Examensarbete i kemi, naturvetenskapliga fakulteten, Lunds universitet
Nytt bakterieprotein kandidat till vaccin mot hjärnhinneinflammation
Malin Emilsson
Bakterien Hemophilus influenzae är mycket vanlig och ger oftast upphov till
öroninflammationer, men det är då den orsakar hjärnhinneinflammation som den är riktigt
farlig. Nu har ett nytt protein hos den här bakterien upptäckts som forskarn tror ska kunna
användas till att framställa ett nytt och effektivt vaccin, och därmed skulle en orsak till
hjärnhinneinflammation kunna elimineras.
Hemophilus influenzae är en bakterie som kan orsaka öron-, bihåle- och
hjärnhinneinflammation. Statistiskt sett har 70 % av alla barn haft öroninflammation minst en
gång innan tre års ålder. Upprepade fall av öroninflammation kan ge upphov till hörselskador.
Hjärnhinneinflammation orsakad av H. influenzae är dödlig om den drabbade inte behandlas i
tid. Symptomen är nackstelhet och hög feber. H. influenzae upptäcktes för första gången i
slutet av 1800-talet i lungvävnad hos en person som dog i influensa. Bakterien ansågs vara
orsaken till influensa, därav namnet, tills 1933 då viruset som orsakar influensa upptäcktes.
Det finns flera olika typer av H. influenzae, men än så länge finns det bara vaccin mot en av
dem. Nu har ett nytt protein upptäckts som finns i alla typer av H. influenzae och forskarna
tror att det kan användas för att framställa ett nytt vaccin. Vaccinet innehållande det här
proteinet kommer att aktivera kroppens eget immunförsvar, B- och T-lymfocyter, när det
injiceras. B-lymfocyterna kommer att bilda antikroppar mot proteinet, vilket gör att när man
vid ett senare tillfälle infekteras med bakterien kommer immunförsvaret med en gång börja
döda bakterierna. Detta sker så fort B-lymfocyter med antikropparna känner igen det speciella
bakterieproteinet.
Ett modellsystem har arbetats fram för att hitta genen som kodar för proteinet. Systemet
fungerar genom att med hjälp av proteinsekvensen få fram DNA sekvensen och därefter hitta
genen genom databas sökningar. Som arbetsmodell används ett redan välkänt protein som
kallas protein D. Proteinsekvensen för protein D översätts med hjälp av ett datorprogram till
en DNA sekvens som innehåller mer eller mindre fel. När datorprogrammet kan välja mellan
flera av den sätter det istället in ett N i sekvensen som kan vara vilken som helst av de fyra.
Sekvensen kallas då för degenererad. När man har den degenererade DNA sekvensen väljer
man ut små avsnitt av den och ökar antalet kopior av avsnitten exponentiellt med en metod
som heter PCR. Kopiorna klonas in i värdbakterier, i det här fallet E. coli, som
massproducerar ett av avsnitten. Sedan renas de fram avsnittens DNA kan sekvenseras, då
erhålls en DNA sekvens som enbart innehåller nukleotiderna A, T, G och C. DNA
sekvenserna från avsnitten matas in i nätbaserade sökprogram som jämför dem med alla gener
som finns i olika databaser och väljer ut den som det är störst likhet med. På det här viset
kunde man från en liten sekvens av protein D hitta genen som kodar för protein D i databasen,
vilket betyder att det går att göra för den här nyupptäckta vaccinkandidaten.
Swedish official title: Nytt bakterieprotein kandidat till vaccin mot hjärnhinneinflammation
Swedish credits: 20p
Supervisor: Prof Arne Forsgren, Dr Kristian Riesbeck, Dept of Medical Microbiology, MAS
Submission date/time: 2001-03-08
Examensarbete i kemi, naturvetenskapliga fakulteten, Lunds universitet
Isolation of DNA sequences using the amino acid sequence of
Haemophilus influenzae protein D as a model system
Malin Emilsson
Chemistry, Biochemistry
Spring 2000
Abstract in English
Haemophilus influenzae is an important respiratory tract pathogen that causes a wide variety
of diseases in humans. Non-typeable H. influenzae is the second most common bacterial cause
of otitis media and sinusitis in children. Approximately 70 % of all children have by the age
of three had at least one diagnosis of otitis media. Meningitis, a far more serious invasive
infection, is caused almost exclusively by type b strains. A vaccine based on the type b
capsular antigen is now available and has reduced the incidence of the disease in Europe and
North America. A new IgD binding protein is isolated that is thought to exist in all wild type
strains of H. influenzae it may be useful in the development of a new and more efficient
vaccine. H. influenzae binds to immunoglobulin D (IgD). Protein D is an IgD binding protein
and it is used as a model system for the development of a procedure for isolation of bacterial
DNA sequences based on the N-terminal amino acid sequence of IgD binding fragments in
other IgD binding proteins. The main procedure used for deriving the DNA sequence from the
amino acid sequence was Polymerase Chain Reaction (PCR). The amino acid sequence was
translated into a degenarate DNA sequence and from that sequence degenerate PCR primers
were constructed. The PCR reactions were conducted on genomic H. influenzae DNA, the
products were ligated into a vector, cloned into an Escherichia coli host and the inserts were
sequenced and analysed for possible matches. By Medline BLAST searching they were
identified as parts of the gene corresponding to protein D. In the future, this method may be
used to isolate the DNA sequence of any protein as long as the amino acid sequence is known.
