Desarrollo de una vacuna viva atenuada contra rotavirus como modelo de desafío de infección humana

Las enfermedades diarreicas son una de las principales causas de morbilidad y mortalidad en los niños pequeños, especialmente en los que viven en los países en desarrollo del sur de Asia y el África subsahariana1. El rotavirus es el agente causante más común de diarrea moderada a severa en niños menores de cinco años, responsable de aproximadamente 215 000 muertes infantiles cada año, la mayoría de las cuales ocurren en países de ingresos bajos y medianos (LMIC, por sus siglas en inglés)2. La introducción generalizada de dos vacunas contra el rotavirus aprobadas por la Organización Mundial de la Salud (OMS), RotarixTM, (GlaxoSmithKline Biologicals, Bélgica) y RotaTeq, (Merck and Co, Nueva Jersey), ha contribuido sustancialmente a reducir el número de hospitalizaciones y muertes asociadas al rotavirus3 -18. Sin embargo, incluso con estos avances, las vacunas contra el rotavirus han demostrado en repetidas ocasiones una menor inmunogenicidad, efectividad, eficacia y duración de la protección en los niños que viven en los LMIC en comparación con los países de altos ingresos19,20,21. Por lo tanto, incluso después de la introducción de las vacunas contra el rotavirus (RV), el rotavirus sigue siendo la principal causa de morbilidad y mortalidad por diarrea en estos entornos. La RV mejorada daría como resultado reducciones sustancialmente mayores en la morbilidad y mortalidad por enfermedades diarreicas entre los lactantes; Por lo tanto, existe una necesidad urgente de comprender el rendimiento reducido de las vacunas orales atenuadas vivas actualmente disponibles en los países de ingresos bajos y medianos, para informar y acelerar el desarrollo de terapias de máxima eficacia.

Estudios recientes han sugerido que esquemas alternativos también podrían mejorar la inmunogenicidad y el eventual desempeño de la vacuna en LMIC22,23. Además, se están desarrollando nuevos candidatos a RV con rutas alternativas de administración y se muestran prometedores para mejorar el rendimiento de la vacuna21,24,25. Sin embargo, las vías tradicionales para la concesión de licencias de nuevas vacunas que se encuentran en proceso de desarrollo a través de ensayos clínicos se han vuelto desafiantes, ya que los ensayos controlados con placebo ya no se consideran éticos y los ensayos de eficacia de campo requieren cohortes cada vez más grandes para comparar nuevos candidatos con las vacunas existentes. Históricamente, los modelos Human Infection Challenge (HIC) se han empleado para acelerar el desarrollo de vacunas y ofrecen la oportunidad de estudiar tanto la patogénesis como los mecanismos de inmunogenicidad de la vacuna, particularmente en patógenos restringidos a humanos. Los modelos HIC no han sido ampliamente utilizados y aceptados en los países de ingresos bajos y medianos a pesar de que existen méritos científicos y éticos al considerar la oportunidad única que ofrece esta metodología.

Proponemos explorar el desarrollo metodológico de una vacuna atenuada como modelo de HIC para avanzar en la inmunología y la vacunología del rotavirus en los lactantes de Zambia. También evaluaremos el uso de procedimientos mínimamente invasivos, incluida la recolección de saliva para la medición de anticuerpos y muestras de heces para la eliminación del virus de la vacuna como medidas de inmunidad de la mucosa inducida por la vacuna.

Objetivo 1 Perfilar las respuestas IgA e IgG específicas del rotavirus a la vacunación y determinar la correlación entre el suero y la saliva.

Objetivo específico 1a: perfilar las respuestas IgA e IgG específicas del rotavirus al inicio (día 0), antes de la dosis 2 (día 28) y 1 mes después de la dosis 2 (día 56) en suero y saliva para determinar la seropositividad y la seroconversión de la vacuna.

Objetivo 2 Perfilar las respuestas inmunes de citocinas y determinar la correlación entre el suero y la saliva.

Objetivo específico 2a: Determinar los perfiles de citoquinas en suero y saliva al inicio (día 0) y rastrear su asociación con la seroconversión de la vacuna (día 56).

Objetivo específico 2b: Perfilar las respuestas de citocinas inmediatamente antes de la dosis 2 de vacunación (día 28) y 3 días después de la administración de la segunda dosis de vacuna (día 31: exposición a la vacuna contra el rotavirus).

Objetivo 3: Evaluar la relación de los niveles de anticuerpos en suero y saliva en el momento de la vacunación (día 0) y en los días 28, 31 y 56, frente a la excreción fecal de la cepa RV en las heces recogidas y en los días 3, 5 y 7 ,14 y 21, y también el día 28 y post dosis 2 los días de vacunación 31, 33, 35, 42, 49 y 56.

Objetivo 4: perfilar y caracterizar la respuesta inmunitaria inmediata de citoquinas a la vacuna en la saliva recolectada el día 0 y el día 31, para determinar si la saliva podría servir como un sustituto satisfactorio del suero en la evaluación de la inmunidad de la mucosa inducida por la vacuna.

1. Metodología

1. Diseño del estudio Un estudio de cohortes exploratorio y observacional que sigue a los bebés que reciben dos dosis estándar de Rotarix™ vivo, atenuado y oral administrado a las 6 y 10 semanas. Los bebés se inscribirán durante la visita de EPI de rutina para las inmunizaciones de la semana 6 después de la administración y el consentimiento informado por escrito de sus madres/tutores legales. Cada bebé permanecerá en el estudio hasta por 56 días durante los cuales se les hará un seguimiento intensivo con actividades del estudio y/o visitas programadas a la clínica del estudio (resumidas en la Tabla 1 a continuación).
2. Sitio y población del estudio El estudio se llevará a cabo en la Clínica George en Lusaka, donde se encuentran las clínicas gubernamentales de salud maternoinfantil (MCH) y terapia antirretroviral (ART), así como el sitio de estudio clínico CIDRZ George. George Clinic tiene una población de captación de 145,23053 y está ubicada en un entorno periurbano típico en Lusaka dentro de un barrio pobre circundante. Planeamos reclutar participantes a medida que asisten aleatoriamente al centro de salud. CIDRZ tiene una buena instalación de investigación que ya existe en esta clínica y a continuación se muestra una imagen esquemática del plano del sitio.
3. Selección de participantes, métodos de muestreo y tamaño de la muestra Tamaño de la muestra Consideraciones Los participantes serán seleccionados al azar de parejas madre-bebé que asisten a atención prenatal de rutina en George Clinic. Dado que se trata de un estudio exploratorio y de desarrollo metodológico, no se han realizado cálculos formales del tamaño de la muestra. Hemos decidido pragmáticamente inscribir a 20 bebés, lo que generalmente es aceptable para estudios de tipo fase I. En caso de una deserción estimada del 10 % debido a la pérdida durante el seguimiento, hemos ajustado la muestra para reclutar 22 bebés.