"Delivery" funktioneller Nukleinsäuren in Antigen-präsentierende Säugerzellen mittels rekombinanter Hefen

Abstract

Die Vakzinierung mit DNA oder RNA stellt unter verschiedenen Immunisierungsmöglichkeiten einen vielversprechenden Ansatz insbesondere zur Generierung effektiver Immunantworten dar, welche durch CD8-positive T-Lymphozyten induziert werden. Um eine zelluläre Immunität zu erzielen, müssen neue "Delivery"-Systeme entwickelt werden, die einen Transport von Nukleinsäuren in das Zytosol von Antigen-präsentierenden Zellen (APC) vermitteln. In dieser Arbeit konnte ein "Delivery" funktioneller DNA und messenger RNA mittels der Hefe Saccharomyces cerevisiae in Säuger-APC (darunter murinen Makrophagen und humanen Dendritischen Zellen) gezeigt werden. Nach Transfer der einzelnen Nukleinsäuren konnte eine Antigen-prozessierung und -präsentation in einem humanen System nachgewiesen werden. Bemerkenswerterweise benötigt die Hefe-vermittelte Transfektion der DNA oder mRNA keine zusätzlichen Helferproteine wie zum Beispiel Listeriolysin O. Jedoch konnte die Translokation von DNA und mRNA durch Koexpression porenbildender Proteine, wie Listeriolysin O aus Listeria monocytogenes und humanem Perforin, gesteigert werden. Das hier beschriebene Hefe-vermittelte "Delivery"-System besitzt im Vergleich zu vielen bakteriellen und viralen Systemen einige Vorteile in Bezug auf Wirksamkeit, Sicherheit und Targeting zu APC, wodurch "Mycofection" einen aussichtsreichen Ansatz in der Entwicklung einer neuen Art von Lebendvakzinen darstellt.

Among the different vaccination approaches, DNA/RNA vaccination represents a promising means in particular for the induction of effective cellular immune response conferred by CD8-positive T lymphocytes. To achieve such an immune response, there is a need for novel delivery systems that allow the introduction of nucleic acids to the cytosol of immune cells. In this study the delivery of functional DNA and messenger RNA to mammalian antigen-presenting cells including murine macrophages and human dendritic cells using the yeast Saccharomyces cerevisiae as delivery vehicle was demonstrated. After transfer of the particular nucleic acid, subsequent antigen processing and presentation were verified in a humane system. Remarkably, release of DNA/mRNA did not require additional "helper'; proteins such as listeriolysin. However, coexpression of the pore-forming proteins listeriolysin O from Listeria monocytogenes and human perforin improved translocation of delivered DNA/mRNA. In conclusion, the yeast-based system described here is superior to many bacterial and viral systems in terms of efficacy, safety and targeting suggesting "mycofection'; as a promising approach for the development of a novel type of live vaccine.