Leishmaniosen gehören zu den tropischen Krankheiten und bedrohen geschätzte 350 Millionen Menschen in 88 Ländern weltweit. Die schwerste Form, viszerale Leishmaniose, betrifft die ärmsten Bevölkerungsschichten und ist die Ursache für circa 50 000 Todesfälle pro Jahr. Es wird angenommen, dass die Entwicklung eines Impfstoffs möglich ist, aber trotz aller Bemühungen, steht derzeit noch kein Impfstoff zur Verfügung. Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein Impfstoff gegen viszerale Leishmaniose entwickelt und in vivo auf pre-klinischer Ebene getestet. Des Weiteren wurden rekombinante Membranvesikel konstruiert, um ein Boostreagenz zu erhalten. Die Herstellung sowohl des rekombinanten Salmonellenimpfstoffs als auch der Membranvesikel sollte, trotz des geringen Handelspreis, ökonomisch praktikabel sein, was besonders wichtig ist für Menschen in den betroffenen Entwicklungsländern. Der erste Schritt war die Auswahl neuartiger Antigenkandidaten aus einem Proteomics Datensatz, in dem beide Leishmania Lebensformen verglichen wurden. Der Schwerpunkt wurde auf abundante, hypothetische Proteine gelegt, die sowohl in Pro- als auch Amastigoten identifiziert wurden, in Leishmanienarten hochkonserviert sind aber gleichzeitig keine Sequenzhomologien zu humanen und murinen Proteinen besitzen. Diese Antigene wurden in unterschiedlicher Menge auf der Oberfläche und im Cytoplasma von S. typhimurium SL3261 und auch auf Membranvesikeln exprimiert. Impfstämme wurden selektiert in Hinsicht auf ihre bakterielle Fitness und Antigenexpression. Es konnte gezeigt werden, dass LinJ08.1140-, LinJ23.0410-exprimierende Impfstämme oder eine Mischung dieser in der Lage waren besonders anfällige BALB/c Mäuse vor L. major und wichtiger L. donovani Infektion zu schützen. Analyse der humoralen Immunantwort deutet darauf hin, dass der Impfschutz das Ergbnis einer TH1 Antwort war. Erste Schritte zur Aufklärung struktureller und funktioneller Eigenschaften von LinJ08.1140 wurden unternommen. Es wird allgemein angenommen, dass antigenspezifische CD4+ und CD8+ T-Zellen am Schutz beteiligt sind. Daher wurde für LinJ08.1140 potentielle MHC-I Epitope mit Hilfe von bioinformatischen Programmen vorhergesagt. Zusätzlich deuten Fluoreszenz-färbungen mit antigenspezifischen Antikörpern in L. major Promastigoten darauf hin, dass LinJ08.1140 eine Rolle bei der Zellteilung spielt. / Leishmaniasis is a neglected tropical disease and currently an estimated 350 million people in 88 countries around the world are at risk. Its most severe form, visceral leishmaniasis, affects the poorest people in a population and causes an estimated 50 000 deaths every year. Vaccination is thought to be feasible but despite all efforts, no vaccine is yet available. Vaccines will mainly be targeted for people in developing countries such as India, thus focus has to be placed on affordability. In this thesis a vaccine against visceral leishmaniasis was designed and evaluated in vivo at pre-clinical level. Furthermore, recombinant outer membrane vesicles were developed in an attempt to create a booster reagent. Both, the recombinant salmonella vaccine and the preparation of outer membrane vesicles should be commercially viable, and can still be sold at low prices, which is crucial for people in developing countries. First, novel antigen candidates were selected using proteomics data comparing leishmania life stages. Abundant and hypothetic proteins, which have been identified in both parasite life stages and have high sequence homology throughout Leishmania species while lacking homologues in human and mouse, were selected. These antigens were differentially expressed on the surface or in the cytosol of S. typhimurium SL3261 and in the form of outer membrane vesicles. A two step procedure was developed to select optimised vaccine strains based on bacterial fitness and antigen expression. Selected salmonella strains expressing LinJ08.1140, LinJ23.0410 or an admixture of these strains are shown to protect susceptible BALB/c mice by reducing visceralisation of L. major and more importantly L. donovani infections. Analysis of vaccine specific antibody responses suggests that protection resulted from induction of a TH1 response. First steps were undertaken towards resolving functional and structural properties of the most protective antigen LinJ08.1140. Putative MHC-I epitopes of antigen LinJ08.1140 were predicted using bioinformatics since antigen-specific CD4+ and CD8+ T cells are believed to be required. In addition, immunofluorescent staining of LinJ08.1140 in L. major promastigotes suggested a functional role for this antigen in parasite cell division, since especially dividing cells emmited a strong fluorescence signal.

In der vorliegenden Arbeit wurde einerseits der Verlauf der Schutzwirkung der zurzeit in Sachsens Legehennenbeständen überwiegend angewandten Impfschemata gegen Salmonella Enteritidis (SE) untersucht. Andererseits wurden die Impfschemata, die ausschließlich modifizierte Lebendimpfstoffe (MLV) umfassen, und Impfschemata, die aus einer Kombination von MLV und Inaktivatimpfstoffen (KV) bestehen, auf Unterschiede in der Wirksamkeit geprüft. Um die Wirksamkeit der Impfschemata im Verlauf der Legeperiode und im Vergleich miteinander untersuchen zu können, wurden zu drei verschiedenen Zeitpunkten der Legeperiode (39., 54. und 69. Lebenswoche (LW)) Infektionsversuche mit einem Nalidixinsäure-resistenten SE-Stamm durchgeführt. Es wurden insgesamt 180 Legehennen verwendet, die in fünf verschiedenen Herkunftsbetrieben etwa gleicher Größe aufgezogen und geimpft worden waren. In jedem der Herkunftsbetriebe wurde eines von fünf Impfschemata (A bis E) angewendet. Die Impfschemata A und C beinhalteten ausschließlich MLV, die Impfschemata B, D und E eine Kombination aus MLV und KV. Zu den genannten Zeitpunkten (39., 54. und 69. LW) wurden jeweils zwölf Tiere aus den Betrieben in den Infektionsstall des Instituts für Tierhygiene und Öffentliches Veterinärwesen verbracht und eingestallt. Nach der Adaptionsphase von einer Woche und der Prüfung der Tiere auf Salmonellenfreiheit wurde jedes Tier mit 1,0 x109 KbE SE oral infiziert. Zwei und sieben Tage post infectionem (p.inf). wurden jeweils sechs Hennen euthanasiert und seziert. Caeca, Leber-, Ovar- und Oviduktproben wurden entnommen und gemäß anerkannter quantitativer und qualitativer Untersuchungsmethoden auf den Infektionsstamm untersucht. Zur Kontrolle der Erregerausscheidung wurden ein, drei und fünf Tage p.inf. Kloakentupferproben von jedem Tier entnommen und entsprechend auf SE untersucht. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen variierten in Abhängigkeit von Versuchs- und Sektions- bzw. Kloakentupferentnahmezeitpunkt, untersuchtem Organ sowie quantitativer und qualitativer Untersuchung. Die ausschließlich mit MLV geimpften Gruppen A und C wiesen im Vergleich zu den Gruppen D und E, die mit demselben MLV und zusätzlich mit einem KV geimpft worden waren, in den Kloakentupfer- und Caecumproben in der Regel qualitativ und quantitativ weniger Salmonellen auf. Der Salmonellennachweis in den Leberproben und den vereinzelt besiedelten Reproduktionsorganen variierte nur geringfügig zwischen den Impfgruppen. Da die Tiere der vier Impfgruppen aus jeweils anderen Herkunftsbetrieben stammten, sind haltungsbedingte Unterschiede anzunehmen. Das äußere Erscheinungsbild (Befiederung, Bemuskelung, makroskopische pathologische Veränderungen) und das Sozialverhalten der Tiere variierten, was mit Unterschieden in der Immunität einhergehen kann. Bei den Tieren der Gruppe A bzw. C waren in der 69. LW und in 54. LW, respektive, ein ausgeprägtes kannibalistisches Verhalten und dessen Konsequenzen (reduzierte Wasser- und Futteraufnahme der gepickten Tiere, Hackverletzungen) zu beobachten. Tendenziell waren die Tiere der Gruppen B bis E in der 54. LW stärker mit SE belastet als in der 39. und 69. LW. Ein Einfluss der unter Umständen erhöhten Umgebungstemperaturen in den Betrieben sowie des hohen Leistungsstresses während der mittleren Phase der Legeperiode auf die Immunität der 54 LW alten Tiere, die im August 2010 infiziert wurden, ist nicht auszuschließen. Auch eine sich ausbildende Altersresistenz könnte die bessere Salmonellenabwehr der 69 LW alten Tiere erklären. Tiere der Gruppe A waren jedoch in der 69. LW am stärksten mit SE belastet, was auf ein Nachlassen der durch die Impfung induzierten Immunität und möglicherweise auf den im Vergleich zu den jüngeren Tieren allgemein schwächeren Zustand der Tiere zurückzuführen ist. Die Ergebnisse einer Kontrollgruppe zur Beurteilung der von der Impfung unabhängigen Faktoren fehlen. Da in den sächsischen Legehennenhaltungen aufgrund der hohen Tierzahlen entsprechend der Hühner-Salmonellen Verordnung (Impfpflicht für Betriebe mit mehr als 350 Tieren) gegen SE geimpft wird, hätten zur Bildung einer ungeimpften Kontrollgruppe Tiere aus kleineren Betrieben oder Zuchttierhaltungen mit völlig anderen Haltungsstrukturen verwendet werden müssen. Damit wären die wissenschaftlichen Ansprüche an eine Kontrollgruppe jedoch nicht erfüllt worden. Entsprechend der Ergebnisse und Umstände dieser Studie scheint eine Zusatzimpfung mit einem KV im Vergleich zu einer Impfung mit ausschließlich MLV keinen Vorteil im Schutz vor SE zu bieten. Es konnte gezeigt werden, dass die Immunität der gemäß der Impfschemata B bis E geimpften Legehennen gegen SE am Ende der Legeperiode nicht nachlässt. Die Impfung allein kann den Erreger nicht eliminieren und muss daher stets in ein verantwortungsvolles und vielseitiges Bekämpfungsprogramm integriert werden.

In der vorliegenden Arbeit wurde einerseits der Verlauf der Schutzwirkung der zurzeit in Sachsens Legehennenbeständen überwiegend angewandten Impfschemata gegen Salmonella Enteritidis (SE) untersucht. Andererseits wurden die Impfschemata, die ausschließlich modifizierte Lebendimpfstoffe (MLV) umfassen, und Impfschemata, die aus einer Kombination von MLV und Inaktivatimpfstoffen (KV) bestehen, auf Unterschiede in der Wirksamkeit geprüft. Um die Wirksamkeit der Impfschemata im Verlauf der Legeperiode und im Vergleich miteinander untersuchen zu können, wurden zu drei verschiedenen Zeitpunkten der Legeperiode (39., 54. und 69. Lebenswoche (LW)) Infektionsversuche mit einem Nalidixinsäure-resistenten SE-Stamm durchgeführt. Es wurden insgesamt 180 Legehennen verwendet, die in fünf verschiedenen Herkunftsbetrieben etwa gleicher Größe aufgezogen und geimpft worden waren. In jedem der Herkunftsbetriebe wurde eines von fünf Impfschemata (A bis E) angewendet. Die Impfschemata A und C beinhalteten ausschließlich MLV, die Impfschemata B, D und E eine Kombination aus MLV und KV. Zu den genannten Zeitpunkten (39., 54. und 69. LW) wurden jeweils zwölf Tiere aus den Betrieben in den Infektionsstall des Instituts für Tierhygiene und Öffentliches Veterinärwesen verbracht und eingestallt. Nach der Adaptionsphase von einer Woche und der Prüfung der Tiere auf Salmonellenfreiheit wurde jedes Tier mit 1,0 x109 KbE SE oral infiziert. Zwei und sieben Tage post infectionem (p.inf). wurden jeweils sechs Hennen euthanasiert und seziert. Caeca, Leber-, Ovar- und Oviduktproben wurden entnommen und gemäß anerkannter quantitativer und qualitativer Untersuchungsmethoden auf den Infektionsstamm untersucht. Zur Kontrolle der Erregerausscheidung wurden ein, drei und fünf Tage p.inf. Kloakentupferproben von jedem Tier entnommen und entsprechend auf SE untersucht. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen variierten in Abhängigkeit von Versuchs- und Sektions- bzw. Kloakentupferentnahmezeitpunkt, untersuchtem Organ sowie quantitativer und qualitativer Untersuchung. Die ausschließlich mit MLV geimpften Gruppen A und C wiesen im Vergleich zu den Gruppen D und E, die mit demselben MLV und zusätzlich mit einem KV geimpft worden waren, in den Kloakentupfer- und Caecumproben in der Regel qualitativ und quantitativ weniger Salmonellen auf. Der Salmonellennachweis in den Leberproben und den vereinzelt besiedelten Reproduktionsorganen variierte nur geringfügig zwischen den Impfgruppen. Da die Tiere der vier Impfgruppen aus jeweils anderen Herkunftsbetrieben stammten, sind haltungsbedingte Unterschiede anzunehmen. Das äußere Erscheinungsbild (Befiederung, Bemuskelung, makroskopische pathologische Veränderungen) und das Sozialverhalten der Tiere variierten, was mit Unterschieden in der Immunität einhergehen kann. Bei den Tieren der Gruppe A bzw. C waren in der 69. LW und in 54. LW, respektive, ein ausgeprägtes kannibalistisches Verhalten und dessen Konsequenzen (reduzierte Wasser- und Futteraufnahme der gepickten Tiere, Hackverletzungen) zu beobachten. Tendenziell waren die Tiere der Gruppen B bis E in der 54. LW stärker mit SE belastet als in der 39. und 69. LW. Ein Einfluss der unter Umständen erhöhten Umgebungstemperaturen in den Betrieben sowie des hohen Leistungsstresses während der mittleren Phase der Legeperiode auf die Immunität der 54 LW alten Tiere, die im August 2010 infiziert wurden, ist nicht auszuschließen. Auch eine sich ausbildende Altersresistenz könnte die bessere Salmonellenabwehr der 69 LW alten Tiere erklären. Tiere der Gruppe A waren jedoch in der 69. LW am stärksten mit SE belastet, was auf ein Nachlassen der durch die Impfung induzierten Immunität und möglicherweise auf den im Vergleich zu den jüngeren Tieren allgemein schwächeren Zustand der Tiere zurückzuführen ist. Die Ergebnisse einer Kontrollgruppe zur Beurteilung der von der Impfung unabhängigen Faktoren fehlen. Da in den sächsischen Legehennenhaltungen aufgrund der hohen Tierzahlen entsprechend der Hühner-Salmonellen Verordnung (Impfpflicht für Betriebe mit mehr als 350 Tieren) gegen SE geimpft wird, hätten zur Bildung einer ungeimpften Kontrollgruppe Tiere aus kleineren Betrieben oder Zuchttierhaltungen mit völlig anderen Haltungsstrukturen verwendet werden müssen. Damit wären die wissenschaftlichen Ansprüche an eine Kontrollgruppe jedoch nicht erfüllt worden. Entsprechend der Ergebnisse und Umstände dieser Studie scheint eine Zusatzimpfung mit einem KV im Vergleich zu einer Impfung mit ausschließlich MLV keinen Vorteil im Schutz vor SE zu bieten. Es konnte gezeigt werden, dass die Immunität der gemäß der Impfschemata B bis E geimpften Legehennen gegen SE am Ende der Legeperiode nicht nachlässt. Die Impfung allein kann den Erreger nicht eliminieren und muss daher stets in ein verantwortungsvolles und vielseitiges Bekämpfungsprogramm integriert werden.