Prophylaktisches Potential einer anti-BPV-1/-2 Vakzine im Pferd

Equine Sarkoide sind meist persistierende, lokal aggressive Hauttumoren, die therapieresistent sind und häufig rezidivieren. Mit einer Prävalenz von bis zu 12% stellen sie die häufigste Tumorerkrankung bei Equiden dar. Sarkoide sind der häufigste dermatologische Grund für Euthanasie betroffener Tiere und verursachen substanzielle wirtschaftliche Verluste. Sarkoide werden nachweislich durch bovine Papillomviren der Typen 1 und 2 (BPV-1, BPV-2) induziert, wobei BPV-1 hauptsächlich in Europa, BPV-2 vorrangig im Westen der USA mit der Krankheit assoziiert ist. In verschiedenen Spezies wurde gezeigt, dass Papillomavirus(PV)-artige Partikel (VLPs) gut verträglich und hoch immunogen sind, und effizient vor Infektion durch karzinogene PV-Typen schützen. Eine auf VLPs basierende Vakzine zum Schutz vor Zervixkarzinom-assoziierten humanen Papillomviren (HPV) ist bereits eingeführt. Im Rahmen einer Phase-I-Studie konnten wir zeigen, dass die Immunisierung von Pferden mit BPV-1 L1 VLPs nebenwirkungsarm ist und die Bildung typspezifischer neutralisierender Antikörper induziert. Wir konnten auch nachweisen, dass es sich bei BPV-1 und BPV-2 um seroanaloge Virustypen handelt. Wir postulierten daher, dass sich BPV-1 L1 VLPs dazu eignen, Pferdeartige vor BPV-1/-2-induzierten (Tumor-)Erkrankungen zu schützen. Um diese Annahme überprüfen zu können, etablierten wir in der Folge ein Infektionsmodell. Dazu wurden 4 Absetzfohlen intradermal mit BPV-1-Virionen, Sarkoidzellen (die episomale BPV-1 DNA beherbergen) und BPV- 1 Genom inokuliert. BPV-1-Virionen induzierten verlässlich transiente, sarkoidartige Tumoren in allen Tieren, während Inokula auf Basis viraler DNA keinerlei Effekt zeigten. Dieses Ergebnis bestätigte frühere Daten, die belegen, dass nur intakte Virionen zu infektionsvermittelter Tumorbildung führen. Intradermale Inokulation von Pferden mit Virionen stellt daher ein robustes Infektionsmodell dar. Basierend auf bisher erhaltenen Daten soll nun das protektive Potential von BPV-1 L1 VLPs in Pferden ermittelt werden. Unsere Hypothese ist, dass Immunisierung mit BPV-1 VLPs die Bildung von Pseudotumoren verhindert oder die Größe und/oder Anzahl der Läsionen signifikant reduziert. Absetzfohlen (n=42) werden mit BPV-1 L1 VLPs bzw. Adjuvans immunisiert. Vier weitere Individuen werden mit Serumprotein VLP-geimfpter Tiere transfundiert. Acht im Jahr 2007 immunisierte Pferde werden in die Studie einbezogen. Alle Tiere werden in der Folge mit BPV-1 bzw. BPV-2 Virionen inokuliert. Die Tiere werden zumindest 6 Monate lang klinisch überwacht. Tumoren, die hauptsächlich in der Kontrollgruppe erwartet werden, Hautbiopsien, sowie Blutproben aller Individuen werden definierten Analysen zugeführt. Sofern eine protektive Wirkung nachgewiesen werden kann, wäre die routinemäßige Anwendung von BPV-1 L1 VLPs zur Prävention BPV-1/-2-assozierter Pferdekrankheiten in Betracht zu ziehen.

Bovine Papillomvirustyp 1- und 2 (BPV1; BPV2)-induzierte Sarkoide und Equine Papillomvirus 2-assoziierte genitale Plattenepithelkarzinome werden bei Pferdeartigen häufig diagnostiziert. Um entsprechende Impfstoffe zum Schutz vor diesen Tumorerkrankungen zu etablieren, haben wir leere BPV1-Viruskapseln, so genannte VLPs (virus-like particles) hergestellt und deren Verträglichkeit und Immunogenität im Pferd belegt. Auch konnten wir in Zellkultur zeigen, dass Anti-BPV1-Antikörper BPV2 neutralisieren. Im Anschluss haben wir ein Pferdemodell etabliert, um im Rahmen des vorliegenden Projekts die Schutzwirkung von BPV1 VLPs zu testen. Weiters haben wir die Verträglichkeit eines 1:1-Gemischs aus BPV1 und EcPV2 VLPs im Pferd ermittelt. In Versuch 1 wurden 14 Pferde mit BPV1 VLPS und 7 Kontrollpferde nicht geimpft und dann BPV1-Viruspartikel in die Haut am Hals injiziert. Ebenso verfuhren wir mit 10 Pferden, von denen sieben vor sechs geimpft wurden. In Versuch 2 wurden 14 Pferde mit einem 1:1-Gemisch aus BPV1 und EcPV2 VLPs und 7 Kontrollpferde nicht geimpft und dann analog BPV2-Viruspartikeln ausgesetzt. Weiters immunisierten wir Kaninchen mit EcPV2 VLPs. Serum dieser Tiere sowie Kontrollsera wurden dann in Mäuse transfundiert und letztere künstlichen EcPV2-Pseudopartikeln ausgesetzt. Die intramuskuläre Injektion von VLPs wurde von allen Pferden sehr gut vertragen und führte zu einer robusten Immunantwort. Alle egal zu welchem Zeitpunkt BPV1 VLP-geimpften Pferde waren komplett vor BPV1-Infektion und assoziiertem Wachstum transienter Pseudosarkoide geschützt. BPV1/EcPV2-VLPs schützten Pferde nicht 100%ig vor BPV2- Infektion, wahrscheinlich weil die BPV1 und BPV2 Kapselproteine nur zu 93% ident sind. Mit Kaninchen-EcPV2-Antiserum-transfundierte Mäuse zeigten kompletten Schutz vor Infektion mit EcPV2-Pseudovirionen. Zusammenfassend gesagt gewährleistet Impfung von Pferden mit BPV1 VLPs einen kompletten und auch lange anhaltenden Schutz vor experimenteller BPV1-Infektion sowie hochgradigen, wenn auch nicht vollständigen Schutz vor BPV2-Ifektion. Da in Europa vor allem BPV1 in Sarkoiden gefunden wird und Pferde in der Natur wesentlich geringeren Viruskonzentrationen ausgesetzt sind als im Experiment, kann davon ausgegangen werden, dass Impfung mit BPV1 VLPs wirkungsvoll natürlichen BPV1- und 2-Infektionen vorbeugt. Weiters kann auf Basis der erhaltenen Mausdaten erwartet werden, dass EcPV2 VLPs auch Pferde vor natürlicher EcPV2-Infektion und assoziierten Krebserkrankungen schützen.