Vaccino attenuato

Metodologia

Vaccini vivi attenuati stimolano risposte immunitarie protettive quando si replicano nell’ospite. Le proteine virali prodotte all’interno dell’ospite vengono rilasciate nello spazio extracellulare che circonda le cellule infette e vengono poi acquisite, internalizzate e digerite dalle cellule scavenger, le cellule presentanti l’antigene (APC) che circolano in tutto il corpo. Queste APC includono macrofagi, cellule dendritiche e cellule B, che lavorano insieme per espandere la risposta immunitaria. Le APC ricircolano e mostrano frammenti dell’antigene elaborato sulla loro superficie cellulare, attaccati agli antigeni MHC di classe II. Questo complesso di peptide dell’antigene straniero elaborato e gli antigeni MHC di classe II dell’ospite fanno parte del segnale specifico con cui le APC (insieme al complesso di peptidi MHC) innescano l’attivazione dei linfociti T-helper. La seconda parte del segnale di attivazione proviene dalle stesse APC, che mostrano sulla loro superficie cellulare molecole co-stimolatorie insieme ai complessi MHC-antigene. Entrambi guidano l’espansione e l’attivazione delle cellule T attraverso l’interazione con i loro rispettivi ligandi, il complesso del recettore delle cellule T (TCR) e i recettori co-stimolatori CD28/CTLA4 presenti sulla superficie delle cellule T. Le cellule T attivate secernono molecole che agiscono come potenti attivatori delle cellule immunitarie. Inoltre, quando le proteine virali vengono prodotte all’interno delle cellule ospiti, vengono processate attraverso la degradazione del proteasoma. Piccole parti di queste proteine intracellulari elaborate si associano con gli MHC citosolici della cellula ospite di classe I e vengono visualizzate sulla superficie cellulare. Questi complessi vengono riconosciuti da una seconda classe di cellule T, le cellule killer o citotossiche. Questo riconoscimento, insieme ad altre stimolazioni da parte delle APC e alla produzione di cellule T stimolate da citochine, è responsabile dello sviluppo di cellule T citotossiche mature (CTL) capaci di distruggere le cellule infette. Nella maggior parte dei casi l’infezione viva induce un’immunità che dura tutta la vita. Sono disponibili prove che favoriscono il ruolo fondamentale delle citochine nella differenziazione delle cellule della memoria. L’immunità delle cellule B regolata dalle cellule Helper T (Th) progredisce in una cascata ordinata di sviluppo cellulare che culmina nella produzione di cellule B di memoria specifiche per l’antigene. Il riconoscimento dei complessi peptidici MHC di classe II sulle cellule presentanti l’antigene attivato è fondamentale per un’efficace selezione delle cellule TH, l’espansione clonale e lo sviluppo della funzione delle cellule effettrici TH. Le interazioni tra cellule Th effettrici e cellule B promuovono lo sviluppo di plasmacellule (PC) a vita breve o di centri germinali (GC). Questi centri germinali si espandono, si diversificano e selezionano le varianti ad alta affinità delle cellule B specifiche dell’antigene per l’ingresso nel compartimento delle cellule B di memoria a vita lunga. Alla ri-sfida dell’antigene, le cellule B di memoria si espandono rapidamente e si differenziano in PC sotto il controllo cognitivo delle cellule TH di memoria. Sebbene le preparazioni vive e attenuate siano i vaccini di scelta, esse presentano il rischio di reversione alla loro forma patogena e possono causare infezioni.

Uso di un virus correlato da un altro animale: Il primo esempio fu l’uso del vaiolo bovino per prevenire il vaiolo.

Somministrazione di un virus patogeno o parzialmente attenuato per via non naturale: La virulenza del virus è spesso ridotta quando viene somministrato per via innaturale. Questo principio è usato nell’immunizzazione delle reclute militari contro la sindrome da distress respiratorio degli adulti usando adenovirus vivi di tipo 4, 7 e 21 rivestiti per via enterica.

Passaggio del virus in un “ospite innaturale” o cellula ospite: Spesso, la forma attenuata dell’organismo (o del virus) è ottenuta tramite passaggio seriale o coltura dell’organismo attivo in mezzi di coltura o cellule. In questi casi, la base molecolare dell’attenuazione è sconosciuta. I principali vaccini usati nell’uomo e negli animali sono stati tutti derivati in questo modo. Dopo ripetuti passaggi, il virus viene somministrato all’ospite naturale. I passaggi iniziali sono fatti in animali sani o in colture cellulari primarie. Ci sono diversi esempi di questo approccio: il ceppo 17D della febbre gialla è stato sviluppato tramite passaggio nei topi e poi in embrioni di pulcini. I poliovirus sono stati fatti passare in cellule di rene di scimmia e il morbillo in fibroblasti di embrioni di pulcino. Le cellule diploidi umane sono ora ampiamente utilizzate (come la WI-38 e la MRC-5). La base molecolare della mutazione della gamma dell’ospite, che è la base dell’attenuazione degli agenti patogeni, viene compresa solo ora.

I vaccini vivi attenuati sono relativamente facili da creare per certi virus. I vaccini contro il morbillo, la parotite e la varicella, per esempio, sono fatti con questo metodo. I vaccini vivi attenuati sono più difficili da creare per i batteri. I batteri hanno migliaia di geni e quindi sono molto più difficili da controllare. Gli scienziati che lavorano su un vaccino vivo per un batterio, tuttavia, potrebbero essere in grado di utilizzare la tecnologia del DNA ricombinante per rimuovere diversi geni chiave. Questo approccio è stato usato per creare un vaccino contro il Vibrio cholerae che causa il colera. Tuttavia, il vaccino vivo contro il colera non è stato autorizzato negli Stati Uniti.

Sviluppo di mutanti sensibili alla temperatura: Questo metodo può essere usato insieme al metodo di cui sopra.

I vaccini vivi attenuati non possono essere somministrati a individui con un sistema immunitario indebolito o danneggiato. Per mantenere la potenza, i vaccini vivi e attenuati richiedono la refrigerazione e la protezione dalla luce.

Esempi di vaccini vivi e attenuati attualmente disponibili contro le infezioni virali includono morbillo, parotite, rosolia (MMR), vaiolo bovino, febbre gialla, influenza (FluMist®) vaccino intranasale), e vaccino antipolio orale. I vaccini batterici vivi e attenuati includono la tubercolosi, il BCG e il vaccino orale contro il tifo.

Oggi, è probabile che le agenzie di regolamentazione richiedano una comprensione della base dell’attenuazione. Pertanto, lo sviluppo di qualsiasi nuova forma attenuata di micobatterio da usare come candidato vaccino probabilmente includerà l’introduzione di una o più mutazioni specifiche nel genoma dell’agente patogeno. I probabili candidati includono mutazioni che interferiscono con la sintesi di un aminoacido o di un componente dell’acido nucleico essenziale per la crescita dell’organismo.

Alcuni esempi di tali vaccini vivi sono già stati preparati e valutati in studi preclinici.