Nova cjepiva će ponuditi zaštitu s jednom dozom

Mnoga današnja cjepiva, uključujući ona protiv HIV-a, Hepatitisa B i Covida, moraju se primjenjivati u više doza kako bi postigla dugotrajnu učinkovitost kod imunološkog sustava koji nas štiti od bolesti.

Istraživači s MIT-a i istraživačkog instituta Scripps pokazali su da mogu izazvati snažan imunološki odgovor na HIV samo jednom dozom cjepiva, dodavanjem dva snažna 'adjuvansa', pomoćnih tvari koje pomažu u stimulaciji imunološkog sustava.

U studiji na miševima, istraživači su pokazali da ovaj pristup proizvodi mnogo širu raznolikost antitijela protiv HIV antigena, u usporedbi s cjepivom koje se daje samostalno ili samo s jednim od adjuvanata. Cjepivo s dvostrukim adjuvansom nakupljalo se u limfnim čvorovima i tamo ostalo do mjesec dana, omogućujući imunološkom sustavu da izgradi mnogo veći broj antitijela protiv HIV proteina.

Istraživači kažu da bi ova strategija mogla dovesti do razvoja cjepiva koja se trebaju dati samo jednom, za zarazne bolesti, uključujući HIV ili SARS-CoV-2.

"Ovaj pristup kompatibilan je s mnogim cjepivima na bazi proteina, pa nudi priliku za stvaranje novih formulacija za ove vrste cjepiva za širok raspon različitih bolesti, poput gripe, SARS-CoV-2 ili drugih pandemijskih epidemija", kaže J. Christopher Love, profesor kemijskog inženjerstva na MIT-u.

Većina cjepiva se isporučuje zajedno s adjuvansima koji pomažu u stimuliranju jačeg imunološkog odgovora na antigen. Jedan adjuvant koji se često koristi s cjepivima na bazi proteina, uključujući ona za hepatitis A i B, jest aluminijev hidroksid, također poznat kao stipsa. Ovaj adjuvant djeluje aktiviranjem urođenog imunološkog odgovora, pomažući tijelu da formira jače sjećanje na antigen cjepiva.

Prije nekoliko godina, Irvine je razvio još jedan adjuvant na bazi saponina, adjuvansa odobrenog od strane FDA, dobivenog iz kore čileanskog sapun drva (Sapindus saponaria). Njegov rad pokazao je da  nanočestice koje sadrže saponin i molekulu nazvanu MPLA, koja potiče upalu, djeluju bolje od samog saponina. Ta nanočestica, poznata kao SMNP, sada se koristi kao adjuvant za cjepivo protiv HIV-a koje je trenutno u  kliničkim ispitivanjima. 

Irvine i Love su zatim pokušali kombinirati stipsu i SMNP te su pokazali da cjepiva koja sadrže oba ta adjuvansa mogu generirati još snažnije imunološke odgovore protiv HIV-a ili SARS-CoV-2.

U novom radu, istraživači su željeli istražiti zašto ova dva adjuvansa tako dobro djeluju zajedno kako bi potaknuli imunološki odgovor, posebno odgovor B stanica. B stanice proizvode antitijela koja mogu cirkulirati u krvotoku i prepoznati patogen ako mu je tijelo ponovno izloženo.

Za ovu studiju objavljenu u časopisu Science Translational Medicine, istraživači su koristili HIV protein nazvan MD39 kao svoj antigen cjepiva i usidrili desetke ovih proteina na svaku česticu stipse, zajedno sa SMNP-om.

Nakon cijepljenja miševa tim česticama, istraživači su otkrili da se cjepivo nakuplja u limfnim čvorovima, strukturama gdje B stanice susreću antigene i podliježu brzim mutacijama koje stvaraju antitijela s visokim afinitetom za određeni antigen. Taj se proces odvija unutar nakupina stanica poznatih kao germinativni centri.

Istraživači su pokazali da SMNP i stipsa pomažu HIV antigenu da prodre kroz zaštitni sloj stanica koje okružuju limfne čvorove bez razgradnje na fragmente. Adjuvansi su također pomogli antigenima da ostanu netaknuti u limfnim čvorovima do 28 dana.

„Kao rezultat toga, B stanice koje kruže u limfnim čvorovima stalno su izložene antigenu tijekom tog vremenskog razdoblja i imaju priliku poboljšati svoju otopinu za antigen“, kaže Love.

Ovaj pristup može oponašati ono što se događa tijekom prirodne infekcije, kada antigeni mogu ostati u limfnim čvorovima tjednima, dajući tijelu vremena da izgradi imunološki odgovor.

Sekvenciranje RNA pojedinačnih B stanica cijepljenih miševa otkrilo je da cjepivo koje sadrži oba adjuvansa generira mnogo raznolikiji repertoar B stanica i antitijela. Miševi koji su primili cjepivo s dvostrukim adjuvansom proizveli su dva do tri puta više jedinstvenih B stanica od miševa koji su primili samo jedan od adjuvansa.

To povećanje broja i raznolikosti B stanica povećava šanse da cjepivo generira široko neutralizirajuća antitijela koja mogu prepoznati različite sojeve određenog virusa, poput HIV-a.

Korištenje ova dva adjuvansa zajedno moglo bi doprinijeti razvoju snažnijih cjepiva protiv drugih zaraznih bolesti, sa samo jednom dozom. 

„Ono što je potencijalno snažno kod ovog pristupa jest to što možete postići dugotrajnu izloženost na temelju kombinacije adjuvanata koji su već prilično dobro shvaćeni, tako da ne zahtijeva drugačiju tehnologiju. Radi se samo o kombiniranju značajki ovih adjuvanata kako bi se omogućili tretmani niskim dozama ili potencijalno čak i jednokratnim dozama“, kaže Love.