A new RHDV-2 vaccine based on recombinant baculovirus: generation and characterization of induced immunity in rabbits

Müller, Claudia

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A new RHDV-2 vaccine based on recombinant baculovirus : generation and characterization of induced immunity in rabbits

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The calicivirus Rabbit hemorrhagic disease virus (RHDV) causes the Rabbit hemorrhagic disease in rabbits. RHDV emerged 1984 in angora rabbits in China. In the following years it spread to many parts of the world resulting in huge losses among wild rabbit populations and rabbits used in fur and meat industry. It is a fatal disease to which rabbits from age of 9 weeks are fully susceptible. After an incubation period of 1-3 days, animals often develop high fever (>40°C) and die by acute liver failure and internal bleeding due to blood coagulation disorders (Abrantes et al., 2012). 2010 a new virus variant, called RHDV-2, emerged in France and is spreading through Europe at the moment. It causes the same clinical symptoms and pathological alterations as classical RHDV but also more prolonged clinical courses are described. The most important difference is, however, the susceptibility of rabbits from 4 weeks of age, sometimes even younger, and susceptibility of different hare species. There is no cure and the only prevention of disease is vaccination of rabbits (Le Gall-Reculé et al., 2013; Puggioni et al., 2013). An ethical problem is that most currently available conventional RHDV vaccines contain inactivated liver material-derived from RHDV infected rabbits and many rabbits have to die for vaccine development and production (Argüello-Villares, 1991). Conventional vaccines developed against classical RHDV only induce a partial protection against RHDV-2, which leads to significant economic problems in the fur and meat industry. Therefore, development of new vaccines against RHDV-2 is urgently necessary. Recently, vaccines against RHDV-2 came to economical use. However, these vaccines are also derived from livers of RHDV-2 infected rabbits. Thus, the goal of this study was to develop a vaccine candidate that protects rabbits against illness and death by RHDV-2 and to bypass the questionable use of liver material of infected rabbits for vaccine production at the same time. Therefore, the virus capsid protein VP60 of RHDV-2 was expressed in cell culture by recombinant baculoviruses which self-assembled to VLPs. A vaccine candidate against RHDV-2, containing VLPs consisting of RHDV-2-VP60, was generated, that after a single dose vaccination protects rabbits against RHDV-2. In detailed vaccination/challenge experiments the induction of a protective long-lasting humoral and cellular immune response with an early onset already 7 days after a single immunization and partial cross-protection against classical RHDV was confirmed.

Das Calicivirus Rabbit hemorrhagic disease virus (RHDV) ruft die „Rabbit hemorrhagic disease” in Kaninchen hervor. RHDV ist das erste Mal 1984 bei Angorakaninchen in China aufgetreten. In den darauffolgenden Jahren verbreitete es sich weltweit und verursachte hohe Verluste in wilden Kaninchenpopulationen und bei Kaninchen in der Pelz- und Fleischindustrie. Es ist eine tödlich verlaufende Krankheit, für die Kaninchen ab der 9. Lebenswoche voll empfänglich sind. Nach einer Inkubationszeit von 1-3 Tagen entwickeln die Tiere oft hohes Fieber (>40°C) und sterben an akutem Leberversagen und inneren Blutungen aufgrund von Blutgerinnungsstörungen (Abrantes et al., 2012). 2010 tauchte eine neue Virusvariante, genannt RHDV-2, in Frankreich auf und verbreitet sich momentan in Europa. Es verursacht die gleichen klinischen Symptome und pathologischen Veränderungen wie die klassische RHDV Variante, allerdings sind auch langwierigere Verläufe beschrieben. Der größte Unterschied ist jedoch die Empfänglichkeit von Kaninchen ab der vierten Lebenswoche, manchmal sogar jünger, und von verschiedenen Hasenarten. Die Krankheit ist nicht heilbar und der einzige Schutz besteht darin, Kaninchen zu impfen (Le Gall-Reculé et al., 2013; Puggioni et al., 2013). Ein ethisches Problem ergibt sich aus der Verwendung von inaktiviertem Lebermaterial von mit RHDV infizierten Kaninchen für die Herstellung der meisten konventionell erhältlichen RHDV Vakzinen und dem Umstand, dass viele Kaninchen für die Impfstoffentwicklung und -herstellung sterben müssen (Argüello-Villares, 1991). Konventionelle Impfstoffe, entwickelt gegen klassisches RHDV, induzieren nur einen Teilschutz gegen RHDV-2, was zu erheblichen wirtschaftlichen Verlusten in der Pelz- und Fleischindustrie führt. Somit ist die Entwicklung von Impfstoffen gegen RHDV-2 dringend notwendig. Seit kurzem sind RHDV-2 Vakzinen auf dem Markt, welche jedoch ebenfalls mit Lebermaterial von infizierten Kaninchen hergestellt werden. Das Ziel der vorliegenden Arbeit war daher die Entwicklung eines Impfstoffkandidaten, der in der Lage ist, Kaninchen vor Erkrankung und Tod durch RHDV-2 zu schützen und gleichzeitig den fragwürdigen Einsatz von Lebermaterial infizierter Kaninchen in der Impfstoffherstellung zu umgehen. Daher wurde das Viruskapsidprotein VP60 von RHDV-2 in Zellkultur mithilfe rekombinanter Baculoviren exprimiert, welches sich dann selbstständig zu VLPs zusammenlagerte. Dieser rekombinante Impfstoff gegen RHDV-2, der VLPs aus RHDV-2-VP60 enthält, schützt Kaninchen gegen RHDV-2. In verschiedenen Immunisierungs- und Challenge-Versuchen wurde die induzierte langanhaltende humorale und zelluläre Immunantwort, die bereits 7 Tage nach einmaliger Impfung eintritt und auch eine partielle Kreuzprotektivität gegen die klassische RHDV Variante erzeugt, bestätigt.