Development of a novel marker vaccine platform for protection against African horsesickness and other orbiviruses

• Unité de recherche: OSAV
• Numéro de projet: 1.11.15
• Titre du projet anglais: Development of a novel marker vaccine platform for protection against African horsesickness and other orbiviruses

Mots-clé (Allemand)

Orbiviren, Afrikanische Pferdepest, Blauzungenkrankheit, Markerimpfstoff, DIVA, RNA-Replikon, Virus der vesikulären Stomatitis

Mots-clé (Anglais)

Orbivirus, African horse sickness, Bluetongue virus, marker vaccine, DIVA, RNA replicon, vesicular stomatitis virus

Description succincte (Allemand)

Das Virus der Afrikanischen Pferdepest (AHSV) und das Virus der Blauzungenkrankheit (BTV) sind durch Gnitzen übertragende Orbiviren. Insbesondere BTV hat in den letzten Jahren die meisten Länder Europas einschliesslich der Schweiz erobert. Um der Lage Herr zu werden, wurde in einigen Ländern eine Impfkampagne unter Verwendung inaktivierter Totimpfstoffe durchgeführt. Obwohl diese Impfstoffe als sicher gelten können und vor der Infektion mit homologen Viren schützen, sind sie doch auch mit Nachteilen verbunden. So wird die zelluläre Immunität durch inaktivierte Totimpfstoffe nur unzureichend stimuliert, die Schutzwirkung ist meistens nur von kurzer Dauer, und Totimpfstoffe müssen mit Adjuvantien versehen werden, um eine ausreichende Immunantwort auszulösen. Totimpfstoffe sind gegenüber anderen Serotypen in der Regel wirkungslos und fördern möglicherweise sogar die Entstehung von Virusmutanten und Reassortanten. Das Ziel dieses Projektes ist es, einen Markerimpfstoff für AHSV zu entwickeln, der auf RNA-Replikons, einer noch relative neuen Technologie beruht. RNA-Replikons können als äusserst sichere Vakzine eingesetzt werden, die keine Adjuvantien benötigen und mit dem DIVA-Prinzip vereinbar sind. Abhängig vom verwendeten Impf-Antigen induzieren sie sowohl eine humorale als auch zelluläre Immunantwort, wobei letztere für eine (partielle) Kreuzprotektion gegenüber anderen Serotypen wichtig ist. RNA-Replikons können als vielseitige Impfstoffplattform zur Immunprophylaxe gegenüber AHSV und anderen neu auftretenden Orbiviren   eingesetzt werden.

Description succincte (Anglais)

African horse sickness virus (AHSV) and bluetongue virus (BTV) are arthropod-borne Orbiviruses, which have emerged in several European countries. A vaccination campaign has been implemented in Germany, France and Switzerland to control the BTV-8 epidemic in cattle and sheep using whole inactivated virus. Although inactivated virus vaccines are normally safe and provide protection against challenge with homologous virus, they come with several drawbacks. Inactivated vaccines do not properly stimulate cellular immune responses, induce only short-term immune responses and require formulation with adjuvants to be effective. In addition, they may fail in providing protection against other serotypes and may even expedite virus evolution by selecting for escape mutants and reassortants. This project aims at developing and evaluating an AHSV marker vaccine based on a novel RNA replicon technology. RNA replicon vaccines fully comply with the DIVA principle, are safe, and efficacious without relying on adjuvants. Depending on the antigen used, they are capable of inducing humoral and/or cellular immune responses, with the latter being important for providing cross-protection against other serotypes. This versatile vaccine platform may be applied for vaccination of animals against AHSV and other emerging Orbiviruses.

Objectifs du projet (Anglais)

The goal of this project is to develop and evaluate an RNA replicon system as a marker vaccine for long-term protection against AHSV. AHSV antigens will be cloned into the replicon vector system. Expression and antigenicity will be analysed in cell culture systems while immunogenicity of the antigens will be studied in vivo with a small number of ponys. Challenge experiments will not be performed because of the high lethality of AHSV and the number of animals that would be required. Instead, sheep will be immunized with replicons encoding the corresponding BTV antigens and challenged with BTV to evaluate the ability of the vaccine to control virus infection and viremia. The objectives in detail are:

(1) Generate recombinant RNA replicons driving the expression of multiple AHSV and BTV-8 antigens.
(2) Analyse the replicon vaccine-induced humoral and cellular immune responses in ponys and sheep, respectively; compare this with the immune response induced by conventional inactivated vaccines (BTV-8 only).
(3) Evaluate the efficacy of the replicon vaccines to protect against challenge with both homologous and heterologous (BTV only).

Publications / Résultats (Anglais)

Publications, posters and presentations

Kochinger, S.; Renevey, N.; Hofmann, M.A.; Zimmer, G. (2014) Vesicular stomatitis virus replicon expressing the VP2 outer capsid protein of bluetongue virus serotype 8 induces complete protection of sheep against challenge infection. Vet. Res. 45:64.

Kochinger, S. (2014) Development of a novel marker vaccine platform for protection against Bluetongue Virus (BTV). PhD Thesis, Graduate School for Cellular and Biomedical Sciences, University of Bern.

Kochinger, S. (2013) Poster presentation, 23rd Annual Meeting of the Society for Virology (GfV), Kiel, Germany, 6-9 March 2013

Kochinger, S. (2013) Poster presentation: 7th EPIZONE Annual Meeting, Brussels, Belgium, 1-4 October 2013

Kochinger, S. (2013) Oral presentation: Münchenwiler Meeting, Münchenwiler Castle, Switzerland, 30-31 November 2013

Documents annexés

• 1.11.15 DB Zimmer [PDF] 11 kB
• 1.11.15 Publikation [PDF] 828 kB

Adresses URL (Allemand)

1.11.15 Zimmer Entwicklung einer Markervakzine zum Schutz vor Orbivirusinfektionen (063-504/4/14)