A.fumigatus ist der häufigste Erreger invasiver, meist tödlich verlaufender Aspergillosen bei stark immunsupprimierten Patienten. Eine natürliche Resistenz gegen den Pilz wird durch das angeborene Immunsystem vermittelt, jedoch wurde im Tierversuch auch eine erworbene Immunität nach einer überlebten systemischen Infektion festgestellt. Deshalb sollten Antigene, die im Verlauf der Erkrankung vom Pilz exprimiert werden, eine spezifische und protektive Immunantwort hervorrufen können. Für die Entwicklung eines Impfstoffes ist die Identifikation solcher Antigene Voraussetzung. Im Mausmodell wurden insgesamt 31 rekombinante Aspergillus-Antigene in Kombinationen getestet. Als besonders erfolgversprechend stellte sich ein trivalenter Impfstoff, bestehend aus Enolase, HSP90 und TBP (Thiamin-Biosyntheseprotein), dar. Im Vergleich zu einer ungeimpften Kontrollgruppe fand sich bei der Impfgruppe eine signifikante Protektion gegenüber einer an sich letalen Aspergillus-Infektion. Bei einer Wiederholung des Versuchs ließ sich der Schutz bestätigen, war jedoch nicht mehr im Signifikanzbereich. Mögliche Gründe hierfür sind die unsichere Aufnahme der Infektionsdosis durch nasale Verabreichung oder auch eine „Stille Feiung“ der Mäuse durch Einatmung von Konidien aus der Umgebung vor der eigentlichen Infektion. Eine Verbesserung der Versuchsbedingungen könnte durch die Verwendung individuell ventilierter Käfige (ohne Sporenbelastung aus der Raumluft) und/oder eine Vergrößerung der Versuchsgruppen erreicht werden. Da die Konidienoberfläche den ersten Kontakt mit dem Wirt vermittelt, könnten Konidienoberflächenproteine sowohl vielversprechende Impfstoffkandidaten als auch Virulenzfaktoren sein. Im Tierversuch wurde hier nachgewiesen, dass das stark exprimierte Konidienoberflächenprotein HP16 entscheidend an der Virulenz von A.fumigatus beteiligt ist. Dabei stellte sich der Virulenzunterschied zwischen der Deletionsmutante ΔHP16 und dem Wildtyp D141 als hoch signifikant dar. Der Vergleich zwischen der Deletionsmutante ΔHP16 und der Komplementmutante ΔHP16K erbrachte eine komplett restaurierte Virulenz. Da HP16 zumindest in vitro vorwiegend auf Konidien lokalisiert ist, könnte sich hier ein Angriffspunkt für eine präemptive Therapie bzw. für eine Prophylaxe der invasiven Aspergillose ergeben. HP16 wurde auch als rekombinantes Protein hergestellt. Das rekombinante Antigen soll als Impfstoffkandidat in zukünftigen Projekten eingesetzt werden. Letztlich wurde noch Aspf3, eine Peroxireduktase von A.fumigatus, als ein weiterer Target- und Impfstoffkandidat untersucht. Die stark verminderte Virulenz der Deletionsmutante ΔAspf3 und eine zumindest teilrestaurierte Virulenz durch die hergestellte Komplementmutante ΔAspf3K lassen vermuten, dass Aspf3 während der Pathogenese ebenfalls eine entscheidende Rolle spielt.

Die Transplantation von porzinen Organen könnte eine Lösung des akuten Mangels von Allotransplantaten in der Transplantationsmedizin darstellen. Bevor die Xenotransplantation klinische Realität werden kann, sind jedoch zahlreiche Hürden zu überwinden. Insbesondere die mögliche Übertragung porziner endogener Retroviren (PERVs), die integraler Bestandteil des porzinen Genoms sind, stellt ein mikrobiologisches Risiko dar. PERVs können humane Zellen in vitro produktiv infizieren. Mögliche Strategien zur Abwehr von Xenosen sind die Verwendung von PERV-knockout Tieren oder die Entwicklung eines effektiven Impfstoffes, durch den der Transplantatrezipient vor einer möglichen Übertragung geschützt werden kann. Dazu wurden Antiseren gegen die Hauptstrukturproteine von PERV generiert. Es konnte gezeigt werden, dass in Ziegen und Ratten durch Immunisierung mit der rekombinant generiereten Ektodomäne des transmembranen Hüllprotein p15E neutralisierende Antikörper induziert werden konnten. Die Epitopkartierung der induzierten Antikörper zeigt eine Bindung an eine Domäne im N-terminalen, nahe des Fusionspeptids (E1, GPQQLEK) und eine Domäne im C-terminalen, membranproximalen (E2, FEGWFN) Bereich der p15E-Ektodomäne. Diese Sequenzen sind in allen PERVs identisch und innerhalb der Gammaretroviren hochkonserviert. Aus AIDS-Patienten isolierte neutralisierende Antikörper (mAb2F5: ELDKWA, mAb4E10: LWNWFN) binden ebenfalls an den C-terminalen Bereich der Ektodomäne des Transmembranproteins gp41. Der Bindungsmechannismus dieser Antikörper wurde in ELISA-Experimenten und in vitro-Inhibitionsassays analysiert. Die Ergebnisse legen die Bindung eines Konformationsepitopes nahe, das aus der E1 und der E2 Domäne gebildet wird. Die Aufklärung des Bindungsmechnismus breit neutralisierender Antikörper gegen Transmembranproteine von Retroviren könnte die Basis für neue Impfstoffansätze darstellen. / Porcine xenotransplants may offer a potential solution to the problem posed by the limited supply of allotransplants. However, xenotransplantation may be associated with the risk of transmission of microorganisms, in particular of porcine endogenous retroviruses (PERVs) that are an integral part of the porcine genome and able to infect human cells in vitro. Possible strategies to prevent virus transmission include the development of PERV knockout animals or of effective vaccines. When antisera prepared against the main structural proteins of PERV were screened, goat and rat antisera against the recombinant ectodomain of the transmembrane envelope protein p15E were found to neutralize PERV infectivity. Epitope mapping using overlapping peptides revealed two epitopes, one near the fusion peptide (E1, GPQQLEK) and the other near the transmembrane domain (E2, FEGWFN). These sequences are identical for all PERVs and are highly conserved among all gammaretroviruses. Interestingly, neutralizing antibodies isolated from AIDS patients that recognize regions partially homologous with E2 (mAb4E10, LWNWFN) or located in close proximity to E2 (mAb2F5, ELDKWA) are known to neutralize a broad range of HIV-1 strains. The binding mechanisms of these HIV neutralizing antibodies were analyzed in ELISA experiments and in vitro inhibition assays. The results indicate that the two most broadly reactive HIV-1 envelope gp41 human mAbs are specific for a discontinuous epitope composed of the E1 and the E2 domain. If so, these two transmembrane protein domains in different retroviruses act as effective targets for neutralizing antibodies and may provide the basis for effective antiretroviral vaccines.