Proteoliposoma: corazón de VA-MENGOC-BC® y plataforma de adyuvantes
Proteoliposome: VA-MENGOC-BC® core and adjuvant platform
Oliver Pérez*, Miriam Lastre
Instituto Finlay, Centro de Investigación-Producción de Vacunas. Ave 27, No 19805, La Lisa, AP 16017, Cod 11600. La Habana, Cuba.
email: oliverp@finlay.edu.cu ]]>
* Doctor en Medicina, Doctor en Ciencias Médicas, Profesor Titular y Presidente de la Sociedad Cubana de Inmunología.
VA-MENGOC-BC® está compuesta por proteínas, fosfolípidos y lipopolisacárido (LPS) de la membrana externa de Neisseria meningitidis serogrupo B y polisacárido (Ps) capsular de meningococo C. Las primeras forman nanovesículas que contienen múltiples proteínas protectogénicas y varios patrones moleculares asociados a microbios (MAMP, por su sigla en inglés) de acción sinérgica. Entre ellos se destacan: el LPS, la PorB y trazas de ADN bacteriano. Estos son los responsables de su potente acción como adyuvante y de ser reconocidos por los receptores tipo Toll (TLR)-4, TLR-2 y TLR-9. Su gran contenido proteico, con cinco proteínas mayoritarias y varios MAMPs, así como su extracción de la membrana externa bacteriana, lo distinguen radicalmente de los liposomas y de ahí su denominación de proteoliposoma (PL), preferiblemente al ser usados como adyuvantes vacunales.
Los adyuvantes se han clasificado de múltiples formas. No obstante, se destacan dos clasificaciones funcionales: la primera, basada en facilitadores de señales (1, 2) y la segunda, los divide en inmunopotenciadores y sistema de reparto (´delivery system´) (3).
La adición a esta última clasificación de los inmunopolarizadores (4) disminuye la empiricidad en el empleo de los adyuvantes requeridos para inducir respuestas protectivas, según la respuesta vacunal que se necesite, ya sea Th1 frente a inmunógenos virales, tumorales, parasitarios, bacterianos, alergenos o Th2 frente a los helmintos.
Para desarrollar una estrategia de adyuvantes propios se requería contar con sistemas de tamizaje de la respuesta inmune en murinos y en humanos, y con sistemas confirmatorios. En el primero, se empleó la determinación de subclases de IgG específicas por ELISA que permitieran evaluar la respuesta inmune en poblaciones y determinar con certeza si se inducían anticuerpos fijadores de complemento y con acción opsonofagocítica (IgG2a en ratones BALB/c, IgG2c en C57Bl/6 e IgG1 e IgG3 en humanos) sugestivos de un patrón Th1. Esta conllevó a un jalón importante en el entendimiento de que la mayoría de los anticuerpos provenían de un patrón Th1, de los que dependían las acciones funcionales, como la actividad bactericida, entre otros.
En el segundo, se seleccionó la inducción de IFNg, IL-12 (como indicadores Th1), la producción de IgE específica y la inducción de IL-5 (como indicadores Th2) confirmatorios. El ahorro, al solo determinar la clase (IgE), las subclases y las citocinas esenciales primó en este diseño.
VA-MENGOC-BC® incluye el PsC en su formulación, el que está unido con las proteínas de membrana externa del proteoliposoma que la adyuva (5, 6), de tal forma que la respuesta inducida por el PsC sea también muy eficaz en los niños menores de un año de edad, protegiéndolos adecuadamente, tanto contra N. meningitidis del serogrupo B, como del serogrupo C. Ambos componentes vacunales se caracterizan por inducir un patrón Th1 que ha justificado su empleo a los 3 y 5 meses de edad, esquema empleado en Cuba desde hace 25 años. En este país, las tasas de incidencia de enfermedad meningocócica se mantienen por debajo de 0,1 x 100.000 habitantes desde hace varios años y no se ha detectado ningún caso producido por N. meningitidis del serogrupo C, todo lo cual demuestra en la práctica médica su efectividad en ese grupo de edad.
La inducción preferencial de una respuesta inmune polarizada hacia un patrón Th1 del Adyuvante Finlay Proteoliposoma 1 (AFPL1) permite su aplicación a vacunas contra alergenos que inducen una respuesta Th2 (7). Los ensayos experimentales, la toxicología preclínica y la estabilidad se concluyeron usando alergenos del ácaro Dermatophagoides siboney, lo que demostró el cambio hacia un patrón Th1/T regulatorio y se aprobó el ensayo clínico Fase I, el cual se encuentra en curso. Adicionalmente al AFPL1 se desarrolla un derivado del PL denominado AFCo1 (cocleato) (8). Este conserva sus constituyentes del parental y lo hace más resistente y efectivo no solo por vía parenteral, sino también por la mucosa. El AFCo1 se ha explorado con múltiples inmunógenos vacunales por vía nasal, oral, vaginal y rectal (9). La vía nasal ha sido la más efectiva. ]]>
Como los adyuvantes Finlay contienen fosfolípidos y adicionalmente el AFCo1 contiene Ca2+ que permiten la interacción con la membrana, se determinó su capacidad de inducir presentación cruzada y linfocitos T citotóxicos (10). Estos hallazgos fueron sorprendentes por provenir estos adyuvantes de bacterias extracelulares y no lo tradicional de ser inducida por virus, tumores y bacterias intracelulares. El contar con adyuvantes que funcionaran en los infantes nos permitió abordar un problema serio y no resuelto asociado a la malaria. Demostramos en modelos murinos que en la placenta se induce tolerancia; además de un incremento de los abortos, los nacidos muertos, la anemia y el bajo peso al nacer, asociados a la marginalización de los trofozoitos. Esto se debe a que se produce necrosis en la placenta, la que es más efectiva al final de la gestación y pasan los antígenos de malaria al feto, siendo estos reconocidos como propios (11). Esto explica porqué los niños menores de un año en países endémicos mueren fundamentalmente de anemia y posteriormente de inmunopatología. Nuestros adyuvantes rompen la tolerancia a los antígenos de malaria.El contar con adjuvantes de aplicación parenteral y mucosal permitió abordar otro serio problema de la vacunología: las coberturas de vacunación. Esto ha posibilitado la disminución de las vacunas multidosis a dos ´priming´ simultáneos (SinTimVaS, single time vaccination strategy´): uno parenteral y el otro mucosal, con la inducción de una respuesta cualitativamente superior al estimular, además de la respuesta sistémica de IgA secretoria (12). El determinar que el LPS es el principal MAMP de los adyuvantes Finlay (13) y la necesidad de producir grandes cantidades para su uso veterinario nos conllevó al desarrollo de ayuvantes con solo MAMP (14). Estos son la serie de los AFCo3 que son también efectivos por vía oral y parecen promisorios en la acuicultura.
Perspectivas en los próximos cinco años
· Concluir la producción del AFCo1 en un sistema de buenas prácticas de fabricación (GMP, por su sigla en inglés), así como su estabilidad y estudios de toxicología preclínica.
· Llevar el AFCo1 a la práctica clínica contra los inmunógenos propios o heterólogos por vía mucosal.
· Contar con una vacuna adyuvada a base de AFPL1/alúmina contra D. siboney que revierta el concepto de múltiples dosis de la inmunoterapia actual y su extensión a otros alergenos.
· Determinar la efectividad de las vacunas unitemporales (SinTimVaS).
· Determinar la efectividad en humanos de la adyuvación de vacunas polisacarídicas.
· Explorar la reversión de tolerancia de malaria en humanos.
· Expandir el uso de los adyuvantes a vacunas veterinarias. ]]>
AGRADECIEMIENTOS
A los actuales miembros del Departamento de Inmunología, a los que han trabajado y se han formado en él, a los que son los principales actores de estos resultados y al Instituto Finlay, quien ha ofrecido el soporte de estas investigaciones.
REFERENCIAS
1. Schijns VE Immunological concepts of vaccine adjuvant activity. Curr Opin Immunol 2000; 12:456-63.
2. Ribeiro CM, Schijns VE. Immunology of vaccine adjuvants. Methods Mol Biol 2010; 626:1-14. doi: 10.1007/978-1-60761-585-9_1.
3. O'Hagan D, Valiante NM. Recent advances in the discovery and delivery of vaccine adjuvants. Nature Rev 2003; 2:727-35.
4. Pérez O, Lastre M, Bracho G, del Campo J, Zayas C, Acevedo R, et al. Natural Neisseria derive proteoliposome and cochleate as potent vaccine adjuvants. PharmacologyOnline 2006; 3:762-64.
5. Pérez O, Romeu B, Lastre M, Zayas C, González E, Balboa J, et al. Adyuvantes para vacunas polisacarídicas. Cuba patente OCPI: PCT/CU2012/000006. 2013 may 10.
6. Romeu B, González E, Zayas C, Del Campo J, Acevedo R, Cuello M, et al. AFCo1 as nasal adjuvant of capsular polysaccharide Neisseria meningitidis serogroup C induces systemic mucosal immune responses. Scand J Inf Dis 2011; 43:809-13.
7. Lastre M, Pérez O, Labrada A, Bidot I, Pérez JE, Bracho G, et al. Composición vacunal contra las alergias y método para su obtención. Cuba patente OCPI: PCT/CU2003/000007 y WO2003094964 A1. 2003 nov 20.
8. Pérez O, Barberá F, Bracho G, Campa C, Campo JM, Gil D, et al. Método de obtención de estructuras cocleares. Composiciones vacunales y adyuvantes basados en estructuras cocleares y sus intermediarios. Cuba patente OCPI: PCT/CU2003/000016 y WO2004047805 A1. 2004 jun 10.
9. Cabrera O, Cuello M, Thörn K, Lindqvist M, Lastre M, González E, et al. Influencia de las vías de inmunización mucosales sobre la protección contra herpes simple tipo 2 con el AFCo1 como adyuvante. VacciMonitor 2011; 20(3):14-20.
10. Pérez O, Lastre M, Rodríguez T, Bracho G, Mastroeni G, Del Campo JM, et al. Proteoliposomas y sus derivados como adyuvantes inductores de respuesta citotóxica y las formulaciones resultantes. Cuba patente OCPI: PCT/CU2004/000017 y WO/2005/063287. 2005 jul 14.
11. Pérez O, Cuello M, Cabrera O, Balboa J, Lastre M, Zayas C, et al. Tolerógenos adyuvados como vacuna de malaria. Cuba patente OCPI: PCT/CU2011/000002 y WO2011137876 A2. 2011 nov 10.
12. Pérez O, González E, Romeu B, Del Campo JM, Acevedo R, Lastre M, et al. Vacunas Unitemporales. Cuba patente OCPI: CU20080215 y WO2010057447A1. 2009 nov 19.
13. Rodríguez T, Pérez O, Ménager N, Ugrinovic S, Bracho G, Mastroeni P. Interactions of proteoliposome from serogroup B Neisseria meningitidis with bone marrow-derived dendritic cells and macrophages: adjuvants and antigen delivery. Vaccine 2005; 23:1312-21.
14. Pérez O, González E, Cabrera O, Zayas C, Sifontes S, Balboa JA, et al. Cocleato con solo MAMP. Cuba patente OCPI: CU/P/2011/123. 2011 may 31.
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