Defining the Protective vs. Susceptible Immune Proteome of S. aureus Osteomyelitis
定义金黄色葡萄球菌骨髓炎的保护性与易感性免疫蛋白质组
基本信息
- 批准号:10402967
- 负责人:
- 金额:$ 27.45万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2017
- 资助国家:美国
- 起止时间:2017-09-20 至 2027-08-31
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:Animal ModelAntibodiesAntigensB-LymphocytesBiological AssayBiological MarkersBloodBone MarrowCOVID-19 pandemicClinicalCustomDNA sequencingDefectDoseEmergency Department patientFundingGenesGlucosaminidaseGoalsImmuneImmunoassayImmunoglobulin-Secreting CellsImmunologic TestsImmunologicsImplantInfectionInfection ControlIntegration Host FactorsIronMessenger RNAMethodsModelingMonoclonal AntibodiesMusNomogramsOdds RatioOperative Surgical ProceduresOrthopedic SurgeryOsteomyelitisOutcomePaperPatientsPersonsPlasma CellsPlasmablastPopulationPrediction of Response to TherapyPredispositionProphylactic treatmentProteomeRNA vaccineRegistriesResearchRisk FactorsRoleStaphylococcus aureusStaphylococcus aureus infectionTechnologyTestingTherapeuticTimeTranslational ResearchTraumaVaccinesVirulence FactorsVirulentWorkadaptive immunityadverse outcomecomorbidityexperiencegenome sequencinginfection ratemethicillin resistant Staphylococcus aureusmouse modelnanoparticleosteoimmunologypathogenprognosticprophylacticresponsesuccessvaccine candidatevirtualwhole genome
项目摘要
Abstract
Osteomyelitis is the bane of orthopaedic surgery, of which the majority is caused by Staphylococcus aureus.
Prior to this P50 Center of Research Translation on the Osteoimmunology of Bone Infection
(CoRTOBI), it was known that these rare infections following elective surgery (~1%), and our inability to control
them (~40% reinfection rate), are due to specific host-pathogen interactions. While co-morbidities associated
with infection were also known, the roles of adaptive immunity and S. aureus strain on clinical outcome had yet
to be studied. Thus, Project 2 of CoRTOBI tested this using custom multiplex immunoassays, whole genome
sequencing (WGS), animal models, and the AO-CPP Bone Infection Registry of 297 patients with confirmed S.
aureus infection. The results formally established anti-Gmd antibodies as protective and anti-IsdB antibodies
as susceptible determinants of the immune proteome, and that virtually all people have a susceptible immune
proteome. Thus, we now hypothesize that: 1) there is a defect in anti-Gmd vs. anti-IsdB antibody secreting B
cells, plasmablasts and/or long-lived plasma cells (LLPCs) that is responsible for the native susceptible
immune proteome. 2) S. aureus strain specific factors contribute to susceptible immune proteome genesis.
And, 3) multivalent nanoparticle mRNA vaccines can reverse the susceptible immune proteome. Three
Specific Aims are proposed for Project 2 in this CoRTOBI renewal. In Aim 1 we will elucidate the mechanism
of susceptible anti-S. aureus immune proteome genesis by quantifying anti-Gmd vs. anti-IsdB specific B cells
and plasmablasts in blood, and LLPCs in bone marrow, in experimental mice and patients with S. aureus bone
infections versus uninfected healthy controls. In Aim 2 we will complete WGS of the 297 S. aureus strains in
the AO-CPP registry, and identify unique genes in the strains associated with the worst clinical outcomes. And
in Aim 3 we will demonstrate the efficacy of multivalent mRNA nanoparticle vaccines to overcome the
susceptible immune proteome against S. aureus, and protect mice from implant-associated osteomyelitis. In
addition to Gmd, we have also demonstrated that anti-Amd, Hla, CHIPS & SCIN antibodies are significantly
associated with infection control in osteomyelitis patients. Given the historic success of mRNA nanoparticle
vaccines during the COVID-19 pandemic, we will use this technology to develop candidate vaccines for the five
antigens. Dose response studies will be performed for monovalent vaccines to determine the minimal mRNA
concentration that can induce antibodies >10ng/ml in sera. Then the efficacy of the mono and multivalent
vaccines will be tested against the most virulent S. aureus strains in the AO-CPP registry using our
prophylactic and therapeutic murine models of implant-associate osteomyelitis. Overall Impact: We will
identify the mechanism responsible for the susceptible immune proteome, establish candidate mRNA vaccines
with potential to overcome it, and add S. aureus strain variables into our multiparametric nomogram for pre-op
treatment response prediction, which could be used for personalized prophylaxis and treatments.
抽象的
骨髓炎是骨科手术的祸根,其中大部分是由金黄色葡萄球菌引起的。
在此之前 P50 骨感染骨免疫学研究翻译中心
(CoRTOBI),众所周知,择期手术后这些罕见的感染(~1%),并且我们无法控制
它们(约 40% 的再感染率)是由于特定的宿主-病原体相互作用造成的。虽然合并症相关
感染后,适应性免疫和金黄色葡萄球菌菌株对临床结果的作用尚不清楚
有待研究。因此,CoRTOBI 的项目 2 使用定制多重免疫分析、全基因组测试了这一点
测序(WGS)、动物模型和 297 名确诊为金黄色葡萄球菌的患者的 AO-CPP 骨感染登记。
金黄色葡萄球菌感染。结果正式确立抗Gmd抗体和抗IsdB抗体作为保护性抗体
作为免疫蛋白质组的易感决定因素,并且几乎所有人都具有易感免疫
蛋白质组。因此,我们现在假设: 1) 分泌 B 的抗 Gmd 与抗 IsdB 抗体存在缺陷
细胞、浆母细胞和/或长寿命浆细胞 (LLPC) 负责天然易感性
免疫蛋白质组。 2) 金黄色葡萄球菌菌株特定因素有助于易感免疫蛋白质组的发生。
并且,3) 多价纳米颗粒 mRNA 疫苗可以逆转易感的免疫蛋白质组。三
本次 CoRTOBI 更新中为项目 2 提出了具体目标。在目标 1 中,我们将阐明其机制
易感抗-S。通过量化抗 Gmd 与抗 IsdB 特异性 B 细胞来确定金黄色葡萄球菌免疫蛋白质组起源
实验小鼠和金黄色葡萄球菌骨患者的血液中的浆母细胞和骨髓中的 LLPC
感染与未感染的健康对照。在目标 2 中,我们将完成 297 个金黄色葡萄球菌菌株的全基因组测序 (WGS)
AO-CPP 注册表,并识别与最差临床结果相关的菌株中的独特基因。和
在目标 3 中,我们将展示多价 mRNA 纳米颗粒疫苗的功效,以克服
针对金黄色葡萄球菌的敏感免疫蛋白质组,并保护小鼠免受植入相关的骨髓炎。在
除了 Gmd 之外,我们还证明抗 Amd、Hla、CHIPS 和 SCIN 抗体显着
与骨髓炎患者的感染控制有关。鉴于 mRNA 纳米粒子的历史性成功
在COVID-19大流行期间,我们将利用这项技术来开发五种候选疫苗
抗原。将对单价疫苗进行剂量反应研究以确定最小 mRNA
可以在血清中诱导抗体 >10ng/ml 的浓度。那么单价和多价的功效
疫苗将使用我们的 AO-CPP 注册表中毒性最强的金黄色葡萄球菌菌株进行测试
植入相关骨髓炎的预防性和治疗性小鼠模型。总体影响:我们将
确定易感免疫蛋白质组的机制,建立候选 mRNA 疫苗
有潜力克服它,并将金黄色葡萄球菌应变变量添加到我们的多参数列线图中以进行术前
治疗反应预测,可用于个性化预防和治疗。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
Edward M. Schwarz其他文献
The 2023 Orthopaedic Research Society International Consensus Meeting on musculoskeletal infection
2023年骨科研究会肌肉骨骼感染国际共识会议
- DOI:
10.1002/jor.25714 - 发表时间:
2023 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
T. F. Moriarty;N. Hickok;K. Saeed;Thomas P. Schaer;Antonia F. Chen;Edward M. Schwarz - 通讯作者:
Edward M. Schwarz
SDF-1/CXCR4 recruits mesenchymal stem cells in bone healing
SDF-1/CXCR4 在骨愈合中招募间充质干细胞
- DOI:
- 发表时间:
2007 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
Hiromu Ito;Toshiyuki Kitaori;Edward M. Schwarz;Takashi Nakamura - 通讯作者:
Takashi Nakamura
禁煙を科学する「喫煙による内分泌代謝機能への影響」
戒烟科学:“吸烟对内分泌和代谢功能的影响”
- DOI:
- 发表时间:
2008 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
Hiromu Ito;Toshiyuki Kitaori;Edward M. Schwarz;Takashi Nakamura;平野史倫 - 通讯作者:
平野史倫
Constitutive phosphorylation of IkappaBalpha by casein kinase II occurs preferentially at serine 293: requirement for degradation of free IkappaBalpha
酪蛋白激酶 II 对 IkappaBalpha 的组成型磷酸化优先发生在丝氨酸 293:需要降解游离的 IkappaBalpha
- DOI:
10.1128/mcb.16.7.3554 - 发表时间:
1996 - 期刊:
- 影响因子:5.3
- 作者:
Edward M. Schwarz;D. V. Antwerp;Inder M. Verma - 通讯作者:
Inder M. Verma
SDF-1/CXCR4 signaling is critical for the recruitment of mesenchymal stem cells to the fracture site during skeletal repair
SDF-1/CXCR4 信号传导对于骨骼修复期间将间充质干细胞募集到骨折部位至关重要
- DOI:
- 发表时间:
2009 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
Toshiyuki Kitaori;Hiromu Ito;Edward M. Schwarz;Ryosuke Tsutsumi;Hiroyuki Yoshitomi;Shinya Oishi;Masakazu Nakano;Nobutaka Fujii;Takashi Nagasawa;Takashi Nakamura - 通讯作者:
Takashi Nakamura
Edward M. Schwarz的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
{{ truncateString('Edward M. Schwarz', 18)}}的其他基金
Quantifying the Race for the Surface via IV-MLSM
通过 IV-MLSM 量化表面竞赛
- 批准号:
10455337 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 27.45万 - 项目类别:
Rochester Resource-Based Center for Bone, Muscle and Orthopaedic Research (ROCSTARR) (Overall Application)
罗切斯特骨骼、肌肉和骨科研究资源中心 (ROCSTARR)(整体申请)
- 批准号:
10232833 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 27.45万 - 项目类别:
Quantifying the Race for the Surface via IV-MLSM
通过 IV-MLSM 量化表面竞赛
- 批准号:
10618393 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 27.45万 - 项目类别:
Rochester Resource-Based Center for Bone, Muscle and Orthopaedic Research (ROCSTARR) (Overall Application)
罗切斯特骨骼、肌肉和骨科研究资源中心 (ROCSTARR)(整体申请)
- 批准号:
10544989 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 27.45万 - 项目类别:
Center of Research Translation on the Osteoimmunology of Bone Infection
骨感染骨免疫学研究翻译中心
- 批准号:
9370633 - 财政年份:2017
- 资助金额:
$ 27.45万 - 项目类别:
Center of Research Translation on the Osteoimmunology of Bone Infection
骨感染骨免疫学研究翻译中心
- 批准号:
10247748 - 财政年份:2017
- 资助金额:
$ 27.45万 - 项目类别:
Center of Research Translation on the Osteoimmunology of Bone Infection (CoRTOBI)
骨感染骨免疫学研究翻译中心 (CoRTOBI)
- 批准号:
10402963 - 财政年份:2017
- 资助金额:
$ 27.45万 - 项目类别:
相似国自然基金
抗变构/单体形式的C反应蛋白关键抗原表位199-206抗体在狼疮性肾炎小管间质病变中的作用机制及其靶向治疗研究
- 批准号:82300829
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
原位疫苗新策略:抗体偶联仿生ROS纳米酶增强巨噬细胞吞噬及抗原交叉呈递效应
- 批准号:32371454
- 批准年份:2023
- 资助金额:50 万元
- 项目类别:面上项目
靶向CLDN18.2抗体的抗原结合特性对CAR-T抗肿瘤活性的调控机制
- 批准号:82303716
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
基于抗原抗体相互作用的抗体定向虚拟设计与筛选
- 批准号:32370697
- 批准年份:2023
- 资助金额:50 万元
- 项目类别:面上项目
CD40-CD154共刺激信号介导的TD/TI抗原诱导罗非鱼抗体分泌细胞形成机制的比较研究
- 批准号:32303044
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
相似海外基金
Characterizing antibody responses to HIV-1 vaccination in next-generation immune humanized mice
表征下一代免疫人源化小鼠对 HIV-1 疫苗接种的抗体反应
- 批准号:
10673292 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 27.45万 - 项目类别:
Modulating the immuno-metabolic interplay in liver cancer with cryoablation
通过冷冻消融调节肝癌的免疫代谢相互作用
- 批准号:
10647494 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 27.45万 - 项目类别:
Vanderbilt Antibody and Antigen Discovery for Clostridioides difficile Vaccines
艰难梭菌疫苗的范德比尔特抗体和抗原发现
- 批准号:
10625686 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 27.45万 - 项目类别: