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Die Messung von Zytokinen in Stimulationsexperimenten zur Bestimmung von Stärke und Umfang einer Immunreaktion werden in der Praxis häufig an kryokonserviertem Zellmaterial durchgeführt. Bisherige Untersuchungen zum Einfluss der Kryokonservierung auf die Zytokinexpression sind widersprüchlich. In den hier durchgeführten Experimenten wurden die Genexpression und/ oder Sekretion der Zytokine IL-2, IL-4, IL-5, IL-10, IL-12, IL-13, GM-CSF, IFN-γ und TNF-α in frisch isolierten und kryokonservierten Immunzellen aus Blut (PBMC) eines gesunden Spenders bestimmt. Diese wurden mit den Immunsystem-aktivierenden Stoffen OKT-3 und Concanavalin A (Con A) stimuliert und für 4 bzw. 24 h kultiviert. Ein Vergleich der frisch-isolierten und kryokonservierten PBMC in Stimulationsexperimenten zeigt, (1) dass die Messung der Genexpression genauere Einblicke zu Beginn der einsetzenden Immunreaktion verschafft, als die Messung der ausgeschütteten Zytokine, (2) dass durch Einfrieren die Immunreaktion insbesondere zu diesem Zeitpunkt beeinflusst wird und (3) dass zu späteren Zeitpunkten die Konzentrationsbestimmung der Zytokine im Zellkulturüberstand das Mittel der Wahl ist.
Die simultane Bestimmung mehrerer Analyten und die Erstellung komplexer Parameterprofi e erlangt immer größere Bedeutung in der heutigen Labordiagnostik. Die Bead-basierte Multiplexanalytik bietet hier eine flexible, schnelle und einfache Methode zur Erstellung individueller Analysen. Aufgrund der Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten, die diese moderne Nachweismethode im Bereich molekularbiologischer Fragestellungen bietet, ist die Etablierung der Beadbasierten Multiplexanalytik im Labor für Molekularbiologie und funktionelle Genomik der Technischen Hochschule Wildau von großem Nutzen. Zur Einarbeitung in das Testsystem wurden die Konzentrationen der Zytokine IL-2, IL-4, IFN-γ und TNF-α in Zellkulturüberständen mit kommerziellen Fertigsystemen gemessen und mit mRNA-Expressionsraten der gleichen Proben verglichen. Des Weiteren wurde ein Testsystem zum Nachweis von humanen Antikörpern der Klassen IgG und IgM sowie deren antigen-spezifischer Anteil in Zellkulturüberständen entwickelt. Außerdem konnte durch die erfolgreiche Detektion von DNA-gekoppelten Beads mittels markierter Oligonukleotidsequenz die Kopplung und die Anwendbarkeit der Methode auf Bindungsexperimente mit Nukleotidsequenzen gezeigt werden
Xylose is a general component of O-glycans in mammals. Core-xylosylation of N-glycans is only found in plants and helminth. Consequently, xylosylated N-glycans cause immunological response in humans. We have used the F-protein of the human respiratory syncytial virus (RSV), one of the main causes of respiratory tract infection in infants and elderly, as a model protein for vaccination. The RSV-F protein was expressed in CHO-DG44 cells, which were further modified by co-expression of β1,2-xylosyltransferase from Nicotiana tabacum. Xylosylation of RSV-F N-glycans was shown by monosaccharide analysis and MALDI-TOF mass spectrometry. In immunogenic studies with a human artificial lymph node model, the engineered RSV-F protein revealed improved vaccination efficacy.
Subunit vaccines often require adjuvants to elicit sustained immune activity. Here, a method is described to evaluate the efficacy of single vaccine candidates in the preclinical stage based on cytokine and gene expression analysis. As a model, the recombinant human respiratory syncytial virus (RSV) fusion protein (RSV-F) was produced in CHO cells. For comparison, wild-type and glycoengineered, afucosylated RSV-F were established. Both glycoprotein vaccines were tested in a commercial Human Artificial Lymph Node in vitro model (HuALN®). The analysis of six key cytokines in cell culture supernatants showed well-balanced immune responses for the afucosylated RSV-F, while immune response of wild-type RSV-F was more Th1 accentuated. In particular, stronger and specific secretion of interleukin-4 after each round of re-stimulation underlined higher potency and efficacy of the afucosylated vaccine candidate. Comprehensive gene expression analysis by nCounter gene expression assay confirmed the stronger onset of the immunologic reaction in stimulation experiments with the afucosylated vaccine in comparison to wild-type RSV-F and particularly revealed prominent activation of Th17 related genes, innate immunity, and comprehensive activation of humoral immunity. We, therefore, show that our method is suited to distinguish the potency of two vaccine candidates with minor structural differences.
