AG Buruli Ulcus_2010

BUD1

 

 

Arbeitsgruppenleiter:  Priv.-Doz. Dr. med. Gisela Bretzel

Kooperationen:

Kwame Nkrumah University of Science and Technology (Komfo Anokye Teaching Hospital & Kumasi Centre for Collaborative Research in Tropical Medicine), Kumasi, Ghana; Deutsche Lepra und Tuberkulosehilfe e.V., Würzburg, Deutschland & Deutsche Lepra und Tuberkulosehilfe e.V., Länderbüro Togo, Lomè, Togo; Insititut National d’Hygiène, Lomè, Togo; National Buruli Ulcer Control Programme, & Laboratoire de Référence des Mycobactéries, Cotonou, Benin; Institut Medical Evangelique, Kimpese, DRCongo; Institute for Tropical Medicine, Antwerp, Belgium; University Medical Centre Groningen, The Netherlands; Bernhard Nocht Institut für Tropenmedizin, Hamburg, Deutschland;  Global Buruli Ulcer Initiative, World Health Organization, Geneva, Switzerland.

 

Laufende Projekte:

BuruliVac. Identification and development of vaccine candidates for Buruli Ulcer Disease (FP7-HEALTH-2009-single-stage, Grant Agreement Number 241500)

 

Insgesamt 16 europäische und afrikanische Partner bilden das Konsortium des EC-geförderten multizentrischen Forschungsprojektes „BuruliVac“ dessen Zielsetzung in der Etablierung einer Vakzine gegen den Erreger der Buruli-Erkrankung, Mycobacterium ulcerans, besteht. Der Partner „LMU“ gehört als „Deputy Coordinator“ zum Managementteam des Konsortiums und ist primär für die Koordination aller patientenbezogenen Aufgaben des Projektes verantwortlich. Hierzu  zählt insbesondere die Etablierung bzw. der Ausbau diagnostischer Laborkapazität in den Partnerländern Ghana, Togo, Benin und der Demokratischen Republik Kongo, sowie die Einführung eines QM-Systems zum Zweck der Standardisierung aller im Projekt durchgeführter sowohl patientenorientierter als auch der Datenerhebung dienender Prozesse.

 

1. Capacity building, Qualitätsmanagement, BCG case control Studie

 

Blutproben von laborbestätigten Buruli-Patienten sowie nicht erkrankten Kontrollpersonen werden in afrikanischen und europäischen Partnerlaboratorien weiteren immunologischen Untersuchungen unterzogen. Daten zum BCG-Impfstatus von Patienten und Kontrollpersonen werden im Rahmen einer case control Studie hinsichtlich der protektiven Wirkung einer BCG-Impfung bei unterschiedlichen Läsionstypen und Krankheitsverläufen ausgewertet.

 

2. Einsatz molekularer Methoden im  klinischen Management der Buruli-Erkrankung

 

Die bei anderen Mykobakterienspezies (Mycobacterium leprae) bereits erfolgreich angewandte Detektion mykobakterieller RNA bietet eine Alternative zur kulturellen Viabilitätstestung. Die Etablierung und Validierung geeigneter RNA-Detektionsassays aus klinischen Proben laborbestätigter Buruli-Patienten wird im Rahmen einer medizinischen Doktorarbeit durchgeführt.

Diagnostische Proben von 162 laborbestätigten Buruli-Patienten aus Ghana wurden einer Sequenzanalyse der mykobakteriellen rpoB und rpsL-Gene unterzogen, um mit Medikamentenresistenz assoziierte Mutationen der entsprechenden Gene zu detektieren. Unsere Studie konnte den ersten dokumentierten Fall einer mit Rifampicin-Resistenz assoziierten Mutation des rpoB-Gens eines M. ulcerans Isolates aus Ghana nachweisen, zeigte aber auch, dass die Sensitivität der verwendeten Amplifikationsmethode für aus Kulturmaterial gewonnene DNA-Extrakte weitaus höher lag als für unmittelbar aus diagnostischen Proben (Abstriche, Gewebeproben) gewonnene DNA-Extrakte. Die Etablierung/Optimierung entsprechender Verfahren wird im Rahmen einer medizinischen Doktorarbeit durchgeführt.

 

3, Untersuchungen zur Diagnostik und Therapie des Buruli Ulcus in Togo

Laborbestätigung klinisch diagnostizierter Buruli-Verdachtsfälle in Togo

(in Zusammenarbeit mit der Deutschen Lepra- und Tuberkulosehilfe e.V.,  DAHW)

 

Diagnostische Proben von 202 Buruli Verdachtsfällen aus Togo wurden in der Abteilung für Infektions- und Tropenmedizin untersucht. Bei insgesamt 109 Patienten (54%) konnte mittels PCR eine Buruli-Erkrankung nachgewiesen werden. Im gleichen Zeitraum in Zusammenarbeit zwischen DAHW und der Abteilung für Infektions- und Tropenmedizin durchgeführte umfangreiche Schulungsmaßnahmen in Gesundheitszentren verschiedener endemischer Regionen in Togo, bewirkten aufgrund einer deutlich verbesserten Probenqualität eine Zunahme des Anteils PCR-bestätigter Fälle von initial weniger als 50% auf knapp 70% im dritten Studienjahr.

 

Wissenschaftliche Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter:

Priv.-Doz. Dr. med. Gisela Bretzel, Dr. med. Marcus Beissner, Kristina Huber, Erna Fleischmann, Kerstin Helfrich, Dr. med. Karl-Heinz Herbinger, Carolin Mengele, Priv.-Doz. Dr. med. Jörg Nitschke (extern)

 

BuruliVac-Meeting:  Press release October 2011

 

During their last progress and management meeting in Hamburg, the partners of the BuruliVac research consortium found the project to be running smoothly, and getting closer to a vaccine against Buruli ulcer. BuruliVac is a three-year Collaborative Project funded by the European Commission under the 7th Framework Programme of the European Union. The overall objective of BuruliVac is to identify and develop novel vaccine candidates against the disease called Buruli ulcer, in the hope that these are suitable for translation into clinical application. Actually, there is no vaccine against this mutilating disease, while treatment is difficult.

Buruli Ulcer is a neglected disease that is mainly endemic in Central and West Africa, where it typically affects poor rural communities. It is caused by Mycobacterium ulcerans, a relative of the bacteria that cause tuberculosis and leprosy. M. ulcerans leads to a necrotizing disease of the skin that mostly affects children. It produces massive ulcers and scars, ending in mutilation and severe disability. Treatment is difficult and often requires surgery. Antibiotics must be taken for a long time, which is impractical and carries the risk of drug resistance, while daily injections are difficult, painful and carry a risk for transmission of blood-born infection. A vaccine would not only protect persons at risk, but could potentially be used to shorten treatment and to prevent relapses.

The BuruliVac project started because there was no lead vaccine candidate available, and market forces alone most probably would not lead to the development of a vaccine. Subprojects of BuruliVac aim to identify and develop new vaccine candidates of 3 different types: (i) mycolactone-directed vaccines, (ii) attenuated live vaccines, and (iii) subunit protein vaccines.

(i) As the virulence of M. ulcerans is largely dependent on its production of the toxin mycolactone, a vaccine directed against this toxin may provide protection. A big step forward was made in our understanding of the mechanisms by which mycolactone mediates its biological effects with the identification of molecular targets of mycolactone. Having demonstrated that mycolactone is present in tissue specimens and blood of Buruli ulcer patients, the group will now try to characterize its kinetics of variation during disease and treatment.

(ii) A second group tested several strains of mycolactone-deficient M. ulcerans strains for use as a vaccine against virulent M. ulcerans in a mouse model. One strain in particular showed great promise, delaying or preventing disease in mice. This strain is currently being characterized and further modified to increase its safety of use in humans.

(iii) Based on a multi-dimensional selection process, a third group chose four target proteins for inclusion into a protein subunit vaccine. For the assessment of the protective efficacy of vaccine formulations an experimental mouse infection model was established and optimized. The selected target antigens were recombinantly expressed and vaccine formulations are being developed and optimized.

Yet other groups are setting up field studies that include blood collection from patients and their household contacts, to search for biomarkers that make it possible to follow the effects of the vaccine in humans. Within 1 year after the start of the project all 4 African partner sites were equipped with Standard Operating Procedures and the necessary laboratory instrumentation and reagents to start the work. Technology was transferred to the partner sites by intensive onsite training in the laboratories in Kumasi, Ghana, in Lomé, Togo, and in Cotonou, Benin. Currently the immune response of confirmed Buruli ulcer patients is being followed during and after

administration of antibiotics for treatment, as well as a panel of serological biomarkers that may be relevant for predicting healing and treatment responses are being followed.

Another group of scientists focused on patient management and put in place different Quality System Procedures and Standard Operating Procedures. They organised diagnostic sample collection and laboratory confirmation in all 4 African countries. Extensive training workshops were held and PCR laboratories were installed at l’Institut National d'Hygiene in Lomé, Togo and at l’Institut National de Recherche Biomédicale in Kinsasha, The Democratic Republic of the Congo (DRC). In addition, a community-based case control study on the protective effect of the live attenuated vaccine against tuberculosis that was developed almost a century ago (BCG) was launched in Ghana, Togo and DRC. Finally, a trial in which early vs. deferred surgical intervention is compared just started recruitment of study participants in Benin.

More information on www.burulivac.eu