Veröffentlicht am 15. September 2025

Blog Kirill Lotonin – Afrikanische Schweinepest

«Eine umfassende Analyse schützender und schädlicher Immunantworten auf ASPV ist wesentlich für die Entwicklung eines sicheren und wirksamen Impfstoffs.»

Von der Komplexität zur Klarheit: Immunmechanismen gegen das Afrikanische Schweinepestvirus entschlüsseln für den Impfstoffortschritt

Die Afrikanische Schweinepest (ASP) ist eine Viruserkrankung bei Haus- und Wildschweinen und geht mit einem tödlichen hämorrhagischen Fieber einher. Für die Tiergesundheit, das Tierwohl und die Wirtschaft betroffener Regionen ist die ASP eine erhebliche Gefahr. Das Virion des ASP-Virus ist komplex und vielschichtig. Seine Antigene sind nur teilweise charakterisiert und setzen zur Modulierung der Immunantwort des Wirts verschiedene Strategien ein. Gleichzeitig ist das Wissen über die Mechanismen, welche der Immunabwehr zugrunde liegen, noch begrenzt. Beide Faktoren erschweren die Entwicklung von sicheren und wirksamen Impfstoffen.

Interview mit Dr. Kirill Lotonin

• Was war das Ziel Ihrer Doktorarbeit?

  Das Ziel meiner aus zwei Teilen bestehenden Dissertation war es, die auf ASPV-Infektionen folgenden adaptiven Immunantworten zu charakterisieren. Dafür schafften wir zuerst eine Grundlage, um die Wirksamkeit von lebend-attenuierten Impfstoffkandiaten (LAV) zur Bekämpfung des ASP-Virus zu beurteilen. Dann korrelierten wir verschiedene immunologische Parameter mit den klinischen Resultaten von Testinfektionen bei immunisierten Schweinen. In einem zweiten Schritt charakterisierten wir die vielfältigen viralen B-Zellen-Antigene mit dem Ziel, einen sichereren Subunit-Impfstoff gegen ASPV zu entwickeln.

• Welches sind die wichtigsten Ergebnisse Ihrer Dissertation?

  Zur Erreichung des ersten Ziels verwendeten wir ein zuvor etabliertes Modell, mit dem wir SPF-Schweine, die frei von spezifischen Krankheitserregern sind (specific pathogen free, SPF), mit Hofschweinen vergleichen konnten. Die Schweine unterscheiden sich hinsichtlich ihres anfänglichen Immunstatus, der hygienischen Bedingungen und der Resilienz gegenüber dem Virus. Beide Gruppen wurden mit dem attenuierten ASP-Virusstamm «Estonia 2014» immunisiert und dann dem hochvirulenten Stamm «Armenia 2008» ausgesetzt. Über das gesamte Langzeitexperiment hinweg wurden die Tiere auf ihre angeborenen und adaptiven Immunantworten hin überwacht, um Korrelate für den Schutz vor ASP-Infektionen (correlates of protection, CoPs) zu identifizieren. Eine frühe und anhaltenden Interferon-alpha-Antwort (IFN-α), die Aktivierung von antigenpräsentierenden Zellen, eine kontrollierte IL-8 Sekretion während der Immunisierung sowie die Induktion von ASPV-spezifischen Gedächtnis-T-Helferzellen sowie zytotoxischen T-Zellen wurden als Impfsschutzkorrelate identifiziert.
  
  Im zweiten Projekt arbeiteten wir mit einem Biotech-Unternehmen zusammen, das eine Proteom-Chip-Technik (proteome scale microarray) entwickelt hat, die nach Antikörpern in Immun-Seren sucht, welche ASPV-Proteine binden. Dieser Ansatz ermöglichte es uns, neue B-Zellen-Antigene zu identifizieren, von denen einige zur Herstellung von virusähnlichen Partikel-Impfstoffkandidaten verwendet wurden. Obwohl diese in Mäusen und Schweinen immunogen wirkten, bot die Antikörper-Antwort auf die Antigene leider keinen Schutz gegen den virulenten ASPV-Stamm.

  

  Modell der schützenden Immunantworten gegen ASFV-Infektion bei immunisierten Schweinen. — © Created in BioRender. Lotonin, K.

• Inwiefern werden Ihre Ergebnisse dazu beitragen, die Forschung weiterzubringen?

  Derzeit stellen LAVs die vielversprechendste Strategie im Kampf gegen ASP dar. In vielen Studien konnte nach ihrer Verabreichung ein hundertprozentiger Schutz nachgewiesen werden. Die grossflächige Anwendung ist aber noch nicht möglich wegen Sicherheitsbedenken, wie zum Beispiel der Gefahr, dass das Virus virulenter werden könnte und wegen potenziellen Komplikationen bei immungeschwächten Wirten, sowie dem noch begrenzten Verständnis über die Mechanismen und die Pathogenese der Impfung. Die identifizierten CoPs werden jedoch ein rationaleres Impfstoff-Design ermöglichen und die Beurteilung von neuen Impfstoffkandidaten vereinfachen. Gleichzeitig konnten wir zu den laufenden Bemühungen beitragen, einen Subunit-Impfstoff gegen ASPV mit einem verbesserten Sicherheitsprofil zu entwickeln. Die identifizierten Antigene können darüber hinaus in einer immunogeneren Verabreichungsform getestet werden, die im Idealfall humorale und zelluläre Immunantworten auslösen.

• Worauf sind Sie bei dieser Arbeit besonders stolz?

  Als ich im Jahr 2020 meine Arbeit beim IVI aufnahm und SARS-CoV-2 zunehmend globale Beachtung erlangte, war ASPV kein grosses Thema. Heute bin ich überwältigt, wie sich die ASPV-Forschung in Europa und weltweit in den letzten fünf Jahren entwickelt hat. Es erfüllt mich mit Stolz und ich schätze mich glücklich, dass ich Teil dieser Entwicklung sein durfte. Ich bin überzeugt, dass die am Institut generierten Daten eine grosse Wirkung haben werden. Darüber hinaus hat mich die Arbeit am IVI persönlich und beruflich geprägt, und mir viele Kenntnisse über die Vorgehensweise für unterschiedlichste wissenschaftliche Fragen vermittelt.

• Was hat Ihnen an der Arbeit an Ihrer Dissertation besonders gefallen?

  Die ASPV-Forschung am IVI ist wahrlich ein Gemeinschaftsprojekt, bei dem Expertinnen und Experten der Molekularen Immunologie, der Virologie und der Veterinärwissenschaften zusammenarbeiten. Ich wurde im IVI immer ausgezeichnet betreut und unterstützt und schätzte insbesondere das grosse Vertrauen, das mir entgegengebracht wurde, sowie die Freiheit, die ich in meinem Projekt geniessen durfte.

• Wie war Ihre Zeit im IVI?

  Auch wenn der Platz im Containment-Labor begrenzt ist und man sich von der Aussenwelt abgeschnitten fühlen kann, so trifft man doch auf tolle Menschen. Ich habe starke Verbindungen zu den Kolleginnen und Kollegen aufbauen können, und diese Beziehungen waren eine grosse Stütze während den Herausforderungen meiner Dissertation.

• Was werden Sie jetzt tun, welches sind Ihre Pläne?

  Ich habe nun kürzlich meine Doktorarbeit eingereicht und habe den Sommer in Bern genossen, sozusagen als Entschädigung all die Zeit, die ich in den letzten Monaten mit Schreiben verbrachte. Gleichzeitig halte ich nach einer neuen Forschungstätigkeit in Europa Ausschau. Ich würde gerne die Immunantwort auf eine neue Gruppe von Pathogenen untersuchen.

Link zur Veröffentlichung (eLife):
Correlates of protection against African swine fever virus identified by a systems immunology approach

Autoren
Kirill Lotonin, Francisco Brito, Kemal Mehinagic, Obdulio García-Nicolás, Matthias Liniger, Noelle Donzé, Sylvie Python, Stephanie Talker,Tosca Ploegaert, Nicolas Ruggli, Charaf Benarafa, Artur Summerfield

Informationen zur Afrikanischen Schweinepest
Immunität gegen die Afrikanische Schweinepest: Was uns Hausschweine und SPF-Schweine lehren
Afrikanische Schweinepest – komplexes Virus lässt viele Fragen offen