Kan høns immuniseres med en aerosol i kombination med vaccinering? Undersøgelse af en ikke-invasiv metode for produktion af antistoffer (afsluttet)

Otto Kalliokoski

En stor andel af alle forsøgsdyr på verdensplan anvendes til produktion frem for til forsøg: Polyklonale antistoffer er en milliardindustri, hvor immunforsvaret fra mus, rotter, kaniner, geder og andre pattedyr anvendes til at fremstille serum, der kan benyttes til f.eks. diagnosticering af sygdomme. Dyrene injiceres flere gange med f.eks. sygdomsrelevante proteiner sammen med en adjuvans (en opløsning, der forstærker immunsvaret), hvorefter blodprøver bliver opsamlet og antistofferne isoleres.

Disse polyklonale antistoffer udfylder en væsentlig rolle i moderne medicin og medicinsk forskning og er til stor gavn for samfundet. Produktionsprocessen kan dog forbedres i forhold til dyrevelfærd. Hvis antiserum fremstilles i høns behøver man ikke tage blodprøver. Et hønseæg er sprængfyldt med antistoffer, da ægget er evolutionært tilpasset til at beskytte potentielt afkom ved at drage fordel af hønens immunsystem. Ved at isolere antistoffer fra æg kan blodprøvetagning dermed elimineres fra antistofproduktion (og et æg giver langt flere antistoffer end en blodprøve fra f.eks. en kanin). Det eneste invasive indgreb, der er tilbage, er de injektioner med lokalirriterende adjuvans, som anvendes. Vi vil undersøge, hvorvidt disse indgreb kan elimineres, dvs. om fremstilling af polyklonale antistoffer kan gøres til en fuldstændigt ikke-invasiv proces, hvis den gennemføres i høns.

Høns – der lægger de æg, vi spiser – vaccineres rutinemæssigt mod en række sygdomme. Vacciner mod luftvejssygdomme gives ofte som en aerosol, hønsene inhalerer. Den svækkede virus, som udgør vaccinen, kan stadig komme ind i hønens krop gennem luftvejenes slimhinder. Der kommer den i kontakt med immunforsvarets celler, der hurtigt opbygger en immunitet over for den pågældende virus.

Vi ønsker at anvende denne proces ved at knytte proteinet til disse viruspartikler. Ved at få proteinerne til at følge virussen ind i hønens krop, håber vi på at kunne slå to fluer med ét smæk: at vaccinere en høne samtidig med at den immuniseres mod et protein. Antistoffer mod proteinet kan derefter isoleres fra hønens æg i en proces, der i sin helhed ikke påfører kyllingen mere ubehag end de rutinemæssige vaccinationer af vores produktionshøner gør.

Our project vision was to devise and demonstrate a method for producing antibodies in hens without using invasive methods. By using hens instead of the commonly used mammalian models for antibody production – e.g. rabbits, mice, rats – we could circumvent the need for drawing large-volume blood samples, instead extracting antibodies from unfertilized eggs.

Moreover, hens are routinely vaccinated against respiratory tract viruses – specifically infectious bronchitis virus – using an inhaled aerosol of inactivated virus particles. If we, instead of injecting the hens with our immunogen – the template molecule we want to raise antibodies against – could “piggy-back” it onto the inactivated virus particles, we could immunize the animals while they are undergoing mandatory vaccinations.

This would remove the only remaining invasive procedure. Due to the large amounts of antibodies that can be obtained from an egg, the outlined approach has potential to reduce the use of laboratory animals. Removing the need to inject immunogens and draw blood constitutes a considerable refinement of procedures. Suffering could be entirely removed: There would be no need to break the skin with needles, no need for stressful restraint, no anemia, and no need for inflammation-potentiating adjuvants.

Globally, a considerable number of laboratory animals are used for the production of antibodies, and despite great advances in antibody-based methods, we will not replace the use of animals fully within a foreseeable future. Consequently, refining procedures and reducing the numbers of animals needed in antibody production can have a great impact for a number of years to come.

The support of the Danish 3R Center allowed us to develop all the technical procedures needed for the outlined proof-of-concept. The commercially available chicken vaccines are, however, of so poor a quality as to prevent us from demonstrating the approach in chickens at present. We have thus chosen to hold off on carrying out experiments on chickens. The chances of success are, currently, too low; this would simply constitute a pointless use of laboratory animals – something we are opposed to.

Moving forward, we will look into means for disseminating the methods we have developed and will keep looking for opportunities to obtain a better model vaccine capable of finally demonstrating our idea in full.

• Ingen publikation (negative resultater)