ist eine Infektionskrankheit, die besonders in tropischen und Wüstenregionen endemisch ist, mit einer Inzidenz von 1,5 Millionen Fällen im Jahr und einer Prävalenz von 12 Millionen Infizierten weltweit. Die Infektion kann durch den intrazellulären Parasiten Leishmania major hervorgerufen werden. Am Mausmodell ist die Krankheit ausführlich untersucht. Wie dabei deutlich wurde, ist für die Immunität gegen den Erreger die Induktion einer Klasse von Interferon (IFN)--produzierenden CD4+ T-Helfer-Zellen (TH1-Zellen) entscheidend, welche Makrophagen dazu aktivieren, die von ihnen beherbergten Parasiten abzutöten. Die Umlenkung der Immunantwort in Richtung einer schützenden TH1-Antwort wird auch der Schlüssel zu einem effektiven Impfstoff sein. Ex vivo mit Leishmanienantigenen beladene dendritische Zellen sind vor einiger Zeit als Vakzine gegen L. major-Infektionen beschrieben worden. Ein einzelnes rekombinantes Antigen, LeIF (Leishmania homologue of eukaryotic ribosomal initiation factor 4a), ein parasitäres Protein, das die IL-12-Produktion durch dendritische Zellen stimuliert und das als mikrobiell konserviertes Strukturmolekül (pattern-associated molecular pattern; PAMP) diskutiert wird, vermittelte dabei, zum Pulsen von dendritischen Zellen verwendet, einen schützenden TH1-abhängigen Effekt. Der Einsatz rekombinanter Proteine ist jedoch mit etlichen Nachteilen verbunden, weshalb andere Methoden zur Verabreichung von Antigenen entwickelt wurden. Aus der Tumorforschung ist unlängst die RNA-Elektroporation dendritischer Zellen als eine sichere und vielseitige Methode hervorgegangen, bei der eine große Anzahl von RNA-Molekülen, die für ein bestimmtes Antigen kodieren, durch einen elektrischen Impuls in das Cytosol dendritischer Zellen gelangt. Die vorliegende Arbeit beschreibt zum ersten Mal die Transfektion dendritischer Zellen mit RNA eines molekular definierten Parasitenantigens. Zunächst erfolgte die Etablierung eines standardisierten Protokolls für die RNA-Transfektion mit dem enhanced green fluorescent protein (EGFP) als Reporterantigen. EGFP-RNA war gut translatierbar in einem In-vitro-Translationssystem, und es konnten sowohl eine Zellinie (fetal skin-derived dendritic cells; FSDC) als auch primäre, aus Knochenmarkkulturen der Maus gewonnene dendritische Zellen (bone marrow-derived dendritic cells; BMDC) mit einem Anteil von bis zu 90% bzw. 75% effizient EGFP-transfiziert werden. In beiden Zelltypen wurde die maximale Transfektionseffizienz mit 20 µg RNA erreicht, die mit größeren Mengen an RNA nicht weiter zu steigern war. Die Höhe der Antigenexpression, gemessen als mittlere Fluoreszenzintensität (MFI) in der Durchflußzytometrie, war direkt proportional zur verwendeten RNA-Menge. In FSDC waren die Transfektionseffizienz und die MFI generell höher als in BMDC bei gleicher RNA-Menge. Zudem konnte gezeigt werden, daß eine Behandlung mit LPS die Kinetik beeinflußt: Die maximale Expression war höher und wurde auch eher erreicht, worauf zudem ein schnellerer Abfall folgte. In den Transfektionsexperimenten mit LeIF wurden zwei Varianten von LeIF-RNA verwendet: eine für die gesamte LeIF-Sequenz kodierende LeIF(fl)-RNA, und eine nur für die aminoterminale Hälfte der LeIF-Sequenz (226 Aminosäuren), dem immunogenen Teil des LeIF-Moleküls, kodierende LeIF(226)-RNA. Im Western Blot von Ganzzellysaten dendritischer Zellen war nur LeIF(fl) nach Transfektion nachzuweisen, wohingegen LeIF(226) in LeIF(226)-transfizierten BMDC nie nachzuweisen war. Da beide Konstrukte aber gut im zellfreien System translatierbar waren, stellte der fehlgeschlagene Nachweis von LeIF(226) kein Fehlschlagen der RNA-Translation, sondern vielmehr einen raschen Antigenabbau dar. Es bestand daher die Erwartung, daß LeIF(226)-transfizierte BMDC trotzdem in der Lage sein müßten, von LeIF(226) abgeleitete antigene Peptide an T-Zellen von mit rekombinantem LeIF (rLeIF) immunisierten BALB/c-Mäusen zu präsentieren. Diese Vermutung wurde durch Messung von IFN- in Stimulationsversuchen mit BMDC und T-Zellen bestätigt, die zeigten, daß am Tag 7 der Kultur mit rLeIF gepulste, LeIF(226)- und LeIF(fl)-transfizierte BMDC in der Tat antigenspezifisch T-Zellen aus LeIF-immunisierten Mäusen aktivierten. IL-4 hingegen wurde nicht produziert, was mit der Tatsache vereinbar ist, daß in Lymphknoten LeIF-vakzinierter Mäusen hauptsächlich T-Zellen vom TH1-Typ zu finden sind. In den Überständen LeIF-transfizierter BMDC-Kulturen, im Gegensatz zu rLeIF-gepulsten BMDC, waren die proinflammatorischen Zytokine IL-1β, IL-6, IL-10 und IL-12 nicht nachzuweisen. Dieser Effekt lag nicht am Elektroporationsvorgang, da die Zytokinproduktion von mit rekombinantem LeIF elektroporierten BMDC nur teilweise beeinträchtigt war. Die Expression von CD86 war nach LeIF-Transfektion zudem geringer als nach Pulsen mit rLeIF. LeIF-Transfektion führte mithin nicht zur Reifung dendritischer Zellen. LeIF-transfizierte BMDC könnten im Ergebnis als antigenspezifische Toleranzinduktoren fungiert haben, mit regulatorischen T-Zellen als Respondern. Der Effekt der Transfektion mit LeIF-RNA auf die immunstimulatorische Wirkung von BMDC war nicht signifikant erhöht, wenn BMDC am Tag 8 oder 9 der Kultur verwendet wurden. BMDC, die am Tag 8, und mehr noch am Tag 9 mit rLeIF gepulst wurden, induzierten hingegen eine energische T-Zell-Antwort. BMDC vom Tag 9 waren sogar in der Lage, naive T-Zellen zu aktivieren. Bevor eine starke, gegen LeIF gerichtete T-Zell-Antwort eingeleitet werden kann, müssen dendritische Zellen also letztlich – neben Präsentation des Antigens und Expression kostimulatorischer Moleküle – eine gewisse „Empfindlichkeit“ gegenüber dem Strukturmolekül LeIF besitzen, die mit ihrem Reifungsalter in Zusammenhang steht. Dieses dritte Signal wird nicht durch intrazelluläres LeIF nach Transfektion mit LeIF-RNA übermittelt, oder es wird unterdrückt. Darüber hinaus war nach Elektroporation von rLeIF die IL-12-Produktion von BMDC gänzlich aufgehoben, die Produktion von IL-1 bei höheren Antigendosen reduziert und die Produktion von IL-10 teilweise erhöht. Die Produktion von IL-6 war unbeeinflußt. Dieses veränderte Zytokinprofil legt eine Doppelnatur von LeIF als PAMP nahe: Neben der bei extrazellulärem Vorliegen von LeIF erwiesenen Eigenschaft, die Produktion von IL-12 zu stimulieren, welches die Resistenz des Wirtes gegen L. major steigert, könnte LeIF bei intrazellulärem Vorliegen auch zu Evasionsmechanismen des Parasiten vor dem Immunsystem des Wirtes beitragen, möglicherweise durch Wechselwirkung mit MAP (mitogen-activated protein)-Kinase-Signalwegen. Die Eigenschaften von LeIF als Adjuvans hängen also sowohl von der Verabreichungsmethode (Transfektion mit RNA bzw. Pulsen mit dem rekombinanten Protein) als auch vom Zielkompartiment (extra- bzw. intrazellulär) ab. Zusammenfassend konnte also in dieser Arbeit gezeigt werden, daß BMDC mit einem Parasitenantigen transfizierbar sind. Das Antigen wird dabei prozessiert und präsentiert, aber von dendritischen Zellen nicht als PAMP erkannt. Durch Transfektion mit antigenkodierender mRNA alleine werden mithin nicht alle notwendigen Signale für die Induktion einer potenten Immunantwort übermittelt.
N2  - Cutaneous leishmaniasis is an infectious disease that is endemic especially in tropical and desert regions with an incidence of 1.5 million cases per year and a prevalence of 12 million people infected worldwide. The infection can be caused by the intracellular parasite Leishmania major. The disease has been studied extensively in the murine model. It has become apparent that the induction of a class of interferon (IFN)--producing CD4+ T helper cells (TH1 cells) that activate macrophages to kill the parasites they harbor is desicive for the establishment of immunity. The redirection of the host’s immune response towards a protective TH1 phenotype will also be the key to an effective vaccine. Dendritic cells (DC) loaded with leishmanial antigens ex vivo were lately described as vaccines against L. major infections. One single recombinant Leishmania antigen, LeIF (Leishmania homologue of eukaryotic ribosomal initiation factor 4a), which was identified as a protein that stimulates DC to secrete interleukin (IL)-12 and discussed as a pattern-associated molecular pattern (PAMP), was found to mediate a protective TH1-dependent effect when used for pulsing of DC. The application of recombinant proteins is tied to many disadvantages, which is why other methods of antigen administration have been developed. RNA electroporation of DC has recently emerged from tumor research as a safe and versatile method of antigen delivery, by which a large number of RNA molecules encoding a specific antigen gains access to the cytosol of DC by an electrical impulse. The present study describes, for the first time, transfection of DC with RNA encoding a molecularly defined parasite antigen. Initially, a standardized protocol for RNA transfection was established, using the enhanced green fluorescent protein (EGFP) as reporter antigen. EGFP-RNA was well translatable in an in vitro translation system, and both a DC cell line (fetal skin-derived DC; FSDC) and murine primary bone marrow-derived DC (BMDC) could be transfected efficiently, with a yield of up to 90% and 75%, respectively. In both cell types, maximal transfection efficiency was attained with 20 µg RNA and could not be further increased with larger amounts of RNA. The level of antigen expression, measured as the mean fluorescence intensity (MFI) by flow cytometry, was directly proportional to the amount of RNA used for transfection. In FSDC, transfection efficiency and MFI were generally higher than in BMDC when the same amounts of RNA were used. Furthermore, the kinetics was shown to be sensitive to treatment with lipopolysaccharide (LPS): the expression peak was higher and was reached sooner, followed by a more rapid decline. In transfection experiments with LeIF, two variants of LeIF-RNA were used: LeIF(fl)-RNA, encoding the complete LeIF sequence, and LeIF(226)-RNA, encoding only the aminoterminal half of the LeIF sequence (226 amino acids), the immunogenic part of LeIF. Only LeIF(fl) was detectable by Western Blot in whole cell lysates of BMDC after LeIF(fl)-RNA transfection, whereas LeIF(226) could never be detected in LeIF(226)-transfected BMDC. However, as both constructs were well translatable in a cell-free system, the failure to detect LeIF(226) in BMDC lysates did not represent a failure in RNA translation, but rather a rapid antigen degradation. It was therefore expected that LeIF(226)-transfected BMDC should nevertheless be able to present LeIF(226)-derived antigenic peptides to T cells from BALB/c mice primed with recombinant LeIF (rLeIF). This hypothesis was confirmed by measuring IFN- production in BMDC-T cell co-incubation assays, showing that rLeIF-pulsed, LeIF(226)- and LeIF(fl)-transfected day 7 BMDC did indeed activate T cells from LeIF-immunized mice in an antigen-specific manner. In contrast, IL-4 was not produced, which was consistent with the fact that T cells found in lymph nodes from LeIF-primed mice are primarily of the TH1 type. In the supernatants of LeIF-transfected BMDC cultures, in contrast to rLeIF-pulsed BMDC, the proinflammatory cytokines IL-1β, IL-6, IL-10 and IL-12 were not detected. This effect was not due to the electroporation procedure, as cytokine production by BMDC electroporated with rLeIF was only partially impaired. Also, the expression levels of CD86 were lower upon LeIF transfection than after pulsing with rLeIF. Thus, LeIF transfection did not induce maturation of DC. In conclusion, LeIF-transfected BMDC may have acted as semi-mature antigen-specific tolerance inducers, with regulatory T cells as responders. The effect of LeIF transfection on the immunostimulatory capacity of BMDC was not significantly increased when day 8 or 9 BMDC were used. However, day 8, and even more day 9 BMDC pulsed with rLeIF mounted a vigorous T cell response. Day 9 BMDC were able to activate naïve T cells. In conclusion, before a strong T cell response against LeIF can be induced, DC need to – besides presenting antigen and expressing co-stimulatory molecules – exhibit a susceptibility to the innate signaling molecule LeIF which is linked to their maturation age. This third signal is provided by extracellular rLeIF, but it is not conveyed – or is suppressed – by intracellular LeIF after LeIF-RNA transfection. Furthermore, electroporation of rLeIF abrogated IL-12 production by BMDC completely, the production of IL-1 was reduced with higher antigen doses, and the production of IL-10 was partially increased. The IL-6 production was unaffected. This altered cytokine profile suggests that LeIF as a PAMP might have a bipartite nature: besides exhibiting the capacity to stimulate IL-12 production upon extracellular presence, thereby enhancing host resistance against L. major, LeIF could also contribute to parasitic host evasion mechanisms from intracellular compartments of DC, possibly by interfering with mitogen-activated protein (MAP) kinase signaling pathways. Thus, the adjuvant properties of LeIF depend both on its mode of delivery (transfection with RNA vs. pulsing with the recombinant protein) and the targeted compartment (extra- vs. intracellular). From this work, it can be summarized that BMDC are well transfectable with a parasite antigen. The antigen is processed and presented, but it is not recognized as a PAMP by DC. Hence, transfection with antigen-encoding mRNA by itself does not convey all necessary signals for the elicitation of a potent immune response.
KW  - Elektroporation
KW  - Leishmania
KW  - Leishmania major
KW  - Immunbiologie
KW  - Immunologie
KW  - Dendritische Zelle
KW  - Transfektion
KW  - Impfung
KW  - Antigenpräsentation
KW  - EGFP
KW  - pathogen-associated molecular pattern
KW  - TH1/TH2
KW  - Transfektion
KW  - EGFP
KW  - pathogen-associated molecular pattern
KW  - TH1/TH2
KW  - transfection
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-26208
ER  - 
TY  - THES
A1  - Reinhart, Michael Christian
T1  - Enhancing mucosal B cell responses with all-\(trans\) retinoic acid
T1  - Verstärkung der humoralen Immunantwort an mukosalen Oberflächen mittels all-\(trans\) Retinsäure
N2  - Diarrheal diseases are a major cause of death in developing countries. Vaccinating against the causative pathogens could reduce mortality and morbidity in these countries. Unfortunately, only for some of the most common enteral pathogens are vaccines available. Some of these available vaccines have limitations in terms of effectiveness and duration of protection. There is therefore an urgent need to develop new vaccine strategies that can generate protection against enteral pathogens. 
The presence of all-trans retinoic acid (ATRA) during lymphocyte maturation is known to imprint a phenotype on lymphocytes that enables them to home to the intestines. Additionally, ATRA is known to play a role in B cell class switch to IgA, which is the dominant immunoglobulin in the intestines. 
The aim of this study was therefore to investigate whether the addition of all-trans retinoic acid (ATRA) or a retinoic acid receptor agonist (AM80) to a parenteral vaccination could provide protection at the intestinal mucosa against enteric pathogens. 
C57BL/6 mice received s.c. priming and boosting immunizations with Ovalbumin followed by several s.c. injections with either ATRA, AM80 or the respective solvent as control substance. Feces, serum, saliva and vaginal lavage samples were collected and analyzed by ELISA for detection and relative quantification of antigen-specific antibodies. B cell populations in the draining lymph nodes were investigated after immunization using flow-cytometry. Antigen-specific antibodies producing cells were visualized in the small intestine of vaccinated animals using two-photon microscopy. 
Animals that were vaccinated and were exposed to AM80, and to a lesser extent ATRA exposed mice, had higher serum, fecal, saliva and vaginal lavage antigen-specific IgA titers when compared to animals that were vaccinated but did not receive ATRA/AM80. Antigen-specific IgG titers were not altered in any of the investigated tissues. In the draining lymph nodes, IgA+ and IgG+ B cells were increased after vaccination and AM80 exposure at several time points within 14 days after vaccination. Antigen-specific IgA+ cells were found in the small intestine of immunized and AM80-exposed but not control substance-exposed mice. 
These results suggest that the addition of ATRA or AM80 to parenteral vaccine formulations increases the abundance of antigen-specific antibodies at mucosal surfaces, and therefore have the potential to generate protective antibody titers at those mucosal surfaces.
N2  - In Entwicklungsländern sind Durchfallerkrankungen noch heute eine Haupttodesursache. Impfungen gegen die Erreger dieser Erkrankungen könnten dort Morbidität und Mortalität reduzieren. Jedoch sind nicht einmal für alle der häufigsten Erreger von Durchfallerkrankungen weltweit Impfstoffe verfügbar. Zudem gibt es bei einigen verfügbaren Impfstoffen Einschränkungen bezüglich Dauer des Impfschutzes und Effektivität der Impfung.
Es ist bekannt, dass die Anwesenheit von all-trans Retinsäure (auch Tretinoin oder ATRA) während der Lymphozytenreifung einen intestinalen Phänotyp vermittelt. Weiterhin spielt ATRA eine Rolle beim Ig-Klassenwechsel der B-Lymphozyten zu IgA, dem dominanten Immunglobulin im Gastrointestinaltrakt.
Ziel dieser Arbeit ist es, herauszufinden ob der Zusatz von ATRA oder eines Agonisten des Retinsäurerezeptors (AM80) zu parenteral applizierten Impfungen einen Impfschutz gegen Erreger im Verdauungstrakt aufbauen kann.
C57BL/6 Mäuse erhielten eine subkutane Impfung mit Ovalbumin sowie zeitlich versetzt eine subkutane Booster-Impfung. Außerdem wurden mehrere Injektionen mit ATRA oder AM80 oder den jeweiligen Lösungsmitteln als Kontrollsubstanzen durchgeführt. Kot-, Serum-, Speichelproben und Proben vaginaler Spülung wurden mittels ELISA auf Antigen-spezifische Antikörper untersucht. Außerdem wurden die die Impfstelle drainierenden Lymphknoten hinsichtlich Ihrer B-Lymphozyten Populationen mittels Durchflusszytometrie untersucht. Weiterhin wurden Zellen, die Impfantigen-spezifische Antikörper produzieren, im Dünndarm geimpfter Tiere mittels Zwei-Photonen-Mikroskopie dargestellt.
Es konnte gezeigt werden, dass die Tiere, die neben dem Impfantigen auch AM80 oder ATRA subkutan erhielten, sowohl in Kot-, Serum- und Speichelproben, als auch in Proben vaginaler Spülung höhere Impfantigen-spezifische IgA-Titer aufwiesen als Kontrolltiere, welche anstatt AM80 oder ATRA nur das jeweilige Lösungsmittel erhielten. Hingegen wurde zwischen den Experimentalgruppen kein Unterschied in den Impfantigen-spezifischen IgG-Titern festgestellt. In den die Impfstelle drainierenden Lymphknoten konnte ein relativer und absoluter Anstieg der IgA+ und IgG+ B-Lymphozyten nach Impfung und subkutanen Gaben von AM80 im Vergleich zu Kontrolltieren festgestellt werden. Im Dünndarm geimpfter Tiere, die auch subkutan AM80 erhielten, konnten Impfantigen-spezifische IgA+ Zellen festgestellt werden.
Die hier vorgestellten Ergebnisse weisen darauf hin, dass der Zusatz von AM80 oder ATRA zu parenteral applizierten Impfungen zu erhöhten Titern von Impfantigen-spezifischem IgA auf mukosalen Oberflächen führt. Diese Antikörper können potentiell eine protektive Funktion im Rahmen von Durchfallerkrankungen oder anderen Erkrankungen mit mukosalem Infektionsfokus ausüben.
KW  - Impfung
KW  - ATRA
KW  - mukosale Immunantwort
Y1  - 2022
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-292920
ER  - 
TY  - THES
A1  - Richard, Annika
T1  - Systematic Review of Measles, Mumps and Rubella Vaccination Programs in Selected European Countries and the Influence of Migration Movements
T1  - Systematischer Review der Impfstrategien für Masern, Mumps und Röteln in ausgewählten europäischen Ländern und die Auswirkungen von Migrationsbewegungen
N2  - Masern, Mumps und Röteln sind virale Infektionskrankheiten, die schwere und verheerenden Komplikationen bei den erkrankten Personen verursachen können. Die weltweite Krankheitslast dieser Infektionskrankheiten ist hoch und könnte durch erfolgreiche Impfstrategien merkenswert reduziert werden. Die WHO hat daher das Ziel der globalen Eliminierung von Masern und Röteln sowie der Kontrolle der oft simultan geimpften Mumps Erkrankung gesetzt.
Im Jahr 2010 einigten sich die WHO-Mitgliedstaaten der europäischen Region, gezielte Strategien zu verfolgen, um Masern und Röteln bis Ende des Jahres 2015 in Europa zu eliminieren. Analysen bezüglich des aktuellen Fortschrittes werden daher zunehmend relevanter. Als Teil dieser systematischen Literaturrecherche wurden die Immunisierungsstrategien, Impfraten und Krankheitsinzidenzen von elf europäischen Ländern untersucht und ihre Fortschritte im Hinblick auf die Krankheitseliminierung bewertet.
Eine erfolgreiche Prävention der endemischen Übertragung von Masern, Mumps oder Röteln Viren konnte in mehreren Ländern erreicht werden, darunter Schweden, Kroatien, Griechenland und Spanien. Den Ländern Österreich, Frankreich, Deutschland, Italien, Polen, Türkei und dem Vereinigten Königreich von Großbritannien und Nordirland ist es trotz verbesserter Immunisierungsraten bisher nicht gelungen, die Eliminierungsziele zu erreichen. In der Türkei, Italien und Polen, kam es in den letzten Jahren zu starken Anstiegen der Fallzahlen, welche die Masern, Mumps und Röteln Kontrolle in Europa deutlich erschweren und das zeitnahe Erreichen der Eliminationsziele gefährden. 
Unzureichend immunisierte Bevölkerungsgruppen, die zu einer Aufrechterhaltung der Infektionserkrankungen im europäischen Raum beitragen können, wurden identifiziert. Dazu zählen Säuglinge und Kleinkinder, Jugendliche und junge Erwachsene, Männer, kürzlich eingewanderte Personen und Flüchtlinge, sowie reisende ethnischer Minderheiten. Die Gründe für das erhöhte Risiko einer Masern, Mumps oder Röteln Infektion unter diesen Personengruppen sind vielfältig und ein Ergebnis von verschiedenen historischen und aktuellen Impfstrategien, kulturellen, politischen und religiösen Unterschieden, sowie persönlichem Glauben und Ansichten. Das Reisen und die Migration von infizierten Personen nach und zwischen den verschiedenen europäischen Ländern spielt auch eine wesentliche Rolle bei der kontinuierlichen Übertragung der Erkrankungen in Europa. Nur durch eine ausreichend hohe Immunität der Bevölkerung kann das Auftreten von größeren Ausbrüchen trotz der Einfuhr viraler Erreger verhindert werden. Bestrebungen sollte daher die Immunisierung aller impffähigen Personen umfassen, sowie die Erweiterung spezifischer Impfstrategien für unzureichend immunisierte Bevölkerungsgruppen, die nur schwer durch Routineimpfungen zu erreichen sind.
Europäische Länder, in denen die WHO Eliminierungsziele bisher nicht erreicht wurden, könnten möglicherweise von alternativen Impfstrategien profitieren. Ein einheitlicher, europaweiter MMR-Impfplan basierend auf den erfolgreichen Immunisierungsverfahren der Länder, die Masern, Mumps und Röteln erfolgreich bekämpft haben, stellt ein wirksames Instrument zur Verbesserung der allgemeinen Bevölkerungsimmunität und Kontrolle der drei Infektionskrankheiten dar. Ein Entwurf solch eines Impfplanes wurde im Rahmen dieser Dissertation erstellt und enthält Strategien für das Erreichen ungeschützter Bevölkerungsgruppen, unabhängig von Alter, Geschlecht oder Migrationshintergrund. Die Umsetzung einheitlicher Impfempfehlungen bringt mehrere Herausforderungen mit sich. Die vielen Vorteile im Hinblick auf die verbesserte Immunisierung, Überwachung und Bekämpfung der Erkrankungen lassen die Aufwände jedoch als berechtigt erscheinen. 
Die endemische Eliminierung von Masern, Mumps und Röteln Viren innerhalb der europäischen Region ist durchaus erzielbar. Die aktuelle epidemiologische Situation deutet jedoch darauf hin, dass das Ziel nicht bis zum Ende des Jahres 2015 erreicht wird, sondern weitere Bestrebungen auf internationaler Ebene notwendig sind, um eine wirksame Krankheitsbekämpfung in der näheren Zukunft zu erreichen. Durch nationale und internationale Verbesserungen der Immunisierungsstrategien und gezielten Impfkampagnen sowie Erkrankungs-Meldesystemen und laborchemischen Erregerbestätigungen kann eine weitgefächerte Bevölkerungsimmunität erzielt und Krankheitseliminierung unter adäquatem Monitoring des Fortschritts im gesamten europäischen Raum erreicht werden.
N2  - Measles, mumps and rubella are viral infectious diseases that may cause severe and devastating complications among affected individuals. The disease burden of all three diseases is high, but could be reduced entirely through successful vaccination strategies. As such, the WHO has established the goal of globally eliminating measles and rubella and concomitantly controlling the frequently co-vaccinated mumps.
In 2010, the WHO European Region member states agreed to strengthen efforts to eliminate measles and rubella from Europe by the end of 2015. As this date draws closer, progress analyses become increasingly relevant. In this systematic literature review, the immunization strategies, vaccination coverages and disease incidences of eleven European nations were assessed and their progress towards disease elimination evaluated.
Successful prevention of the endemic transmission of measles, mumps, or rubella could be achieved in several nations, including Sweden, Croatia, Greece and Spain. Austria, France, Germany, Italy, Poland, Turkey and the United Kingdom of Great Britain and Northern Ireland, though having improved their overall immunization rates, have not yet been able to reach the elimination goals. In Turkey, Italy and Poland, sharp increases in case numbers during recent years are potentially threatening the successful measles, mumps and rubella control in Europe.
Pockets of susceptible population groups that may contribute to the perpetuation of the diseases have been identified. They include infants and young children, adolescents and young adults, adolescent and adult males, recent immigrants and refugees,and traveling ethnic minority groups. Reasons for the increased risk of infection among these groups are manifold and a result of various historic and current vaccination practices, cultural, political and religious differences, as well as individual believes and concerns. Travel and migration of infected individuals to and between the various European nations also play an essential role in the continual transmission of measles, mumps and rubella in Europe. Only an adequate population-wide immunity can prevent the occurrence of major outbreaks due to viral importation. Efforts should therefore be made to immunize all population members able to receive vaccinations and to offer additional immunization opportunities to those susceptible population subgroups that are difficult to reach through routine vaccination programs.
In countries struggling to meet the WHO elimination goals, alternative immunization practices may be necessary. A uniform, European-wide MMR vaccination schedule based on the successful immunization methods of countries that have eliminated measles, mumps and rubella may be an effective tool for improving the overall population-wide immunity and controlling the three diseases. A model for such a schedule was created and includes strategies for reaching population members regardless of age, gender or migratory background. The implementation of uniform immunization recommendations is challenging, but the advantages in terms of improved vaccination, surveillance and disease control methods may be worth at least considering such a strategy in Europe.
Measles, mumps and rubella elimination may be attainable in the WHO European Region. The current epidemiological situation suggests that the goal is unlikely to be reached by the end of 2015, but through continued international efforts and collaboration, effective disease control could be achieved in the near future. In the meantime, improvements in immunization strategies, vaccination coverages, supplementary campaigns as well as disease notification systems and confirmations should be made on a national and international level, so that an adequate population-wide immunity can be established and the disease elimination progresses effectively monitored within the entire European region.
KW  - Masern
KW  - Mumps
KW  - Röteln
KW  - Impfung
KW  - systematic review
KW  - migration
KW  - Impfplan
KW  - vaccination program
Y1  - 2015
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-138033
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TY  - THES
A1  - Schnitzer, Johannes K.
T1  - Mechanism of dendritic cell-based vaccination against Leishmania major
T1  - Mechanismus der auf dendritischen Zellen beruhenden Impfung gegen Leishmania major
N2  - Die Impfung mittels Antigen-beladener dendritischer Zellen [DZ] ist mittlerweile eine gut etablierte Technik, die dann zum Einsatz kommt, wenn Standard-Impftechniken versagen, vor Krankheiten zu schützen beziehungsweise diese zu heilen. Die Effizienz dieser Technik konnte bereits für diverse Infektionskrankheiten und Krebserkrankungen in experimentellen Tiermodellen sowie am Menschen gezeigt werden. Hierbei ist die Möglichkeit zur wohldefinierten Manipulation und Antigenbeladung der DZ ein großer Vorteil gegenüber den konventionellen Ansätzen. Jedoch ist vor allem bei der Anwendung im klinischen Bereich die Präparation, Herstellung und Manipulation dieser autologen DZ mit einem erheblichen technischen, zeitlichen sowie finanziellen Aufwand verbunden. Hinsichtlich einer Präventivimpfung gegen eine pandemische Infektionskrankheit, die in hauptsächlich unterentwickelten Ländern vorkommt, wird dieser Aufwand sicherlich ein Hindernis darstellen. Daher muss für solche Fälle ein maßgeschneiderter Impfstoff entwickelt werden, der sich am Vorbild des effektiven DZ-basierten Impfstoffs orientiert. Für die Impfung gegen die Leishmania Parasiten besteht so ein DZ-basierter Impfstoff bereits. Dessen Wirkung, eine T-Zell Antwort vom Typ Th1 zu induzieren, wurde bereits in mehreren Veröffentlichungen demonstriert. Zusätzlich hat aber eine unserer Studien gezeigt, dass das typische Th1-bezogene Zytokin IL-12 zur Differenzierung naiver T-Zellen nicht von den injizierten DZ bereitgestellt werden muss, sondern von der geimpften Maus. Dies gab erste Hinweise auf eine stärkere Beteiligung des Wirts-Immunsystems als zuvor angenommen. Daher sollte hier vertieft der Mechanismus dieser DZ-basierten Impfung untersucht werden, wobei modifizierte Impfstoff-Ansätze zum Einsatz kommen sollten. Dabei wurden die Fragen nach der vom Impfstoff transportierten Information und dem Empfänger dieser Information berücksichtigt. Das aktuelle Paradigma zur DZ-basierten Impfung besagt, dass transferierte DZ im direkten Kontakt mittels dreier Signale T-Zellen stimulieren und aktivieren. Dafür müssen diese DZ mit dem entsprechenden Antigen beladen und aktiviert worden sein um das Antigen-Peptide mittels MHC Molekül im Kontext der Co-Stimulation präsentieren zu können. Jedoch zeigt diese Studie hier, dass weder eine Aktivierung der DZ noch die Präsentation des Antigens mittels passender MHC Moleküle notwendig ist für die Induktion einer protektiven Immunantwort gegen Leishmania Parasiten. Aufgeschlossene, mit Antigen beladene DZ müssen nicht vor dem Transfer mit CpG ODN aktiviert worden sein, um entsprechende Immunität zu verleihen. Ebenso hat der MHC Typ in diesem Falle auch keinen Einfluss auf die Effektivität des Impfstoffs. Da im Weiteren aufgeschlossene mit Leishmania-Antigen beladene Makrophagen nach Impfung die gleiche Wirkung erzielen, wie vorangegangene DZ-basierte Impfstoffe, können keine DZ spezifischen Mechanismen Schlüsselkomponenten der Induktion einer protektiven Immunität sein. Darüber hinaus konnte gezeigt werden, dass die DZ der geimpften Mäuse, eine maßgebliche Rolle bei der Verarbeitung transferierter Signale spielen. Suspensionen aufgeschlossener DZ stellen eine Kombination aus freigesetzten löslichen Molekülen sowie Membranvesikeln dar, die sich nach dem Aufschluss gebildet haben. Nach Auftrennung dieser beiden Fraktionen konnte gezeigt werden, dass ausschließlich die Membran-Fraktion nach Verimpfung eine geeignete Immunantwort zum Schutz vor Leishmania Parasiten induzieren kann. Als Vorteil dieser Aufreinigung erweist sich zudem die stabile Lagermöglichkeit bei -80°C. Somit ist klar gezeigt, dass die Immunität-verleihende Einheit dieser Impfstoffvarianten in der Membran-Fraktion liegt. Verfolgt man die Induktion Th1-zugehöriger Zytokine in in vivo Experimenten so ergibt sich im Falle der Gesamtsuspension aufgeschlossener, mit Leishmania-Antigen beladener DZ ein klares Bild. Diese Suspension erzeugt das volle Spektrum der DZ-basierten Impfung gegen Leishmania Parasiten. Es kann sowohl Produktion von IL-12 und IL-2 als auch eine antigenspezifische T-Zell Proliferation nach Stimulation von Splenozyten mit der entsprechenden Suspension verzeichnet werden. Außerdem produzieren Splenozyten von entsprechend geimpften Mäusen nach Stimulation mit Leishmania-Antigen erhebliche Mengen des entscheidenden Zytokins IFNγ. Obwohl jedoch die Verimpfung aufgereinigter Membranvesikel dieses Ansatzes im Tierversuch zu biologisch sowie statistisch signifikanten Ergebnissen führt, lassen sich die entsprechend Th1-bezogenen Zytokine im in vivo Ansatz nur in geringen Maße nachweisen. Ob dies jedoch für einen in vivo unbemerkten Aktivitätsverlust des Vakzins oder für andere lymphatische Organe als Ort der T-Zell Instruktion spricht, ist noch unbekannt und muss noch geklärt werden.
N2  - Dendritic cell-based vaccination is a well established technique for preventive and therapeutic instruction of the immune system where conservative vaccine formulations fail to cure or prevent diseases, respectively. Efficiency of this technique already was demonstrated in infectious diseases as well as for cancer in animal or human studies. Well controlled manipulation and antigen-loading of immature DC is most beneficial to this technique. But, time-consuming and cost-extensive procedures for preparation of DC precursors, expansion and stimulation of DC and inpatient administration are big disadvantages regarding vaccine development for pandemic infectious diseases that occur mainly in underdeveloped countries. Therefore vaccines are needed that are pathogen-tailored and able to induce equal immune responses as their DC-based vaccine models. For vaccination against Leishmania parasites such a DC-based vaccine is feasible and its efficacy to induce protective Th1-based immune responses was already demonstrated in several animal studies. But, one of our own studies indicated supportive activity of host cells exceeding the allocation of T cells to become activated by transferred DC. IL-12, an important cytokine for the induction of Th1-related immune responses, has to be produced by host cells. Therefore, the aim of this study was to investigate the mechanism of BMDC-based vaccination with regard to simplification of the vaccine formulation. Key questions that have been addressed are: Which cells process the information that is transferred by the injected DC and what are the key components of this information? Further more, it was looked at whether altered vaccine formulations are able to induce protective immunity and whether they share equal molecular mechanisms. The current paradigm of BMDC-based vaccination proposes direct interaction of transferred BMDC with host T cells. These BMDC have to be antigen-loaded for stimulation via antigen-peptide-MHC molecule-complexes and they have to be activated for proper co-stimulation of T cells. Here, this study demonstrates that neither activation for co-stimulation nor direct interaction with adequate MHC molecules is needed for the induction of protective immunity against infection with Leishmania-parasites. Disrupted antigen-loaded BMDC are able to induce protective immunity in BALB/c mice without pre-stimulation via CpG ODN. Beyond, if BMDC were used with a different MHC-background than recipient mice then the vaccine still would be efficient in terms of reduction of footpad swelling and parasite load in draining lymph nodes. Even more, DC-specific features are no key component that leads to protective immunity as vaccination with disrupted antigen-loaded MΦ shows equal properties than before mentioned vaccine formulations. Further more, it was found that host DC play a major role in transforming the incoming signal, received from transferred antigen-loaded DC, into Th1-related stimuli and Leishmania-antigen-specific T cell activation. Suspensions of disrupted antigen-loaded DC resemble a combination of laid off soluble molecules together with exosome-like vesicles that formed after disruption of membranes. Here it was shown that separation of the membranous and soluble fractions and subsequent transfer into BALB/c mice will lead to protection of these mice against infection with L. major promastigotes only if the membranous fraction is used as vaccine. More, this vaccine formulation takes advantage of easy storage at -80°C with no need of fresh production. This clearly demonstrates that the immunity-inducing principle of disrupted DC-based vaccination lies within the membrane enclosed fraction. On a molecular level, disrupted antigen-loaded DC induce Th1-related cytokines during vaccination and as response on pathogen encounter. In vivo assays revealed IL-12 production and antigen-specific T cell proliferation among splenocytes that were stimulated with disrupted antigen-loaded DC. Splenocytes of accordingly vaccinated mice produce tremendous amounts of IFNγ after stimulation with Leishmania parasites. In summary, disrupted antigen-loaded BMDC fulfil all characteristics of DC-based vaccination against Leishmania major. But, while purification of membranes of antigen-loaded DC and subsequent transfer to BALB/c mice leads to control of the disease in the animal model, only slight levels of Th1-related cytokines are seen in the in vivo assays. Whether this points towards a loss of vaccine activity on unseen levels or unknown sites where Th1-related immunity is induced by both, complete solution and purified membranes, still has to be determined.
KW  - Leishmania major
KW  - Immunsystem
KW  - Impfung
KW  - Dendritische Zelle
KW  - Makrophage
KW  - Interferon <gamma->
KW  - Interleukin 12
KW  - Leishmania
KW  - Immunologie
KW  - Dendritic cell
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-74865
ER  -