Attenuerat vaccin

Metodik

Livande, försvagade vacciner stimulerar skyddande immunsvar när de replikeras i värden. De virusproteiner som produceras i värden frigörs i det extracellulära utrymmet som omger de infekterade cellerna och förvärvas, internaliseras och smälts sedan av scavenger-celler, de antigenpresenterande cellerna (APC) som cirkulerar i hela kroppen. Dessa APC:er omfattar makrofager, dendritiska celler och B-celler, som arbetar tillsammans för att utvidga immunsvaret. APC-cellerna återcirkulerar och visar fragment av det bearbetade antigenet på sin cellyta, som är knutna till MHC-klass II-antigenerna. Detta komplex av bearbetad främmande antigenpeptid och värdens MHC-klass II-antigen utgör en del av den specifika signal med vilken APC (tillsammans med MHC-peptidkomplexet) utlöser aktivering av T-hjälparlymfocyter. Den andra delen av aktiveringssignalen kommer från APC:erna själva, som på sin cellyta uppvisar co-stimulerande molekyler tillsammans med MHC-antigenkomplex. Båda driver T-cellsexpansion och aktivering genom interaktion med sina respektive ligander, T-cellreceptorkomplexet (TCR) och de co-stimulerande receptorerna CD28/CTLA4 som finns på T-cellernas yta. Aktiverade T-celler utsöndrar molekyler som fungerar som kraftfulla aktivatorer av immunceller. När virusproteiner produceras i värdcellerna bearbetas de också genom proteasomnedbrytning. Små delar av dessa bearbetade intracellulära proteiner associeras med cytosoliska värdcells MHC klass I och visas på cellytan. Dessa komplex känns tillsammans igen av en andra klass av T-celler, mördar- eller cytotoxiska celler. Detta igenkännande, tillsammans med annan stimulering från APC och produktion av cytokinstimulerade T-celler, ansvarar för utvecklingen av mogna cytotoxiska T-celler (CTL) som kan förstöra infekterade celler. I de flesta fall ger levande infektion livslång immunitet. Det finns bevis som talar för att cytokiner spelar en grundläggande roll i differentieringen av minnesceller. Den hjälpsamma T-(Th)-cellsreglerade B-cellsimmuniteten utvecklas i en ordnad kaskad av cellulär utveckling som kulminerar i produktionen av antigenspecifika minnes-B-celler. Erkännandet av peptid MHC klass II-komplex på aktiverade antigenpresenterande celler är avgörande för ett effektivt urval av TH-celler, klonalexpansion och utveckling av effektiva TH-cellers funktion. Samverkan mellan Th-celler och B-celler som är effektiva för effektorer främjar sedan utvecklingen av antingen kortlivade plasmaceller (PC) eller germinala centra (GC). Dessa GC expanderar, diversifierar och väljer ut varianter med hög affinitet av antigenspecifika B-celler för inträde i det långlivade minnes-B-cellkompartmentet. Vid en ny antigenutmaning expanderar och differentierar minnes-B-cellerna snabbt till PCs under minnes-TH-cellernas kontroll. Även om levande, försvagade preparat är de bästa vaccinerna, finns det en risk för att de återgår till sin patogena form och kan orsaka infektioner.

Användning av ett besläktat virus från ett annat djur: Det tidigaste exemplet var användningen av kokain för att förebygga smittkoppor.

Administrering av patogent eller delvis försvagat virus på ett onaturligt sätt: Virusets virulens minskar ofta när det administreras via en onaturlig väg. Denna princip används vid immunisering av militära rekryter mot vuxnas respiratoriska nödsyndrom med hjälp av enteriskt belagda, levande adenovirus typ 4, 7 och 21.

Passage av viruset i en ”onaturlig värd” eller värdcell: Ofta erhålls den försvagade formen av organismen (eller viruset) genom seriepassage eller odling av den aktiva organismen i kulturmedier eller celler. I dessa fall är den molekylära grunden för dämpningen okänd. De viktigaste vaccinerna som används hos människor och djur har alla framställts på detta sätt. Efter upprepade passager administreras viruset till den naturliga värden. De första genomgångarna görs på friska djur eller i primära cellkulturer. Det finns flera exempel på detta tillvägagångssätt: 17D-stammen av gula febern utvecklades genom passage i möss och sedan i kycklingembryon. Poliovirus har passerat i njurceller från apor och mässling i fibroblaster från kycklingembryon. Mänskliga diploida celler används nu i stor utsträckning (t.ex. WI-38 och MRC-5). Den molekylära grunden för mutationer i värdområdet, som ligger till grund för dämpningen av patogener, förstås först nu.

Livande, dämpade vacciner är relativt lätta att skapa för vissa virus. Vacciner mot exempelvis mässling, påssjuka och vattkoppor framställs med denna metod. Levande, försvagade vacciner är svårare att skapa för bakterier. Bakterier har tusentals gener och är därför mycket svårare att kontrollera. Forskare som arbetar med att ta fram ett levande vaccin för en bakterie skulle dock kunna använda rekombinant DNA-teknik för att ta bort flera viktiga gener. Denna metod har använts för att skapa ett vaccin mot Vibrio cholerae som orsakar kolera. Det levande koleravaccinet har dock inte godkänts i USA.

Utveckling av temperaturkänsliga mutanter: Denna metod kan användas tillsammans med ovanstående metod.

Livande, försvagade vacciner kan inte administreras till personer med försvagat eller skadat immunförsvar. För att bibehålla styrkan kräver levande, försvagade vacciner kylning och skydd mot ljus.

Exempel på för närvarande tillgängliga levande, försvagade vacciner mot virusinfektioner är mässling, påssjuka och röda hund (MMR), kokain, gula febern, influensa (FluMist®) intranasalt vaccin) och oralt poliovaccin. Levande, försvagade bakterievacciner omfattar tuberkulosvaccin, BCG-vaccin och oralt tyfusvaccin.

I dag är det troligt att tillsynsmyndigheter skulle kräva en förståelse av grunden för försvagning. Därför kommer utvecklingen av en ny försvagad form av mykobakterier för användning som vaccinkandidat sannolikt att inbegripa införandet av en eller flera specifika mutationer i patogenens arvsmassa. Troliga kandidater är mutationer som stör syntesen av en aminosyra- eller nukleinsyrakomponent som är väsentlig för organismens tillväxt.

Vissa exempel på sådana levande vacciner har redan förberetts och utvärderats i prekliniska prövningar.