Un vaccin injectabil modificat oferă speranțe pentru eradicarea completă a poliomielitei
În Statele Unite, copiii primesc în mod obișnuit o formă injectabilă a vaccinului împotriva poliomielitei. Acest vaccin este foarte eficient în prevenirea bolii, dar nu împiedică circulația virusului poliomielitic la fel de bine ca vaccinul oral.
Poliovirusul se transmite de obicei prin alimente sau apă contaminate, astfel că tractul gastrointestinal este prima zonă a corpului expusă. Deoarece vaccinul oral induce un răspuns imun mucosal în tractul gastrointestinal, acesta este mult mai eficient în prevenirea infecției și răspândirii virusului. Cu toate acestea, există o mică șansă ca vaccinul oral să devină infecțios, motiv pentru care multe țări au renunțat la utilizarea sa.
Cercetătorii de la MIT au dezvoltat acum o modalitate de a modifica vaccinul injectabil pentru a promova, de asemenea, un răspuns imun mucosal. Acest vaccin ar putea contribui la eradicarea poliomielitei, evitând riscurile asociate cu vaccinul oral.
Persoanele vaccinate cu vaccinul injectabil nu se îmbolnăvesc, dar pot ajuta la circulația virusului. Imunitatea mucosală ar putea ajuta la reducerea eliminării virusului și, ideal, la eliminarea acestuia.
Ana Jaklenec, principal investigator la Koch Institute for Integrative Cancer Research de la MIT.
Noul vaccin al cercetătorilor constă din vaccinul injectabil inactivat împotriva poliomielitei (IPV), administrat împreună cu un adjuvant pe bază de nanoparticule care ajută la direcționarea celulelor imune către mucoasa intestinală. Într-un studiu pe șobolani, cercetătorii au constatat că acest vaccin a produs o creștere de 20 de ori a tipului de anticorpi necesari pentru imunitatea mucosală, comparativ cu IPV singur.
Jaklenec și Robert Langer, profesor la David H. Koch Institute de la MIT, sunt autorii seniori ai studiului, care a fost publicat în Science Advances. Behnaz Eshaghi, postdoctorand la MIT, este autorul principal al lucrării.
Poliomielita, care poate provoca paralizie în cazuri severe, este acum rară în majoritatea țărilor datorită campaniilor extinse de vaccinare. Virusul este extrem de contagios și se răspândește în mod obișnuit prin consumul de alimente sau apă contaminate cu materii fecale ale unei persoane infectate.
Occazional, cazuri sunt întâlnite în Statele Unite și în alte țări, iar virusul este endemic în Pakistan și Afganistan. Deși majoritatea acestor cazuri sunt cauzate de virusul care se răspândește între persoanele nevaccinate, unele cazuri pot fi datorate evoluției virusurilor vii utilizate în vaccinul oral împotriva poliomielitei (OPV). Aceste virusuri sunt atenuate, ceea ce înseamnă că sunt vii, dar slăbite. În cazuri rare, ele pot suferi mutații și pot deveni din nou infecțioase.
De asemenea, este posibil ca poliovirusul să fie răspândit de persoanele care au primit vaccinul injectabil. Aceste persoane probabil nu vor prezenta simptome, dar ar putea totuși să elimine virusul în materii fecale. În cele din urmă, acest lucru ar putea expune pe cineva care nu este vaccinat. Studiile au arătat că, chiar și în țările cu rate foarte ridicate de vaccinare împotriva poliomielitei, virusul poate fi detectat în apelor uzate.
Pentru a crește șansele de a eradica complet poliomielita, ar fi ideal să se utilizeze un vaccin care nu poate evolua pentru a provoca infecție, precum actualul IPV, și care să inducă, de asemenea, imunitate mucosală, similar cu OPV.
În speranța de a atinge acest obiectiv, cercetătorii de la MIT s-au asociat cu cercetătorii de la Harvard Medical School, care au demonstrat că utilizarea unui derivat al vitaminei A ca adjuvant al vaccinului poate ajuta la stimularea celulelor imune către tractul gastrointestinal.
Acel adjuvant, cunoscut sub numele de Am80, funcționează bine, dar pentru a genera un răspuns puternic, trebuie injectat timp de mai multe zile la rând, ceea ce nu este fezabil pentru majoritatea campaniilor de vaccinare.
Pentru a elimina necesitatea unor injecții zilnice repetate, cercetătorii au decis să dezvolte o formulare pe bază de nanoparticule care să permită eliberarea lentă a adjuvantului pe parcursul mai multor zile. Ei au testat mai multe tipuri de nanoparticule și au constatat că cea care a funcționat cel mai bine a fost o nanoparticulă lipidică (LNP).
„Scopul nanoparticulei este de a ne asigura că putem crea o platformă cu eliberare susținută a încărcăturii timp de câteva zile”, spune Eshaghi. „Astfel, putem depăși obstacolul că pentru administrarea liberă a Am80 sunt necesare mai multe injecții zilnice.”
În teste efectuate pe șobolani, cercetătorii au administrat o injecție cu un vaccin inactivat împotriva poliomielitei, similar cu cel utilizat în prezent în Statele Unite, împreună cu o injecție separată de Am80 encapsulată în LNP-uri. După prima doză, au fost administrate doze de întărire la patru și opt săptămâni.
După injecție, nanoparticulele se acumulează în ganglionii limfatici, unde interacționează cu celulele B și T care sunt, de asemenea, expuse la vaccinul împotriva poliomielitei. Această interacțiune stimulează celulele B și T să producă două proteine de suprafață care acționează ca semnale de orientare, direcționându-le către tractul gastrointestinal.
Celulele B încep, de asemenea, să producă un tip de anticorpi numit IgA, care protejează suprafețele corpului de infecție prin acoperirea membranelor mucoase. În plus, șobolanii produc și anticorpi IgG care circulă în fluxul sanguin, similar cu anticorpii care sunt de obicei produși ca răspuns la vaccinul injectabil împotriva poliomielitei.
„IPV este un vaccin sigur, dar nu poate crea imunitate mucosală. OPV poate crea acel răspuns mucosal, dar nu este la fel de sigur”, spune Eshaghi. „Prin adăugarea lui Am80 la nanoparticula lipidică ca adjuvant, combinăm siguranța IPV cu un adjuvant care poate produce imunitatea mucosală pe care, în mod normal, o poți obține doar cu OPV.”
Cercetătorii intenționează acum să testeze vaccinul pe modele animale mai mari, unde vor injecta vaccinul și adjuvantul amestecate.
Utilizarea lui Am80 sau a altor adjuvanți pentru a induce un răspuns mucosal ar putea ajuta, de asemenea, cercetătorii să proiecteze vaccinuri îmbunătățite pentru alți patogeni care infectează tractul gastrointestinal sau pentru boli care afectează tractul respirator sau reproductiv.
„Ai putea adăuga potențial la orice vaccin care este injectat”, spune Jaklenec. „Această lucrare arată că celulele pot fi direcționate către intestin și pot crește imunitatea mucosală enterică. Dacă funcționează pentru mucoasa respiratorie sau vaginală nu este încă clar.”
