Die zunehmende Verwendung von Monoterpenen wie vor allem d-Limonen, a-, b-Pinen, 3-Caren und a-Terpinen in Produkten aus dem Bereich der Körperpflege, terpenhaltigen Medikamenten, sowie der vermehrte Einsatz von terpenhaltigen Naturstoffen als Baumaterialien in Innenräumen bildet möglicherweise eine wesentliche Ursache für das steigende Auftreten der entsprechenden Sensibilisierungen. Zwischen 1995 und 1999 stieg die Anzahl der sensibilisierten Patienten von 0,5 auf 2,9 Prozent. Die zugrundeliegenden Mechanismen sind wenig verstanden. In diesem Forschungsvorhaben sollen vergleichende in vitro und in vivo Untersuchungen Ansätze zur Klärung dieses sozialmedizinisch bedeutsamen Problems liefern. Exemplarisch sollen hierzu die Terpene, a-Terpene, d-Limonen und 3-Caren auf ihr allergenes Potential für Blutleukozyten bzw. T-Lymphozyten der Haut auf polyklonaler und monoklonaler Ebene analysiert werden. Daneben soll die transiente Genexpression durch die Substanzen in Antigen-präsentierenden Zellen ermittelt werden und gleichzeitig die dafür relevanten Metabolite und Oxidationsprodukte identifiziert werden. Dabei soll geklärt werden, welchen Anteil einzelne Metabolite und Oxidationsprodukte bzw. Kombinationseffekte im Vergleich zu den Ausgangssubstanzen an den in vivo Befunden haben. Diese Untersuchungen werden grundlegende Hinweise zum Wirkmechanismus der Substanzen liefern und dadurch Ansätze für die Bewertung der gesundheitlichen Auswirkungen von Monoterpenexpositionen in umweltrelevanten Konzentrationen bieten.
Legionellen sind ubiquitär vorkommende Wasserbakterien. Sie können sich insbesondere im Bereich von 30-45° C sehr gut in künstlichen Wassersystemen vermehren. Werden sie als Aerosol auf den Menschen übertragen und von empfänglichen Personen eingeatmet, so kann es zu Legionella bedingten Pneumonien kommen. Diese sind meist sporadische Einzelinfektionen, selten epidemische Ausbrüche. Bei der Untersuchung der letzten Legionella- Epidemien in Warstein und in Ulm zeigte sich die Notwendigkeit, das Ausbruchsmanagements zu verbessern. Zentraler Bestandteil dieses, ist ein sensitiver und spezifischer Schnelltest auf der unserer monoklonalen Antikörper (mAk) zum Vergleich von Patienten ( Urin )und Umweltproben (Wasser aus verschiedenen Umweltquellen). Diese Antikörper werden umfänglich hinsichtlich ihrer Spezifität und Eignung für den neuen Test validiert. Letzteres ist deshalb extrem wichtig, da in einem Wassersystem unterschiedliche Legionella Stämme (Spezies , L. pneumophila Serogrupppen, monoklonale Subgruppen) auftreten können. Bei Übereinstimmung von Patienten und Umweltproben kann von einer Übertragung aus dem gegebenen Wassersystem ausgegangen werden. Damit wird es möglich, schnell notwendig antiepidemische Maßnahmen zu ergreifen.
The production of vaccines in plants bears a frequently discussed risk factor: The containment of potentially bio-hazardous genes. Transgenes transformed to the nucleus can escape to the environment through pollen flow. We can limit the risk of pollen-mediated transgene dissemination in the first line by use of the chloroplast transformation method. The advantages of plastid transformation consist in the precision of the transgene insertion via homologous recombination, in their maternal inheritance, the high transformation predictability, and circumvention of epigenetic effects, as are silencing and methylation. By this approach we determine the potential to synthesize antigen L1 of the Human Papilloma Virus (HPV) for vaccination in tobacco plastids. Vaccines can be delivered as antigens either for peripheral or oral immunization. Transformation of plants with genes carrying selected antigens of the respective pathogen allows producing immunogenic proteins on the field with very high yields. Our goal is the production of an antigen vaccine against Human Papilloma Virus (HPV), which causes cervical cancer prestages in nearly 2 Prozent of all women in Germany. In order to synthesize the antigenic L1 epitope from HPV 16 a chloroplast transformation vector will be constructed, which will contain a synthetic expression cassette: For increased transcription: two different promoters, for enhanced translation it will carry a 5 motif from the T7 phage G10L sequence. Further the L1 gene will be N-terminally fused to the sequence codons of the first 14 amino acids of GFP (green fluorescent protein) which confers an increased translation. On transcriptional level this construct is followed by a selection cassette containing the aadA gene. Regenerating calli carrying these constructs will be selected on a medium containing spectinomycin. Positive transformants will be identified by PCR and Southern analysis. Further Western blot analysis will prove successful expression of the L1 protein. The novel transformants are then tested on correct folding of the LTB-L1 fusion protein: The recombinant protein can be identified with conformation specific antibodies which only bind when L1 proteins formed virus like capsomers. Our further work is aimed to set up an inducible antigen expression system, which is regulated through chemical induction By this work, plant transformants will be shown to be a reasonable alternative for production of vaccines. Due to these results the next step to proof the immunogenicity has the best prospects.
Production of pharmaceutics in plants is up to 50 times more cost effective than in fermenters through micro organisms. Plant derived drugs are an interesting alternative for developing countries where people cannot afford sufficient medical treatment. Therefore it makes sense to use this approach for synthesis of vaccines. Vaccines can be delivered as antigens either for peripheral or oral immunization. Transformation of plants with genes carrying selected antigens of the respective pathogen allows producing immunogenic proteins on the field with high yields. However, transformation of the nucleus leads to transgenic pollen which is spread to the environment. Our solution to this ecological problem consists in the alternative to transform the chloroplasts. In contrast to the nucleus tobacco plastids are not contained in the pollen, and thus can not be dispersed in the vicinity. Our goal is the production of an antigen vaccine against Leishmaniasis. According to the World Health Organization Leishmaniasis is one of the most serious, endemic parasitic infections afflicting the poor and disadvantaged in many countries of the world, particularly in North Africa, most of Asia, parts of the Middle East and much of South America. 12 million cases worldwide and an estimated 350 million people at risk for acquiring infection are assumed. In order to produce the antigenic Leish-111 epitope a chloroplast transformation vector will be constructed, which will contain a synthetic expression cassette for increased transcription conferred by two different promoters and synthetic ribosomal binding sites. Further the Leish-111 gene will be N-terminally fused to the sequence codons of a peptide which confers an increased translation efficiency. On transcriptional level this construct is followed by a selection cassette containing the aadA gene. Following selection on a medium containing spectinomycin positive transformants will be identified by PCR and Southern analysis. Further Western blot analysis will prove successful expression of the Leish-111 protein. Novel transformants are then tested on correct folding of the fusion protein. Depending on the upcoming results the next step will be to proof the immunogenicity and protectivity. The further work is aimed to set up an inducible antigen expression system, which is regulated through chemical induction.