Ziel des Projektes ist die Attenuierung der parasitischen Zoonose-Erreger Cryptosporidium parvum und Toxoplasma gondii durch Behandlung mit niederenergetischer Elektronenstrahlung (Low Energy Electron Irradiation = LEEI). Nach der Bestrahlung sollen die Parasiten als potentielle Impfstoffkandidaten in vitro und in vivo charakterisiert und getestet werden. Als Grundlage für weitere präklinische Entwicklungen der LEEI-attenuierten Impfstoffe soll außerdem die Automatisierung des Bestrahlungsprozesses etabliert werden.
C. parvum und T. gondii sind Krankheitserreger für Mensch und Tier. So stellt Kryptosporidiose eine lebensbedrohliche Erkrankung bei unterernährten Kindern und immunsupprimierten Menschen dar und ist weltweit ein Hauptgrund für Durchfall-assoziierte Todesfälle. T. gondii sticht besonders durch die weite Verbreitung und geringe Wirtspezifität des Parasiten hervor. Eine Infektion verläuft meist asymptomatisch, ist aber für immunsupprimierte Patienten als opportunistische Infektion oder bei akuter Infektion während der Schwangerschaft gefährlich.
Da für beide Organismen keine Impfstoffe verfügbar sind, ist der Bedarf an innovativen Ansätzen zur deren Entwicklung groß. Das ist für Impfstoffe gegen Parasiten aber besonders herausfordernd, da eine protektive Immunantwort gegen mehrere Entwicklungsstadien der Erreger induziert werden muss. Durch Attenuierung der Parasiten reduziert sich ihr Reproduktionsvermögen und ihre Virulenz, sie können aber stark eingeschränkt ihren Entwicklungszyklus noch zu weiten Teilen durchlaufen.
Eine wirkungsvolle Methode zur Attenuierung bietet die Behandlung mit ionisierender Strahlung. Das Genom bestrahlter Organismen wird dabei geschädigt, die Parasiten bleiben aber aktiv genug für eine subklinische Infektion. Dieses Projekt fokussiert sich auf den Einsatz von LEEI. Im Vergleich zu anderen ionisierenden Strahlungen (z.B. Gamma- und Röntgenstrahlungen) benötigt LEEI keine komplexen Abschirmvorrichtungen und kann mit einer extrem hohen Dosisrate in reproduzierbaren Dosen appliziert werden. Durch die kurzen Applikationszeiten werden außerdem Schäden an Proteinen verringert, da die Zellen nur für wenige Millisekunden in der ionisierenden Umgebung verbleiben müssen.
Laufzeit:
01. März 2020 - 28.02.2023
Ansprechpartner:
PD Dr. Sebastian Ulbert
Leiter Abteilung für Immunologie
Fraunhofer Institut für Zell Therapie und Immunologie
Perlickstr. 1, 04103 Leipzig
Tel: +49-(0)341-35536 2106
Mobil: +49-(0)176 10426197
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