Lama-Antikörper, Rotavirus-Durchfall, Kinder

Kurze Zusammenfassung Studie zur Untersuchung der Wirksamkeit der oralen Verabreichung von VHH-Antikörperfragmenten, abgeleitet von Antikörpern, wie sie in Milch von Lamas und Kamelen gefunden werden, über ein Prototyp-Nahrungsmittelprodukt zur Verringerung der Schwere von Rotavirus-Durchfall bei Kindern.

detaillierte Beschreibung

Einführung Rotavirus ist der führende virale Enteropathogen, der weltweit für 11-71 % aller Durchfallepisoden bei Säuglingen und Kindern verantwortlich ist. In Entwicklungsländern wird das Rotavirus jedes Jahr mit mehr als 125 Millionen Durchfallerkrankungen in Verbindung gebracht (Cook et al. 1990), was zu geschätzten 600.000 Todesfällen führt. Es ist verantwortlich für 60 % aller Durchfallepisoden, 20-60 % der durchfallbedingten Krankenhauseinweisungen und 20 % der durchfallbedingten Todesfälle bei Kindern unter 5 Jahren (Perez-Schael et al. 1997). Allein in den Vereinigten Staaten von Amerika ist Rotavirus mit 3 % aller Krankenhauseinweisungen von Kindern unter 5 Jahren mit medizinischen und indirekten Kosten von über 1 Milliarde US-Dollar pro Jahr verbunden (Glass et al. 1991). In vielen Gegenden gibt es trotz nationaler Programme zur Förderung der oralen Rehydratationstherapie immer noch Todesfälle durch Rotavirus-Infektionen.

Gegenwärtiges Management von Rotavirus-Gastroenteritis Das gegenwärtige Management von Rotavirus-Diarrhoe umfasst die Prävention einer Dehydration oder das Management einer Dehydratation durch orale oder intravenöse Rehydratation, je nach Bedarf, und fortgesetzte Ernährung. Eine frühe Wiederaufnahme der normalen Nahrungsaufnahme wird empfohlen, um die Reparatur der Schleimhaut zu verbessern und die ernährungsbedingten Folgen einer Infektion zu minimieren. Die Kinder in Entwicklungsländern könnten von einer Zinkergänzung profitieren, aber die Art der Verabreichung und die Kostenwirksamkeit bei Rotavirus-Durchfall müssen noch entschieden werden. Derzeit ist keine spezifische Behandlung verfügbar, um die Dauer oder Schwere dieser Krankheit zu verringern. Daher ist Rotavirus-induzierter Durchfall, der als selbstlimitierende Krankheit angesehen wird, für signifikante Todesfälle bei Kindern in den Entwicklungsländern verantwortlich (Glass et al. 1996).

Aktive Immunisierung gegen Rotavirus-Infektion Die Entwicklung, Erprobung und eventuelle Verwendung eines wirksamen, sicheren und kostengünstigen Rotavirus-Impfstoffs wäre die effizienteste Methode zur Verhinderung schwerer Krankheiten und Todesfälle in Entwicklungsländern. Es wurden schnelle Fortschritte erzielt und mehrere Rotavirus-Impfstoffkandidaten wurden entwickelt und getestet. Zwei Rotavirus-Impfstoffe, Rotarix (GlaxoSmithKline Biologicals, Belgien) und RotaTeq (Merck & Co., USA), sind kürzlich in den Industrieländern auf den Markt gekommen. Beide Impfstoffe scheinen im Hinblick auf eine Invagination sicher zu sein und sind hochwirksam bei der Vorbeugung schwerer Gastroenteritis aufgrund von Rotavirusstämmen, die überwiegend den Serotyp G1 tragen (Cunliffe & Nakagomi 2005). Die Bestätigung der Sicherheit und Wirksamkeit beider Impfstoffe in Entwicklungsländern steht noch aus. Darüber hinaus hängt die Bewertung der Fähigkeit jedes Impfstoffs, Schutz gegen eine zunehmend vielfältige Population von Rotavirusstämmen zu bieten, von der kontinuierlichen Überwachung des Stamms und der Entwicklung neuerer Impfstoffe ab, da neuere Serotypen an verschiedenen geografischen Standorten vorherrschen, was für die Entwicklungsländer möglicherweise nicht einfach ist . Es besteht daher ein klarer Bedarf, verbesserte, kosteneffiziente Interventionen bei der Behandlung von Rotavirus-Diarrhoe zu definieren, bis ein wirksamer, sicherer und kostengünstiger Impfstoff verfügbar ist, der für die Entwicklungsländer erschwinglich ist.

Passive Immunisierung gegen Rotavirus-induzierten Durchfall; Es gibt gute Gründe für die Hypothese, dass eine passive Immunisierung bei der Behandlung von humanem Rotavirus-Durchfall nützlich sein könnte. Beispielsweise wurde festgestellt, dass die orale Verabreichung von Rotavirus-neutralisierenden Antikörpern den Rotavirus-induzierten Durchfall bei Kindern moduliert. Vorteilhafte prophylaktische (Barnes et al. 1982) und therapeutische Wirkungen (Guarino et al. 1991) im Hinblick auf die Verringerung der Dauer und Schwere von Rotavirus-Durchfall wurden auch in Verbindung mit oral verabreichten Human-IgG-Präparaten beobachtet. Die Verwendung menschlicher Antikörperpräparate ist jedoch aufgrund des Risikos einer viralen Kontamination und der hohen Produktions- und Lieferkettenkosten solcher Produkte und der sehr geringen Bioverfügbarkeit begrenzt.

Eine alternative Antikörperquelle, die sicher und einfach herzustellen ist, wurde später in hyperimmunisiertem Rinderkolostrum entwickelt, indem trächtige Kühe gegen menschliche Rotavirusstämme geimpft wurden. Dieser Ansatz wurde auch effektiv für prophylaktische (Davidsson et al. 1989) und therapeutische Vorteile (Mitra et al. 1995, Sarker et al. 1998) bei Rotavirus-Diarrhoe bei hospitalisierten Kindern eingesetzt. In einer kürzlich abgeschlossenen Studie an Kindern mit Rotavirus-Durchfall in Bangladesch haben wir einen bescheidenen Nutzen der oralen Verabreichung von Immunglobulin beobachtet, das aus Hühnereiern extrahiert wurde, die mit menschlichen Rotavirus-Stämmen immunisiert wurden (Sarker et al. 2001).

Passive Immunisierung zur Vorbeugung oder Behandlung von Darminfektionen erfordert im Allgemeinen relativ große Antikörpermengen, insbesondere an den Schleimhautstellen, wo Antikörper schnell ausgeschieden werden. Daher werden diese Modalitäten, obwohl sie sich als wirksam erwiesen haben, aufgrund des Erfordernisses größerer Dosen von Antikörpern teuer. Die anderen Beschränkungen der herkömmlichen IgG-Antikörper schließen ihre schlechte Stabilität und komplexe Natur ein, die ihre Produktion im großen Maßstab einschränkt. Eine vielversprechende Lösung für diese Probleme bei der Antikörperproduktion im großen Maßstab kam ziemlich unerwartet aus der Natur selbst – Kamele und Lamas besitzen eine ungewöhnliche Art von IgG-Antikörpern (IgG2 und IgG3), die keine leichten Ketten haben – die „Schwerketten“-Antikörper .

Selektion von Antikörperfragmenten der schweren Kette In Lama und Kamel koexistieren die "schwere Kette"-IgG-Antikörper mit dem "herkömmlichen" IgG (IgG1) (Hamers-Casterman et al. 1993). Im Gegensatz zu herkömmlichen Antikörpern sind die Schwerketten-Antikörper frei von den Leichtketten. Daher besteht die Bindungsdomäne der Schwerketten-Antikörper nur aus der variablen Domäne der schweren Kette (VHH) im Gegensatz zur Bindungsdomäne der herkömmlichen Antikörper, die aus einer variablen Domäne der schweren Kette (VH) und einer der leichte Kette (VL). Die biochemischen Eigenschaften von Lama-VHH-Antikörperfragmenten sind den Fv-Fragmenten (VH + VL) herkömmlicher IgG-Antikörper überlegen. Obwohl die VHH-Antikörperfragmente eine einfache Antigenbindungsstruktur mit nur einer Domäne haben, besitzen sie eine hohe Affinität und sind extrem thermostabil (van der Linden et al., 1999). Darüber hinaus werden sie von der Bäckerhefe Saccharomyces cerevisiae gut exprimiert und sekretiert, was eine kostengünstige Produktion im großen Maßstab ermöglicht (Frenken et al., 2000). Dieser Prozess wird die VHH-Fragmente zu einer erschwinglichen Zutat für Lebensmittelprodukte machen und ihre Verfügbarkeit für die allgemeine Bevölkerung von Entwicklungsländern erweitern.

VHH als potenzielle Lebensmittelzutat Viele Menschen in afrikanischen/arabischen Ländern konsumieren regelmäßig Kamelmilch. 1992 wurde beobachtet, dass Kamelmilch hohe Titer an Antikörpern gegen Rotavirus enthält (el Agamy et al. 1992). Das Antikörperfragment in VHH-Charge 203027 ist ein Fragment jener Antikörper, von denen angenommen wird, dass sie in Kamel-/Lamamilch vorhanden sind. Somit kann das Prüfpräparat als Lebensmittelzutat eingestuft werden. Seit seinem Start im Jahr 1999 war das Ziel des „VHH“-Projekts von Unilever, ein erschwingliches Lebensmittel für Entwicklungsländer zu entwickeln, das „dazu beitragen kann, das Risiko für Rotavirus-Infektionen zu verringern“. Diese Art von Behauptung passt sehr gut in die Definitionen der von der Europäischen Union geförderten Konzertierten Aktion zur Wissenschaft der funktionellen Lebensmittel in Europa (FUFOSE) (Diplock et al. 1999). Die FUFOSE-Terminologie für die Angaben „verbesserte Funktion“ (Typ A) und „Verringerung des Krankheitsrisikos“ (Typ B) wird inzwischen von vielen nationalen und internationalen Verhaltenskodizes, einschließlich Codex Alimentarius, weitgehend übernommen. Es wurde in den 1990er Jahren speziell entwickelt, um die Abgrenzung zwischen funktionellen Lebensmitteln und Arzneimitteln zu ermöglichen. In diesem Zusammenhang möchten wir auch auf die EG-Verordnung Nr. 258/97 des Europäischen Parlaments und des Rates vom 27. Januar 1997 über neuartige Lebensmittel und neuartige Lebensmittelzutaten und die EU-Verordnung 1924/2006 über nährwert- und gesundheitsbezogene Angaben verweisen für Lebensmittel. Die Wirksamkeit von VHH-Fragmenten bei der Verringerung des Risikos für die Entwicklung von Rotavirus-Durchfall, wenn sie in einem Lebensmittelformat bereitgestellt werden, wird in einer zusätzlichen Studie getestet Niederlande und Bangladesch, einschließlich Erwachsener und Kinder über 6 Monaten.

Vergleich:

Wir werden die Wirkung des VHH-Antikörperfragments gegen Placebo bei Kindern mit nachgewiesenem Rotavirus-Durchfall vergleichen, die im ICDDR,B hospitalisiert wurden. Dieser Eingriff erfolgt zusätzlich zur Standardbehandlung, einschließlich einer oralen Rehydrierungsbehandlung.