Non‐immunological interactions between baculovirus‐antigen and human immunoglobulins
Authors: Döller Gabriele , Matthaeus W. , Flehmig B. , Lorenz R. J. 
Published: July 2010

Insect viruses are considered possible biological substitutes for chemical agents in pest control. Before their application, however, detailed studies are necessary for exclusion of hygienic risk.

In our experiments the polyhedrin (PH) from nuclear polyhedrosis virus (NPV) from larvae of Mamestra brassicae reacted with human immunoglobulins. Therefore we determined whether human sera contain NPV‐specific antibodies. The detection of specific antibodies in human sera would suggest that baculoviruses may be infectious for humans and therefore not suitable for insect control.

Human sera were fractioned by gel filtration, ion‐exchange and affinity chromatography on sepharose‐coupled protein A. Immunoelectrophoretic analysis revealed that the majority of the reacting immunoglobulins belonged to the IgG‐class. The reaction site(s) of the IgG molecule with the PH was investigated.

In the radioimmunoassay (SPRIA), human Fab‐fragments obtained by papain digestion yielded positive reactions with the PH. The antigen binding site of anti‐Hepatitis‐A‐virus IgG and anti‐Hepatitis‐A‐virus Fab‐fragments, however, were not blocked by the PH. This indicated, that the interaction site is distinct from the antigen binding site. In the presence of Staphylococcus aureus, the PH reduced the immunoprecipitation by 11%. This inhibition is sufficient to recognize positive reactions between human sera and viral proteins in a sensitive antibody detection system (SPRIA). The data indicate that at least the constant region of the heavy chain of the IgG molecule interacts with the proteins of NPV. This interaction is indicative for a non‐immunological interaction.

Nicht‐immunologische Interaktion zwischen Baculovirusproteinen und Human‐Immunoglobulinen

Als Ersatz für die chemischen Insektizide zur Schädlingsbekämpfung ist der Einsatz von Insektenviren vorgesehen. Vor einer Anwendung dieser Viren sind ausführliche Untersuchungen notwendig, die die hygienische Unbedenklichkeit des Einsatzes dieser Viren in der biologischen Schädlingsbekämpfung zeigen.

In unseren Experimenten reagierte Polyhedrin (PH), das aus Kernpolyederviren (NPV) aus Larven von Mamestra brassicae gewonnen worden war, im Radioimmunoassay (RIA) mit Humanseren. Es mußte deshalb untersucht werden, ob in Humanseren Baculovirus‐spezifische Antikörper vorhanden sind. Ein Nachweis spezifischer Antikörper würde bedeuten, daß Baculoviren u. U. für den Menschen infektiös und aus diesem Grunde als Schädlingsbekämpfungsmittel ungeeignet sind.

Humanseren wurden mittels Gelfiltration, Ionenaustauschchromatographie und Affinitätschromatographie über Protein A‐Sepharose gereinigt. Immunelektrophoretische Analysen zeigten, daß der Hauptreaktionspartner in den Seren Immunglobuline der IgG‐Klasse sind. Es wurde der Bindungsort des Polyhedrins am IgG untersucht. Human‐Fab‐Fragmente, die durch Papainverdauung gewonnen wurden, reagierten im RIA positiv mit Polyhedrin. Das Polyhedrin bindet jedoch nicht an die antigene Bindungsstelle am Fab‐Fragment, da die antigene Bindungsstelle, die gegen ein anderes Virus gerichtet war (Hepatitis A Virus), nicht blockiert wurde. Polyhedrin hemmt jedoch die Immunpräzipitation der IgG's mit Staphylococcus aureus um 11%, was bedeutet, daß Polyhedrin an das Fc‐Fragment bindet. Diese Bindung allein genügt schon, um mit einem sensitiven Testsystem (RIA) eine positive Reaktion zwischen Humanseren und viralen Proteinen zu erkennen.

Die hier aufgeführten Daten zeigen, daß die viralen Proteine an die konstante Region der schweren Kette der IgG's binden. Diese Bindung deutet auf eine nicht immunologische Interaktion hin. Es besteht daher bis zu diesem Zeitpunkt kein Grund, das NPV als gefährlich anzusehen, obwohl mögliche Effekte des Polyhedrins auf die biologischen Funktionen der Immunglobuline weiter untersucht werden müssen.