Comunicazione
delle
Scienze Biomediche
Prof.ssa Cristina Cerboni
Prof. Marco Binotto
Lezione 21 febbraio 2017
«I vaccini»
Il materiale presente in questo documento viene distribuito solamente per uso interno ed esclusivamente a scopo didattico.
Vaccinazione: definizione
• La vaccinazione è una pratica clinica di immunizzazione ideata per aiutare
artificialmente l’organismo a difendere sé stesso.
• Consiste nella somministrazione di un preparato antigenico (non patogenico),
con lo scopo di indurre una risposta immunitaria protettiva specifica.
• E’ la manipolazione della risposta immunitaria con la maggiore percentuale di
successo, nonché quella più frequentemente ed ampiamente utilizzata.
I principi della vaccinazione profilattica
Storia di una infezione
Protective immunity consists
of preformed immune
components and
immunological memory.
P. Parham, Il sistema immunitario, 2017
Risposta primaria e secondaria (linfociti B)
P. Parham, Il sistema immunitario, 2017
Memoria immunologica
Il mantenimento della memoria è probabilmente antigene-indipendente, ma
forse dipende dal sequestro dell’antigene o riesposizione
Risposta primaria vs. secondaria (cellule B)
(alta
qualità)
La risposta secondaria delle cellule B è migliore perché:
• ci sono più cellule B Ag-specifiche
• sono migliori
P. Parham, Il sistema immunitario, 2017
Quantity and affinity of antibodies increase with multiple immunizations
with the same antigen
High
quantity
High
quality
Linfociti T:
Le cellule T della memoria
rimangono per molto tempo
dopo che l’infezione virale è
stata controllata o il virus
eliminato
Il caso mostrato si riferisce alla
riattivazione di una infezione latente
Differenze tra le diverse popolazioni di linfociti T
Naïve T cell
Effector T cell
Death
Memory T cell
Naïve B cell
Plasma cell
Memory B cells
Death
Differenze tra le risposte immunitarie primaria e secondaria
Memoria e… vaccini
I principi della vaccinazione profilattica
Caratteristiche principali di un vaccino
Sicurezza
Non deve causare la malattia o la morte; gli
effetti collaterali non devono essere peggiori
dei sintomi della malattia causata dal
patogeno.
Protezione
Deve proteggere contro la malattia causata
dall’esposizione al patogeno vivo.
Protezione nel tempo
La protezione contro la malattia deve durare
molti anni.
Induzione di anticorpi neutralizzanti
Alcuni patogeni (es. Poliovirus) infettano
cellule che non possono essere sostituite
(neuroni).
La produzione di anticorpi neutralizzanti è
essenziale in questi casi.
Induzione di una risposta protettiva mediata dai linfociti T
Alcuni patogeni, come quelli intracellulari,
sono eliminati in maniera più efficace con
risposte cellulo-mediate
Considerazioni pratiche
Basso costo, stabilità biologica, facilità di
somministrazione, pochi effetti collaterali
Caratteristiche immunologiche
di una vaccinazione di successo
•
Attivazione o infezione delle cellule presentanti l’antigene, per ottenere il
processamento degli antigeni e presentarne i peptidi in associazione con
MHC di classe I e II.
•
Attivazione sia dei linfociti T che dei linfociti B, allo scopo di ottenere una
buona resa di linfociti di memoria.
•
Capacità di generare linfociti T citotossici (CD8+) e T helper (CD4+), che
riconoscono una varietà di determinanti antigenici, allo scopo di superare
le potenziali variazioni dovute al polimorfismo MHC.
Edward Jenner
Edward Jenner il 14 maggio del 1796 praticò una
inoculazione in un bambino, usando materiale da una pustola
di vaiolo bovino, anziché umano.
Il ragazzo contrasse il vaiolo bovino e si rimise
completamente dopo sei settimane di convalescenza.
Jenner procedette dunque ad una seconda inoculazione,
usando questa volta il siero di pustole umane; il ragazzo
non ebbe nessun sintomo della malattia, dimostrando che
l'immunizzazione con vaiolo bovino conferiva immunità
verso il vaiolo umano.
Il principio del funzionamento del vaccino contro il vaiolo:
gli anticorpi neutralizzanti
I virus del vaiolo bovino e
umano condividono alcuni
antigeni di superficie
L’immunizzazione con il
virus del vaiolo bovino
induce anticorpi contro i
suoi antigeni di superficie
Cowpox: virus del vaiolo bovino
Smallpox: virus del vaiolo umano
Alcuni degli anticorpi contro
il virus del vaiolo bovino
legano e neutralizzano il
virus del vaiolo umano
Vaccinazione: cenni storici
•
1796, Edward Jenner sperimentò il vaccino per il vaiolo (induzione di
immunità protettiva con l’inoculo di materiale da una pustola di vaiolo bovino
anziché umano).
•
Louis Pasteur (1822-1895) utilizzò la parola vaccino in maniera più
generale, per preparazioni immunizzanti.
- Sviluppò l’approccio sperimentale di “attenuazione” (mantenimento del
patogeno in condizioni non favorevoli di crescita e/o passaggi in ospiti meno
suscettibili).
•
Nel 1979, l’OMS annuncia ufficialmente l’eradicazione del virus del
vaiolo umano.
200.000 operatori sanitari coinvolti nella vaccinazione dell’intera popolazione
mondiale.
Next goal of WHO:
eradication of poliovirus
1988; resolution to
eradicate polio
In 2005, there were
2033 reported polio
cases
In 2013,
416 cases
Nigeria
Impact of vaccination on
infectious diseases
SSPE: Pan-encefalite
Sclerosante Subacuta
Disease incidence according to vaccination coverage:
the herd effect!
Immunizzazione di massa, o
“effetto-gregge”
Non appena è diminuito il numero di bambini vaccinati contro il
morbillo, l’incidenza delle infezioni da morbillo è aumentata
P. Parham, Il sistema immunitario, 2017
Andamento temporale della pandemia del 2009 causata da virus dell’influenza H1N1
e dello sviluppo del suo vaccino (USA)
P. Parham, Il sistema immunitario, 2017
Pay 1 million $ for vaccination during childhood
Save 4 milions $
(Font: WHO)
Alcuni tipi di vaccini per patogeni comuni (I)
1.
2.
3.
4.
5.
Vaccini attenuati (vivi, interi)
Vaccini inattivati (uccisi, interi)
Coniugati
Vaccini a subunità
Vaccini a DNA
Alcuni tipi di vaccini per patogeni comuni (II)
1. Vaccini attenuati (vivi, interi): immunogenici, ma non patogenici (il patogeno è
MUTATO). Stimolano sia la risposta innata che adattativa (sia umorale che cellulomediata). Ci sono alcuni rischi di reversione della mutazione attenuante. Una singola
dose non è sufficiente per un’immunità duratura: necessità di un richiamo.
Necessitano della “catena del freddo”. Es., VACCINO DI JENNER; ROSOLIA,
ROTAVIRUS, ANTI-POLIO (Sabin).
1. Alcuni esempi
Generazione del vaccino con virus attenuato.
Il virus patogeno è isolato da un
paziente e cresciuto in cellule
umane in coltura.
Il virus patogeno cresciuto in
coltura è utilizzato per infettare
cellule di scimmia.
Questo passaggio da solo può
indurre mutazioni e attenuare il
virus (rosolia, rotavirus)
1. Alcuni esempi
Generazione del vaccino con virus attenuato.
Il virus subisce molte mutazioni
che gli permettono di “adattarsi” e
di crescere bene nelle cellule di
scimmia.
Il virus così adattato, non è più
in grado di crescere in cellule
umane (è attenuato) e può
essere usato come vaccino.
1. Alcuni esempi
Il rotavirus
2013
sotto i 5 anni di età
611.000 estimated child rotavirus-related deaths
1. Alcuni esempi
Un vaccino attenuato contro l’infezione da rotavirus
Virus umano
attenuato
Rotarix:
varianti comuni P8 e G1 delle
glicoproteine VP4 e VP7
Riassortimento rotavirus umano-bovino,
5 ceppi
RotaTeq:
basato sul virus bovino (non patogenico per l’uomo):
• 4 ceppi: G1-G4, varianti di VP7 umano + VP4 bovino
• 1 ceppo: VP7 bovino + P8 di VP4 umano
1. Alcuni esempi
La produzione di
ceppi di
virus vivi attenuati
mediante le
tecniche del DNA
ricombinante:
mutazioni o
delezioni di geni
che regolano la
virulenza.
140 genomi batterici
1600 genomi virali
sequenziati negli ultimi anni!
Riassumendo… come si genera un vaccino attenuato?
1. Crescita in
specie diverse
2. Uso di un
patogeno simile
3. Mutazioni nei
geni della virulenza
Alcuni tipi di vaccini per patogeni comuni (II)
1. Vaccini attenuati (vivi, interi): immunogenici, ma non patogenici. Stimolano sia la
risposta innata che adattativa (sia umorale che cellulo-mediata). Ci sono alcuni rischi
di reversione della mutazione attenuante. Una singola dose non è sufficiente per
un’immunità duratura: necessità di un richiamo. Necessitano della “catena del
freddo”. Es., ROSOLIA, ROTAVIRUS, ANTI-POLIO (Sabin).
2. Vaccini inattivati (uccisi, interi): calore, fissazione chimica (formaldeide), radiazioni
gamma. Non danno in genere una robusta risposta T CD8+ perché il patogeno non
entra nelle cellule (risposta Th e B > CTL). Nessuna possibilità di reversione. Non si
replica, e quindi necessita di richiami frequenti (costi più elevati). Più stabili, la
“catena del freddo” non è richiesta. Es., ANTI-POLIO (Salk).
1/2. Alcuni esempi
Confronto tra vaccino anti-Polio attenuato o inattivato
IgG>IgA
IgA>IgG
Il vaccino inattivato
(ucciso) è
somministrato per via
intramuscolare e
arriva ai linfonodi.
Il vaccino attenuato è un “mix”
di virus (3 ceppi diversi) che si
riproducono nell’apparato
digerente dopo la
somministrazione per via orale.
Somministrazione del vaccino
secondo la normale via di
infezione (può essere
trasmesso per via oro-fecale).
Sabin
Il vaccino attenuato
produce una forte
risposta IgA,
esattamente dove la
protezione è
necessaria.
(vaccino antipolio orale trivalente, OPV)
Il vaccino inattivato
(ucciso) produce
risposte IgG, che
risultano meno efficaci.
Efficacia ridotta, indicato nei soggetti
immunodepressi.
Salk
(vaccino antipolio inattivato, IPV)
1/2. Alcuni esempi
Confronto tra vaccino anti-Polio
attenuato
o
inattivato
Salk
Sabin
(vaccino antipolio orale trivalente, OPV)
(vaccino antipolio inattivato, IPV)
Le mutazioni che occorrono nell’infezione della popolazione umana generano dei
ceppi a ridotta patogenicità, che rappresentano delle forme naturali di virus
attenuati e possono essere usati come candidati per vaccini.
Il ceppo Sabin 2, uno dei tre ceppi vivi attenuati del virus della poliomelite che
formano il vaccino antipolio orale è di questo tipo.
Nel 2007 con l’antipolio di Sabin si è verificata in Nigeria una delle più grosse
epidemie di poliomelite causate da un ceppo vaccinale. Fu causata dal ceppo 3,
che differisce dal ceppo naturale per soli 10 nucleotidi. Una sola mutazione, che
riporta uno dei 10 nucleotidi a quello originario, ha ripristinato la patogenicità.
Ciò può avvenire anche durante la preparazione del vaccino, che però è
controllata.
Il ceppo 1 differisce invece per 57 nucleotidi, e quindi la reversione è meno
probabile.
Salk/IPV è più sicuro e quindi in alcuni protocolli di vaccinazione si somministra
IPV, e poi Sabin/OPV.
1/2. Alcuni esempi
Characteristics of live and killed vaccines
Booster requirement
only one
(generally)
requires
multiple boosters
Live and non-replicating vaccines
induce different types of immune responses
1/2. Alcuni esempi
VIVI (ATTENUATI)
INATTIVATI
Morbillo
Colera
Rosolia
Pertosse
Polio (Sabin-OPV)
Polio (Salk-IPV)
Febbre gialla
Rabbia
Influenza (Flumist)
Influenza
Vaiolo
Tifo
Varicella
Epatite A
Alcuni tipi di vaccini per patogeni comuni (II)
1. Vaccini attenuati (vivi, interi): immunogenici, ma non patogenici. Stimolano sia la
risposta innata che adattativa (sia umorale che cellulo-mediata). Ci sono alcuni rischi
di reversione della mutazione attenuante, Una singola dose non è sufficiente per
un’immunità duratura: necessità di un richiamo. Necessitano della “catena del
freddo”. Es., ROSOLIA, ROTAVIRUS, ANTI-POLIO (Sabin).
2. Vaccini inattivati (uccisi, interi): calore, fissazione chimica (formaleide), radiazioni
gamma. Non danno in genere una robusta risposta T CD8+ perché il patogeno non
entra nelle cellule (risposta Th e B > CTL). Nessuna possibilità di reversione. Non si
replica, quindi necessita di richiami frequenti (costi più elevati). Più stabili, la “catena
del freddo” non è richiesta. Es., ANTI-POLIO (Salk).
3. Coniugati: porzioni specifiche di un microorganismo (spesso polosaccaridi complessi)
legati a proteine di trasporto/carrier (vaccino coniugato: polisaccaride+proteina di
trasporto). Questo è l’approccio usato per i vaccini pediatrici più recenti.
Es., Haemophilus influenzae (meningite batterica) e pneumococchi.
I vaccini coniugati
3. Alcuni esempi
Vaccini coniugati
I bambini al di sotto di 1-2 anni
producono una risposta debole ad
antigeni T indipendenti. Questi
antigeni non sono proteine, sono
generalmente polimerici (es.
polisaccaridi complessi), mancano di
“epitopi T”, e sono comuni ai batteri
capsulati.
I vaccini “coniugati” hanno l’obiettivo
di produrre anticorpi che si possano
legare alla capsula e fissare il
complemento: le IgG!
Hanno una durata più lunga e sono
più protettive.
Antigeni T indipendenti
attivano i linfociti B a
produrre anticorpi IgM
Batteri capsulati:
meningococco
(Streptococcus
pneumoniae),
pneumococco
(Neisseria), salmonelle,
E. coli, Haemophilus
influenzae, ecc.
3. Alcuni esempi
Vaccini coniugati
low affinity,
mostly IgM,
short-lived
high affinity,
mostly IgG,
long-lived
3. Alcuni esempi
La meningite
Tra gli agenti batterici che causano la meningite il più temuto è Neisseria meningitidis (meningocco), oltre a
Streptococcus pneumoniae (pneumococco) e Haemophilus influenzae.
Del meningococco esistono diversi sierogruppi: A, B, C, Y, W135, X.
Il più aggressivo è il meningococco di sierogruppo C, che insieme al B è il più frequente in Italia e in Europa. Secondo
l’ISS, nel 2015 si sono verificati in Italia quasi 200 casi di malattia invasiva da meningococco, la maggior parte dei quali
causati dai sierogrupppi B e C.
Ile categorie più a rischio sono i bambini piccoli e gli adolescenti, ma anche i giovani adulti. Per il sierogruppo B, la
maggior parte dei casi si concentra fra i bambini più piccoli, al di sotto dell’anno di età.
Esistono tre tipi di vaccino anti-meningococco:
• il vaccino coniugato contro il meningococco di sierogruppo C (MenC): è il più frequentemente utilizzato, e protegge
solo dal sierotipo C;
• il vaccino coniugato tetravalente, che protegge dai sierogruppi A, C, W e Y;
• il vaccino coniugato contro il meningococco di tipo B: protegge esclusivamente contro questo sierogruppo.
Meningite, come e quando difendersi con la vaccinazione
ISS 29/12/2016
Alcuni tipi di vaccini per patogeni comuni (II)
1. Vaccini attenuati (vivi, interi): immunogenici, ma non patogenici. Stimolano sia la
risposta innata che adattativa (sia umorale che cellulo-mediata). Ci sono alcuni rischi
di reversione della mutazione attenuante, Una singola dose non è sufficiente per
un’immunità duratura: necessità di un richiamo. Necessitano della “catena del
freddo”. Es., ROSOLIA, ROTAVIRUS, ANTI-POLIO (Sabin).
2. Vaccini inattivati (uccisi, interi): calore, fissazione chimica (formaleide), radiazioni
gamma. Non danno in genere una robusta risposta T CD8+ perché il patogeno non
entra nelle cellule (risposta Th e B > CTL). Nessuna possibilità di reversione. Non si
replica, quindi necessita di richiami frequenti (costi più elevati). Più stabili, la “catena
del freddo” non è richiesta. Es., ANTI-POLIO (Salk).
3. Coniugati: porzioni specifiche di un microorganismo (spesso carboidrati complessi)
legati a proteine di trasporto/”carrier” (vaccino coniugato: polisaccaride+proteina di
trasporto). Questi sono i vaccini utilizzati per i vaccini pediatrici recenti.
Es., Haemophilus influenzae (bacterial meningitis) e pneumococchi.
4. Vaccini a subunità: proteine specifiche “sicure” di microorganismi possono risultare
efficaci. Scarsa risposta T CD8+ e basso potere adiuvante naturale.
Es., HBV, HPV.
4. Alcuni esempi
Vaccino a subunità
Non è disponibile un vaccino
per l’Epatite di tipo C.
La patogenesi dell’Epatite B è molto
simile a quella dell’Epatite C: il virus è
diffuso e tumorigenico.
E’ disponibile un vaccino efficace contro
HepB. HepB non è facilmente
coltivabile in laboratorio. Tuttavia,
l’antigene di superficie HBsAg può
essere espresso come proteina
ricombinante, purificato, e usato come
immunogeno. Buona efficacia!
Questo vaccino, è stato il primo
vaccino “ricombinante”, e anche la
prima “immunizzazione anti-cancro”.
I virus dell’Epatite B e C, sono responsabili dell’85 %
dei casi di carcinoma epatico.
4. Alcuni esempi
Hepatitis B virus (HBV)
E.coli
DNA coding HBs Ag
Recombinant HBs Ag:
Recombinant Vaccine
(protection in 85% of vaccinated individuals)
HBsAg: Antigene di superficie del virus dell’epatite B
LE LESIONI PRE-NEOPLASTICHE DELLA CERVICE UTERINA
POSSONO PROGREDIRE IN NEOPLASIA
4. Alcuni esempi
Subunit vaccines: HPV vaccine consisting of
L1 (capsid protein) Virus-Like Particles (VLP) from HPV-16 and HPV-18
Depicted within the
vaccinated subject are
dendritic cells that present
antigen to helper T cells
(blue) and B cells (pink),
which induces the B cells
to become plasma cells
(shown as ellipses).
Plasma cells then generate
antibodies (red) capable
of neutralizing the virus
Protection by HPV L1 VLP vaccination is
type-restricted
CIN= cervical intraepithelial neoplasia
(CIN3 is considered as the immediate precursor to
invasive cervical cancer)
La ricerca che cura
- La vaccinazione con proteina dell’involucro virale ricombinante di virus del
papilloma 16 e 18, ha lo scopo di ridurre l’insorgenza di lesioni neoplastiche
della cervice in giovani donne vaccinate.
- La vaccinazione determina una forte risposta linfocitaria T e B, in grado di
neutralizzare il virus.
Strategie di vaccinazione (virus)
La strategia di Jenner non è attuabile per la maggior parte dei virus patogeni,
poiché solo per pochissimi di essi esiste una controparte naturale priva di rischio.
VACCINI A VIRUS
VIVI ATTENUATI
(crescita in cellule umane e non; DNA ric.)
Es.: antipolio (Sabin)
morbillo
parotite
rosolia
febbre gialla
VACCINI A VIRUS
UCCISI O INATTIVATI
(formalina, calore, radiazioni)
Es.: antipolio (Salk)
influenza
rabbia
VACCINI
A SUBUNITA’
(tossoidi,
proteine purificate
o ricombinanti)
Es.: epatite B,
HPV
Le vaccinazioni in Italia
Vaccinazione esavalente:
• Difterite
Tossoidi + batteri uccisi
• Tetano
• Pertosse (acellulare )
• Poliomielite Salk (IPV)
Coniugato
• Haemophilus influenzae di tipo b (Hib)
Subunità
• Epatite B
Inoltre:
• Pneumococco (eptavalente) Coniugato
• morbillo+parotite+ rosolia (MPR) Virus
Coniugato
• Meningococco (gruppo C)
Virus attenuato
• Varicella
Virus attenuato
• Rotavirus
• Papilloma (HPV) Subunità
attenuati
Legenda
DTaP: vaccinazione antidifterico-tetanico-pertossica
Tdap: vaccino difto-tetanico-pertossico acellulare per adulti
IPV: vaccino antipoliomielitico iniettabile - inattivato
HB: vaccino antiepatite B
Hib: vaccino contro le infezioni invasive da Haemophilus influenzae b
MPR: vaccino antimorbillo-parotite-rosolia
PCV: vaccino pneumococcico coniugato eptavalente
Men C: vaccino meningococcico C coniugato
Note
1. Per terzo mese di vita si intende il periodo che intercorre dal compimento del 61°giorno di
vita fino al 90° giorno di vita, ovvero dal compimento della 8a settimana di vita fino alla 12a
settimana di vita
2. Nei nati da madre HBsAg positiva si somministrano contemporaneamente, entro 12-24 ore
dalla nascita ed in siti separati, la prima dose di vaccino (HB) e una dose di immunoglobuline
specifiche anti-epatite B (HBIG). Il ciclo va completato da una seconda dose a 4 settimane dalla
prima, da una terza dose dopo il compimento dell’ottava settimana (può coincidere con la
prima somministrazione del ciclo normale) e da una quarta dose all’11° mese (può coincidere
con la 3a dose del ciclo normale)
3. Vaccino pneumococcico coniugato eptavalente: programmi di ricerca attiva e vaccinazione
dei soggetti a rischio elevato; per gli altri soggetti vaccinazione in base a specifici programmi
regionali
4. E’ possibile la co-somministrazione al 13°mese della prima dose del vaccino MPR e della
terza dose dei vaccini DTaP, IPV, HB e Hib
5. MPR2: seconda dose ovvero dose di recupero (Piano nazionale di eliminazione del
morbillo e della rosolia congenita - G. U. s. g. n. 297 – suppl. ord. N. 195 del 23/12/03)
6. Vaccino meningococcico C coniugato: programmi di ricerca attiva e vaccinazione dei
soggetti a rischio elevato; per gli altri soggetti vaccinazione in base a specifici programmi
regionali
7. Varicella: limitatamente alle Regioni con programmi vaccinali specifici in grado di garantire
coperture superiori all’80%
8. Varicella: programmi di ricerca attiva e vaccinazione degli adolescenti con anamnesi
negativa per varicella
Alcuni tipi di vaccini per patogeni comuni (II)
1. Vaccini attenuati (vivi, interi): immunogenici, ma non patogenici. Stimolano sia la risposta innata che
adattativa (sia umorale che cellulo-mediata). Ci sono alcuni rischi di reversione della mutazione
attenuante, Una singola dose non è sufficiente per un’immunità duratura: necessità di un richiamo.
Necessitano della “catena del freddo”. Es., VACCINO DI JENNER; ROSOLIA, ROTAVIRUS, ANTIPOLIO (Sabin).
2. Vaccini inattivati (uccisi, interi): calore, fissazione chimica (formaleide), radiazioni gamma. Non
danno in genere una robusta risposta T CD8+ perché il patogeno non entra nelle cellule (risposta
Th e B > CTL). Nessuna possibilità di reversione. Non si replica, quindi necessita di richiami
frequenti (costi più elevati). Più stabili, la “catena del freddo” non è richiesta. Es., ANTI-POLIO
(Salk).
3. Coniugati: porzioni specifiche di un microorganismo (spesso carboidrati complessi) legati a proteine
di trasporto/”carrier” (vaccino coniugato: polisaccaride+proteina di trasporto). Questi sono i
vaccini utilizzati per i vaccini pediatrici recenti. Es., Haemophilus influenzae (bacterial meningitis)
e pneumococchi.
4. Vaccini a subunità: proteine specifiche “sicure” di microorganismi possono risultare efficaci. Scarsa
risposta T CD8+ e basso potere adiuvante naturale. Es. HBV.
5. Vaccini a DNA: introduzione di un DNA plasmidico direttamente nelle cellule del
ricevente. Relativamente economico, specifico, e attiva bene i linfociti T CD8+.
Problemi tecnici nell’introduzione del DNA nelle cellule (“gene gun”). Alcuni problemi
di sicurezza (inserzione casuale). Attivazione del Toll-like receptor 9 (CpG DNA).
5. Alcuni esempi
Vaccini a DNA
Vaccini a DNA
Meccanismo di generazione di CTLs, Th, anticorpi
Recombinant vectors or DNA vaccines
Vaccini a DNA
Meccanismo di generazione di
linfociti citotossici, T helper, anticorpi
Potenziali vantaggi dei vaccini a DNA
-
Azione simile al vaccino a subunità proteiche
-
Tuttavia si evitano i problemi potenziali di “incorrect folding” e di
glicosilazione della proteina antigenica preparata
-
Stabili, poca variabilità, economici da preparare
-
Si può ottenere una multivalenza di azione (es. inclusione di geni di
citochine adiuvanti etc.)
Advantages of DNA vaccines
design
simple engineering & design modification
manufacture
rapid production and formulation;
reproducible, large-scale production and
isolation
safety
unable to revert into virulent form (like live
vaccine);
does not require toxic treatment (like
inactivated vaccine);
no significant adverse events in clinical
trials (many thousands vaccinated so far)
stability &
mobility
more temperature stable than conventional
vaccines;
long shelf-life;
ease of storage and transport;
likely not to require a cold chain
immunogenicity
induction of antigen-specific T and B cell
responses similar to those elicited by live
attenuated vaccines
“Vaccine design”: considerazioni
I principali componenti della risposta immunitaria possono essere
stimolati da diversi tipi di vaccini
Efficacia:
- Anticorpi:
attenuato > ucciso > subunità > DNA
- T citotossici:
attenuato > DNA > ucciso > subunità
Tossicità:
(infiammazione)
attenuato > ucciso > DNA > subunità
Sicurezza:
(biologica)
subunità > ucciso > DNA > attenuato
“Vaccine design”: considerazioni
I principali componenti della risposta immunitaria possono essere
stimolati da diversi tipi di vaccini
or subunit vaccines
or DNA vaccines
Strutture di superficie o
secrete, predette “in silico”
con potenziale immunogenico.
L’es. della N. meningitidis
gruppo B. (25 proteine
identificate in silico).
Sviluppo dei vaccini:
metodi tradizionali e..
“vaccinologia inversa”!
Type of vaccines licensed in the year 2000 and
type of vaccines predicted to be available in the year 2020
Gli adiuvanti
• Idrossido di Alluminio
• Adiuvante di Freund
•
•
•
•
Citochine/chemochine
Prodotti batterici
CpG
Liposomi
Gli adiuvanti sono
sostanze che,
quando
somminstrate
con l’antigene, ne
aumentano
l’immunogenicità
Come funzionano gli adiuvanti?
1. Determinano un lento rilascio
dell’antigene.
2. Stimolano l’immunità innata
(attivazione/maturazione
delle APC).
3. Aumentano la cattura
dell’antigene (liposomi,
microsfere).
4. Forniscono segnali costimolatori o citochine.
CFA (complete Freund’s adjuvant) =
oil-in-water emulsion with dead mycobacteria
Un diverso approccio per ottenere peptidi antigenici
presentati attraverso la via dell’MHC di classe I
ISCOM contenente il peptide
Fusione ISCOM-APC
The immunostimulating complex or ISCOM
ISCOM: Immunostimulating Complex Adjuvant (complesso di sostanze immunostimolanti adiuvante)
Figure 12-5 part 2 of 2
Il peptide è trasportato nel
reticolo endoplasmatico
Il peptide presentato in
MHC di classe I sulla
superficie cellulare è
riconosciuto dal linfocita T
CD8
72
Schematic representation of different nanoparticle delivery systems
(A) Virus-like particle, (B) Liposome, (C) ISCOM, (D) Polymeric nanoparticle, (E) Non-degradable nanoparticle.
Vaccini disponibili per le malattie infettive nell’uomo
Vaccine-preventable diseases are STILL an important cause
of death
pertussis
20%
non
neonatal polio,diphtheria,yellow fever
tetanus
1%
neonatal
1%
tetanus
measles
13%
38%
Haemophilus influenzae
27%
In 2002, WHO estimated that 1.4 million of deaths among children under 5 years
were due to diseases that could have been prevented by routine vaccination.
This represents 14% of global total mortality in children under 5 years of age
Alcune malattie per le quali non sono ancora disponibili vaccini efficaci
2011-2012
