Vaccini Vettorati - Scuola di Specializzazione in Tecnologia e
annuncio pubblicitario
VACCINI Prof. Alessandro FIORETTI Dip. Medicina Veterinaria e Produzione Animale Università degli Studi di Napoli Federico II I vaccini Preparazione antigenica, costituita o dal microrganismo (es. virus, batteri o protozoi) verso cui si vuole proteggere un determinato soggetto, o da frazioni glicoproteiche del microrganismo stesso o da sue tossine. La vaccinazione induce nell’ospite una risposta immunitaria protettiva e duratura nei confronti del microrganismo, impedendone o almeno limitandone le conseguenze patologiche. Un po’ di storia Il concetto che un individuo, dopo aver superato una malattia, possa divenire resistente sembra essere presente nella storia dell’uomo sin da quando sono state descritte le prime malattie epidemiche. • I millennio a.C.: gli antichi cinesi si proteggevano dal vaiolo facendo inalare ai bambini la polvere di croste di pazienti in fase di guarigione. Tale pratica si diffuse poi tra le popolazioni del Medio Oriente. • I secolo d.C.: Mitridate Eupatore, re del Ponto, si era reso refrattario a certi veleni, assumendone, fin da ragazzo, dosi sempre crescenti (mitridatismo). • V secolo d.C.: lo storico greco Tucidide riportò che, durante un’epidemia (probabilmente di vaiolo o varicella) che decimò la popolazione di Atene, i malati venivano curati da persone che avevano già contratto e superato la malattia, in quanto nessuna di queste veniva colpita una seconda volta dal morbo. Re Veleno Un po’ di storia • XVIII secolo d.C.: Lady Mary Wortley Montague, moglie dell’ambasciatore inglese ad Istanbul, fece conoscere in Inghilterra la tecnica della variolazione usata dai turchi per prevenire il vaiolo. La variolazione (da Variola virus) consisteva nel sottoporre un soggetto sano all’inalazione di materiale infetto, prelevato da pustole di vaiolo umano, o al suo deposito sulla cute scarificata. • 1796 d.C.: Edward Jenner, un medico inglese, prendendo spunto dalle osservazioni compiute nell’esercizio della variolazione, realizzò il primo vaccino per prevenire il vaiolo umano. Esso era costituito da un ceppo virale proveniente dalle lesioni che il virus del vaiolo bovino causava sulle mani dei mungitori, poi per questo denominato Vaccinia virus (dal latino vaccinus: di vacca, da cui è derivato il termine vaccinazione). Un po’ di storia • 1881 d.C.: Louis Pasteur, scienziato francese, mise a punto il metodo per l’attenuazione della virulenza dei microrganismi, osservando che l’agente del colera aviare, se coltivato in laboratorio invece che nell’ospite naturale, perdeva parte della sua virulenza. Pasteur poi inoculò colture attenuate in polli sani e notò che divenivano resistenti alle successive infezioni con microrganismi virulenti. In seguito Pasteur sfruttò la tecnica dell’attenuazione per allestire altri vaccini contro il carbonchio ematico e la rabbia. • 1890 d.C.: Behring e Roux riuscirono a modificare le tossine (anatossine), mediante calore o sostanze chimiche, in modo che una volta inoculate in soggetto potessero indurre immunità. DALL’IDEA AL PRODOTTO Vendite Marketing NECESSITA’ 100 F I CANDIDATI Ricerca Sviluppo A EFFICACIA/INNOCUITA’ Produzione B RIPRODUCIBILITA’ STANDARDIZZATA Registrazione VENDITA T I TRASFERIMENTO TECNOLOGIA Pilota T I T A’ < 1/10 DALL’IDEA AL PRODOTTO Vendite Marketing NECESSITA’ Ricerca I CANDIDATI PERIODO NON QUANTIFICABILE 1-3 ANNI Sviluppo EFFICACIA/INNOCUITA’ PERIODO VARIABILE 1-2 ANNI TRASFERIMENTO DA ANNI Pilota5 A 10 TECNOLOGIA Produzione Registrazione RIPRODUCIBILITA’ STANDARDIZZATA VENDITA 1 ANNO 2-4 ANNI Come dovrebbe essere un Vaccino? • • • • • Innocuo Efficace Facile da produrre Facile da somministrare Qualità Risposta immunitaria • Immunità: non-specifica – IFN, fagocitosi, macrofagi, NK, complemento…. • Immunità: specifica – Umorale: Linfociti B – Cellulare: Linfociti T- ⇒ anticorpi • CD4 – Helper ⇒ cytokine (IL2, …) • CD8 – Citototossici ⇒ cell killing I vaccini Attualmente sono molti i vaccini disponibili e possono essere classificati a seconda delle loro caratteristiche che dipendono dalle tecniche di preparazione: VACCINI CLASSICI • vaccini inattivati (uccisi o spenti) • vaccini vivi attenuati NUOVI VACCINI TECNOLOGICI • vaccini a sub-unità • vaccini a vettori virali • vaccini a DNA Vaccini classici • Coltivazione, moltiplicazione dell’agente eziologico immunizzante T Anticorpi T • 3 tipi : – Inattivati: ND, IBD, AI, Coriza, Pasteurella – Attenuati/apatogeni: Marek, fowlpox, ILT, – Lisati : E.Coli Vaccini vivi attenuati • L’agente eziologico è vivo ma ha perso o ridotto la sua patogenicità naturalmente o attraverso trattamenti/metodiche varie • L’agente eziologico mantiene la capacità di colonizzare e moltiplicarsi nell’ospite da immunizzare. • L’agente eziologico mima il ciclo dell’agente di campo limitando o annullando i sintomi della malattia Vaccini vivi attenuati Vaccini “vivi attenuati” preparati a partire da: • • • • Virali Attenuazione mediante passaggi Varianti da altra specie Mutanti temperaturasensibili Ceppi naturalmente apatogeni Batterici • Colture a temperature disgenetiche (differente dalla T°ottimale) • Colture su terreni particolari • Mutanti spontanei apatogeni Vaccini vivi attenuati Raccolta controllo e inflaconamento Incubazione (Titolo vaccinale) Inoculazione matrice Vaccinazione Attecchimento moltiplicazione e diffusione (Titolo Proteggente) Vaccini vivi attenuati • Il vaccino vivo replica nell’individuo vaccinato e in molti casi è in grado di diffondere da animale vaccinato ad animale non vaccinato Problematiche Vaccini vivi attenuati • Innocuità: – Residuo di virulenza (ND-IB) – Rivirulentazione (ILT) – Immunosoppressione (CAV, IBD Hot) – Diffusione in ambiente (molti) • Efficacia: – Interferenza con anticorpi materni (IBD) – Rapporto attenuazione efficacia (ILT) • Qualità: – Rischio di contaminazione da altri agenti patogeni Vaccini vivi attenuati e Immunocomplessi Sono vaccini attenuati dove l’agente vaccinale è complessato con anticorpi specifici che lo rendono latente Lentamente si libera degli anticorpi tornando capace di moltiplicarsi ed immunizzare Vaccini spenti o inattivati • L’agente vaccinale e inattivato (ucciso) quindi non più capace di colonizzare infettare. • L’agente vaccinale deve essere concentrato per raggiungere un titolo capace di immunizzare • L’agente vaccinale può essere lo stesso ceppo patogeno responsabile della malattia • Per stimolare l’immunità serve che l’agente vaccinale sia addizionato con un adiuvante Vaccini Inattivati Incubazione (Titolo di prod) Inattivazione Concentrazione dell’antigene (Titolo vaccinale/proteggente) Inoculazione matrice Preparazione (adiuvante) confezionamento Vaccinazione Vaccini spenti o inattivati • Il vaccino inattivato non replica nell’individuo vaccinato quindi non diffonde. Problemi con i vaccini inattivati • Innocuità: – Adiuvante – Utilizzo di ceppi patogeni e zoonotici – Possibili fughe di ceppi patogeni • Efficacia: Risposta immunitaria di tipo umorale • Produzione: Richiedono grandi quantità di antigene • Qualità: – Rischio di inattivazione incompleta – Perdita di immunogenità • Somministrazione: – Parenterale Vaccini inattivati • Vaccini contenenti lisati batterici purificati – Il vaccino contiene solo alcune proteine immunizzanti derivate dalla lisi dell’agente vaccinale purificati. (es. Vaccini E.Coli) • Vaccini anti-tossine – il vaccino contiene le/a sole tossine dell’agente eziologico ricavate dalla coltivazione dello stesso estratte, purificate, e trattate per renderle innocue (es vaccini Tetano e Clostridi) NUOVI VACCINI 2 tipi: A. Agenti modificati : • • Per attenuare l’agente eziologico Per produrre vaccini marker (DIVA) A. Ad espressione del gene protettivo Ad agenti modificati (delezione) • Vantaggi: – Attenuazione stabile – DIVA • Esempi: – Ibraxion: DIVA IBR vaccine (gE-del) – PRV – Influenza H5N1: Umano – Salmonella Espressione del gene protettivo • 4 tipi: – Vaccini a Subunità Gene protettivo – Vaccini Vettorati – DNA – Chimera Proteina immunizzante Vaccini a Subunità – 4 fasi 1. Clonazione del gene protetivo(s) 2. Espressione della proteina in vitro – Batteri: E. coli – Cellule: CHO (Chinese hamster ovary) o cell. vegetali – Virus: baculovirus (CSFV, IFNω) – Piante Vaccini a Subunità – 4 fasi 3. Purificazione della proteina 4. Formulazione con adiuvanti Il vaccino è costituito dalle proteine (Recombitek™ Lyme) Vaccino a subunità • Composizione ben definita e stabile • Agisce come un inattivato senza il rischio di una mancata inattivazione • DIVA • Ma: • Produzione complessa (purificazione) • Richiede adiuvanti (safety) • Immunità di tipo umorale • Somministrazione parenterale Espressione del gene protettivo • 4 tipi: – Vaccini a Subunità Gene protettivo – Vaccini Vettorati – DNA – Chimera Proteina immunizzante Vaccino vettorato ● ● “Un vaccino vettorato utilizza un organismo come “carrier” per generare protezione nei confronti di un secondo organismo. Come risultato posso ottenere con un solo organismo la protezione immunitaria per due patologie” Si suddividono in: ● REPLICATIVI ● NON REPLICATIVI Vaccino vettorato 1. Clonazione del gene protettivo, 2. Inserzione del gene nel genoma del vettore (virus: poxvirus, herpesvirus) 3. Produzione del vacc. Vettorato (metodica del vettore) gene HA Influenza Proteina HA Fowlpox Vaccino vettorato Vaccino vettorato Anticorpi Immunità • umorale • cellulo mediata Anti-poxvirus Anti-influenza Vaccino vettorato esempi: – TROVAC-AIV H5: vet. poxvirus – influenza aviare – RABORAL: vet vaccinia - rabbia – VAXXITEK : vet Herpes HVT – M.Gumboro Vaccino vettorato – il vettore • Kanapox - ceppo vaccinale • Vaccino vivo attenuato • Innocuo nel canarino Vaccino vettoratto non replicativo Produzione del vaccino Negli uccelli Necessita di Nei mammiferi alto titolo virale Specie target La specie-specificità è una caratteristica naturale del canarypoxvirus Vaccini vettorati a Canarypox Presidi immunitari in umana: – HIV – Rabbia – Epatitie C – Japanese encephalitis – Malaria – Cytomegalovirus – Tumori,… Hepatitis C vaccine Vantaggi dei vaccini a virus vettorati • Innocuità: = Innocuità del vettore – Vivi attenuati (no reversione alla virulenza) – Non necessitano di adiuvanti • Efficacia: – ampia immunità (cellulare and umorale) – scarsa interference con anticorpi materni (vettore) – Vaccini Bivalenti (pox+AI, HVT+IBD) • Diagnosi differenziale : DIVA Espressione del gene protettivo • 4 tipi: – Vaccini a Subunità Gene protettivo – Vaccini Vettorati – DNA – Chimera Proteina immunizzante Vaccini a DNA • Sono presidi vaccinali che si basano sul trasferimento di solo materiale genetico nell’animale da immunizzare. • Il materiale genetico deve essere in grado di sfruttare le strutture cellulari dell’ospite per trascrivere e assemblare le proteine immunizzanti Il vettore del gene è il Plasmide Vettore di espressione Promoter Gene protettivo Ori Poly A Kana R Solo Trasferimento di Matriale genetico Vaccini a DNA: Come funzionano ? Plasmidi DNA Anticorpi neutralizzanti Immunità anti-plasmidi anti proteine Vantaggi dei vaccini a DNA • • • • • • Nessun rischio di infezione Nessun adiuvante Stimola l’immunità umorale e cellulomediata Scarsa interferenza con l’immunità materna Permette l’associazione di più antigeni Stabilità del vaccino • Ma : limitata efficacia Espressione del gene protettivo • 4 tipi: – Vaccini a Subunità Gene protettivo – Vaccini Vettorati – DNA – Chimera Proteina immunizzante Chimera • Sostituzione di un gene essenziale del virus A con un gene corrispondente e correlato del virus B • Esempio: – Yellow fever/ West Nile – PCV1/PCV2 Un Nuovo sistema di erogazione del vaccino per i pulcini appena nati sviluppati .. Sviluppato dal US Department of Agriculture (USDA) I Pulcini appena schiusi ingeriscono perle di gelatina, dentro le perle sono incluse oocisti di Eimeria. Rappresenta un nuovo sistema di distribuzione del vaccino, per proteggerli dalla "coccidiosi." Grazie dell’attenzione
