Establishment of a new method for inactivation of human cytomegalovirus in breast milk by short time heat inactivation

Während der Laktation wird HCMV mit einer Reaktivierungsrate von 96% über die Muttermilch seropositiver stillender Mütter ausgeschieden. Diese Rate entspricht somit der Seroprävalenz und die postnatale HCMV-Transmission (von bis zu 37%) durch stillende Mütter repräsentiert die Hauptinfektionsquelle für Neugeborene. Im Rahmen dieser Arbeit wurde nun untersucht, inwieweit das Verfahren der Kurzzeithitzepasteurisierung <72 °C die HCMV-Übertragung via Muttermilch verhindern kann und inwieweit es sich von dem etablierten Verfahren der Langzeithitzepasteurisierung (Holder-Verfahren) unterscheidet. Die Inaktivierung erfolgte mittels eines Prototyps (Firma Lauf, Tübingen), mit dem die optimalen Inaktivierungsbedingungen (Temperatur; Zeit) eingestellt werden konnten. Insgesamt wurden 51 verschiedene seronegative und sieben seropositive Muttermilchproben untersucht. Die 51 seronegativen Proben stammten von 33 unterschiedlichen Spenderinnen. Die sieben seropositiven Proben von vier unterschiedlichen stillenden Müttern. Es zeigte sich, dass eine Maximaltemperatur von 60 °C und eine Rampentemperatur von fünf Sekunden als optimal angesehen werden kann, da bei dieser Temperatur ein ausreichender Inaktivierungserfolg zu verzeichnen ist (>99% bei n=14) und die beiden Markerenzyme Alkalische Phosphatase und Lipase eine ausreichende Aktivität aufweisen. AP: 71,31% (Erwartungswert) gegenüber 4,7% (Median) beim Holder-Verfahren. Lipase 5,35% (Erwartungswert) gegenüber 2,9% (Median) beim Holder-Verfahren. Diese Werte beziehen sich auf die Spiking-Experimente, korrelieren aber mit den Werten bei natürlich infizierter Muttermilch. Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass das Verfahren der Kurzzeithitzeinaktivierung zur Verhinderung einer Übertragung von HCMV als derzeit beste Option dient, da auch nach Kryoinaktivierung keine ausreichende Zerstörung von HCMV, im Falle einer maximalen Viruslast (ca. 40-60 Tage post partum), erreicht werden kann und die Kurzzeithitzeinaktivierung sowohl virussicher als auch schonend durchgeführt werden kann.Seropositive HCMV lactating mothers are secreting HCMV with a reactivation rate of over 96 % through the breast milk. This rate corresponds to the seroprevalence and the postnatal HCMV-transmission through breast-feeding women represents the main source of infection for newborn babies. This thesis examined how the method of the short-time heat inactivation less than 72 °C can avoid HCMV-transmission through breast milk and how this new method differs from the established method, the Holder-pasteurisation. The inactivation was carried out with a prototype (Company Lauf, Tuebingen) which predetermined the optimal conditions for the inactivation like temperature and time. Altogether 51 different seronegative and 7 seropositive samples of breast milk were examined. The 51 seronegative samples were from 33 different donors, the 7 seropositve samples from four different breast-feeding women. It was shown that a temperature of 60 °C and a ramp temperature of five seconds can be regarded as the optimum, because this temperature leads to a satisfactory inactivation outcome (>99% at n=14) and both the marking enzymes alcalic phosphatase (AP) and lipase have an activity which is still satisfactory. AP: 71,31 % ( expectation) versus 4,7% (median) at the Holder-pasteurisation. Lipase 5,35 % (expectation) versus 2,9 % (median) at the Holder-pasteurisation. These data refer to the Spiking-experiments, but they correlate to the data for naturally infected breast milk. We can conclude that, the method of short time-heat pasteurisation is currently the best option to prevent the transmission of HCMV by breast milk, because also the method of kryoinactivation is not effectual in case of a maximal virus load (aproximately 40–60 days post partum). The short-time heat inactivation destroys the virus and is a gentle method especially concerning the enzymes