title: Bacterial ghosts displaying Chlamydia trachomatis antigens
Creators: name: Höggerl, Florian
Publisher: name: :none
Year: 2011

description: Infektionen mit dem obligat intrazellulären Gram-negativem Bakterium Chlamydia trachomatis gehören zu den häufigsten bakteriellen Geschlechtskrankheiten überhaupt. Während die Infektion oft und lange asymptomatisch verläuft, kann ein Ausbruch zu entzündlichen Beckenerkrankungen, ektopischen Schwangerschaften oder auch Unfruchtbarkeit führen. Das Bacterial Ghost-System ist eine Technologieplattform, bei der Gram-negative Bakterien mittels Lyse durch das Protein E des Bakteriophagen φX174 ‘entleert’ und getötet werden. Die leeren, bakteriellen Hüllen (sogenannte Bacterial Ghosts, abgekürzt BGs) behalten die strukturellen, morphologischen und antigenen Eigenschaften ihrer Vorgängerzellen bei. Sie können entweder direkt für Vakzinierungen verwendet werden oder mit aktiven Substanzen oder rekombinanten Antigenen beladen werden, die im Rahmen der immunstimulierenden Umgebung der BGs präsentiert werden. Dabei kommt den BGs die Rolle als natürliches Adjuvans bei. Ziel dieser Studie war es daher, BGs auf Basis von E. coli zu produzieren, deren Periplasma vor der Lyse mit chlamydialen Antigenen, den Vakzinkandidaten PorB und MOMP, befüllt wurde. Abschließend soll die Menge chlamydialer Antigene in BGs bestimmt werden. Plasmide für die Expression, den Transport ins Periplasma, und die einfache Detektion mittels Antikörpern für zwei Chlamydia trachomatis-Antigene, MOMP und PorB, konnten erfolgreich kloniert werden. Die Expression gefolgt von periplasmatischer Lokalisation von MOMP und PorB wurde mittels Western Blot gezeigt. Sie interferiert nicht mit der gleichzeitigen Protein E-vermittelten Lyse der Bakterien, und Lyse führt zu keinem merklichen Verlust an exprimierten chlamydialen Antigenen. Bei abschließenden 20l Fermentationen wurden BGs des Stamms E. coli NM522 mit periplasmatischem PorB mit periplasmatischem MOMP erzeugt. PorB machte dabei etwa ein Fünftel des BG-Trockengewichts aus. In BGs mit MOMP betrug dessen Anteil am Trockengewicht etwa ein Drittel.
description: Infections with the obligate intracellular Gram-negative bacterium Chlamydia trachomatis are a world-wide major healthcare concern. Chlamydia trachomatis is the most common sexually transmitted bacterial pathogen in Western countries. Infection often remains asymptomatic, but when they become acute, complications such as Pelvic Inflammatory Disease, ectoptic pregnancies and infertility can arise. The Bacterial Ghost system utilizes protein E of bacteriophage φX174 to lyse and thereby empty and kill Gram-negative bacteria, with the remaining empty bacterial envelopes retaining their morphological, structural and antigenic characteristics. Bacterial Ghosts (hereafter referred to as ‘BGs’) of pathogenic strains can directly be used for vaccination. Recombinant antigens from other species can be anchored in the envelope of the BG, taking advantage of its immunostimulatory nature and its capability to act as a natural adjuvant. The aim of this project was the production of BGs from E. coli NM522 with their periplasms loaded with the chlamydial vaccine candidate proteins MOMP and PorB before the initiation of lysis. Plasmids for the expression and the periplasmatic localization of the chlamydial antigens PorB and MOMP were successfully cloned. Their correct sequence was first assessed by restriction digest pattern analysis, and later shown by the Western Blot detection of tagged proteins expressed upon induction in small scale experiments. Protein E-mediated lysis did not interfere with protein expression, and vice versa. Lysis did not lead to significant loss of protein, indicating the correct localization to the periplasm and the tight sealing of the periplasm throughout lysis. Large scale fermentation in 20l media produced BGs of the strain E. coli NM522 loaded with periplasmatic MOMP and periplasmatic PorB, as well as BGs of the strain E. coli Nissle. Quantification of chlamydial antigens showed that PorB accounted for one fifth of BG mass, whereas MOMP constituted one third of its BGs’ mass.