GLA:n vaikutukset vapaaehtoisiin ihmisiin

Rokotteet tartuntatauteja vastaan ​​ovat auttaneet parantamaan ihmisten terveyttä, ja ne ovat edelleen osa nykyaikaisia ​​kansanterveysstrategioita. Silti vakavat henkeä uhkaavat infektiot, kuten HIV, malaria ja tuberkuloosi, ovat edelleen maailmanlaajuinen ongelma, ja pandemiataudit, kuten influenssa, uhkaavat edelleen ihmishenkiä. Myös rokotteita haetaan nyt syövän ehkäisyn ja hoidon aloilla. Peruseste, joka on estänyt tehokkaita rokotteita moniin sairauksiin, on se, että tavanomaiset proteiinipohjaiset rokotteet eivät aiheuta kriittistä T-soluvälitteisen immuniteetin vaatimusta. Eräs lähestymistapa parannetun T-soluvasteen aikaansaamiseksi rokotteelle on ollut uusien proteiinikohdeehdokkaiden tunnistaminen. Tämä lähestymistapa ei ole johtanut merkittävään edistymiseen rokotteiden kehittämisessä. Olemme kiinnostuneita uudesta lähestymistavasta, joka yhdistää spesifiset immuunivasteen stimulantit tai adjuvantit rokotekohteeseen optimoimaan ja tehostamaan haluttua T-soluimmuunivastetta. Uusien adjuvanttien, kuten GLA:n, kehittäminen ja tutkiminen antaa meille mahdollisuuden jatkaa tutkimuksiamme dendriittisoluihin kohdistetuista rokotteista, mikä johtaa parempiin rokotteisiin moniin erilaisiin sairauksiin.

Toll-Like Receptor (TLR) -tausta TLR:t ovat tyypin 1 transmembraanisia reseptoreita, joilla on solunulkoisessa silmukassa leusiinirikas toistodomeeni (LRR) ja Toll/IL-1-reseptorin (TIR) ​​homologiadomeeni solunsisäisessä hännässä. TLR:ien merkitys isäntäpuolustukselle ja immuniteetille ymmärrettiin ensimmäisen kerran Drosophilassa, joka tuli alttiiksi sieni-infektioille tiemaksugeenien geneettisen deleetion jälkeen. Nisäkäshomologit tunnistettiin pian sen jälkeen, kun käytettiin hiirikantaa, jonka tiedettiin hyvin olevan erittäin herkkä gramnegatiivisille infektioille ja joka oli hyporesponsiivinen lipopolysakkaridille (LPS). Näillä hiirillä havaittiin olevan mutaatiomuutos TLR4-geenissä, mikä teki siitä toimimattoman, ja tämä löytö vahvisti Toll-proteiinien olemassaolon ja tärkeyden nisäkkäissä. Hiiret, joilla oli TLR4:n geneettisiä deleetioita, osoittivat TLR:n merkityksen bakteeri-infektioille ja tarjosivat selkeää näyttöä siitä, että TLR4 oli spesifinen gramnegatiivisille infektioille. Tällä hetkellä ihmisistä on löydetty 10 toiminnallista TLR:ää, ja laaja tutkimus on tunnistanut useita patogeeneista peräisin olevia agonisteja tietyille TLR:ille. On yleisesti hyväksyttyä, että TLR toimii tunnistamalla organismin konservoituneita rakenteita tai patogeeneihin liittyviä molekyylikuvioita (PAMP). On selvää, että nämä synnynnäiset reseptorit ovat kriittisiä selviytymiselle mikrobien loukkauksesta, koska ne tarjoavat ensimmäisen puolustuslinjan, joka ei ole riippuvainen spesifisen T-solu- ja B-soluvasteen synnyttämisestä, mikä voi kestää viikkoja. Huolimatta niiden selkeästä roolista synnynnäisessä immuniteetissa, näyttöä kertyy siitä, että TLR-stimulaatiolla on voimakas vaikutus T- ja B-soluvälitteisen immuniteetin kehittymiseen dendriittisolujen (DC) aktivoitumisen ja kypsymisen kautta. Tämä tieto on johtanut TLR-pohjaisten rokoteadjuvanttien kehittämiseen, jotka aktivoivat ja kypsyvät DC:tä.

Monosyyttien ja dendriittisolujen yleiskuvaus Dendriittisolut (DC) ovat osa synnynnäistä ja mukautuvaa immuunijärjestelmää ja sijaitsevat isäntä-mikrobien rajapinnassa, mukaan lukien suolen, keuhkojen ja ihon pinnat. Nämä solut tutkivat jatkuvasti ympäristöään etsiessään mikrobipatogeenejä ilmentämällä useita mallintunnistusreseptoriperheitä (PRR), mukaan lukien Toll-like reseptorit (TLR). Epäkypsät DC:t ovat erityisen tehokkaita antigeenin sisäänotossa ja prosessoinnissa, kun taas aktivoidut DC-solut kypsyvät ja niistä tulee tehokkaita antigeeniä esitteleviä soluja T-lymfosyyteille. Tärkeää on, että epäkypsillä DC:illä on potentiaalia indusoida immuunitoleranssia poistamalla antigeenispesifisiä T-soluja, mikä ei johda immuunivasteeseen. Aktivoitu DC ohjaa kuitenkin immuunivastetta vapauttamalla tiettyjä sytokiineja. Erilaiset alkuärsykkeet vaikuttavat DC:iin ohjaamaan CD4+ T-soluja erilaistumaan pitkin hyvin erilaisia ​​toiminnallisia reittejä, mukaan lukien Th1, Th2, Th17 ja Treg. Siksi DC:t ovat kriittisiä asianmukaiselle synnynnäiselle isäntäpuolustukselle sekä adaptiivisen vasteen järjestämiselle. Ottaen huomioon niiden keskeisen roolin isännän puolustuksessa, DC:t ovat suhteellisen harvinaisia ​​soluja, jotka kehittyvät vakaassa tilassa muista verisoluista riippumattomasti. DC:n toiminnan ja määrän parantaminen ja ohjaaminen hyödyttää sekä isäntäpuolustusta että rokotetieteitä. Steinman-laboratorio on kehittänyt uuden rokotusmenetelmän kohdentamalla kiinnostavan antigeenin erityisesti DC-populaatioon. DC-kohdistetut rokotteet ovat osoittautuneet lupaaviksi eläinmalleissa, ja DC-kohdennettu HIV-rokote on äskettäin annettu ensimmäistä kertaa ihmisille.

Monosyytit ovat runsaampi solutyyppi, joka muodostaa noin 10 % veren leukosyyteistä ihmisillä ja 4 % hiirillä. Monosyytit ovat perifeerisen veren efektorisoluja, jotka osallistuvat isännän puolustukseen ja ovat tehokkaita poistavia soluja. Ne toimivat kudosmakrofagien esiasteena. Ihmisillä on ehdotettu kolmea monosyyttien alaryhmää CD14:n ja CD16:n solupinnan ilmentymisen perusteella, kun taas hiirillä on 2 alaryhmää, joihin on merkitty CD115 ja Ly6C. Näiden alaryhmien rooli synnynnäisen immuniteetin aikana vaatii lisätutkimuksia. Todisteet viittaavat siihen, että monosyytit voidaan saada erilaistumaan DC:ksi, vaikka lopullista in vivo -todistetta tästä ei aiemmin ollutkaan. Viimeaikainen työ Steinman-laboratoriossa on osoittanut, että in vivo autenttinen DC voidaan nopeasti erottaa ja mobilisoida suuremmasta monosyyttipoolista akuutin tulehduksen ja infektion aikana. Tämän nopean uudelleenkäytön saattoivat indusoida joko gram-negatiiviset bakteerit tai LPS, ja se oli täysin riippuvainen TLR4:stä. Samoin ihmisen monosyytit voivat indusoitua erilaistumaan DC:ksi, mutta tämän prosessin ymmärtäminen rajoittuu in vitro -soluviljelmään, jossa on suuria aukkoja ymmärryksessämme in vivo ihmisen monosyyteistä johdetusta DC:stä. Alustavat tiedot viittaavat siihen, että GLA:n antaminen hiirille, kuten LPS, voi mobilisoida monosyyttipoolin muuttumaan Mo-DC:ksi. Ei tiedetä, laajentavatko ihmisen monosyytit in vivo nopeasti DC-populaatiota TLR4-adjuvantti-GLA:n antamisen jälkeen. Tämän uudelleenkäytön mekanismien ymmärtäminen lisää ymmärrystämme siitä, kuinka nopeasti laajentaa ja valjastaa DC:n hyödyllisyys apuaineita käyttämällä. Viime kädessä odotamme, että adjuvanttispesifiset DC-vasteet parantavat T-soluimmuniteettia ja lisäävät rokotteen tehokkuutta.

Eristetyn adjuvantin tutkimisen perusteet Standardi adjuvanttikoe koostuu tutkittavasta adjuvantista yhdistettynä tunnetun lisensoidun rokotteen kanssa, mutta ei erikseen. Kuten aiemmin on kuvattu, olemme kuitenkin toiveikkaita, että GLA:sta voi tulla tärkeä adjuvantti tällä hetkellä kehitteillä olevassa DC-kohdennettussa HIV-rokotteessamme. DC edustaa tehokkainta antigeeniä esittelevää solua ja kohdentaminen spesifisesti kiinnostavaan antigeeniin tähän soluun tuottaa parannettuja immuunivasteita. On kuitenkin tärkeitä näkökohtia kohdistettaessa antigeenia DC:hen. Epäkypsillä stimuloimattomilla DC:illä, jotka kohtaavat antigeenin, on kyky poistaa antigeenispesifisiä T-soluja aiheuttaen siten toleranssia, ja DC-kohdennettu antigeenirokote yksin voi aiheuttaa immuunitoleranssia. Sitä vastoin kypsyneet DC-solut pystyvät indusoimaan voimakkaita efektori-T-soluvasteita kohdeantigeenille. DC:t voidaan aktivoida TLR-stimulaatiolla, ja siksi TLR-stimuloidun DC-kypsymisen yhdistäminen DC-kohdennettuun antigeeniin johtaisi optimaaliseen T-soluvälitteiseen immuniteettiin. Teoriassa DC-kohdistettua rokotetta ei voitaisi koskaan antaa ilman DC-kypsyttävää adjuvanttia, eikä GLA:n spesifisiä vaikutuksia tunnettaisi, ellei sitä ensin tutkita erikseen. Mahdollisen DC-kohdistetun HIV-rokotekokeen suunnittelussa adjuvantilla on myös tärkeää tietää eristetyn GLA:n ajalliset immuunivaikutukset.

GLA:n taustatiedot GLA on uusi täysin synteettinen lipidi A (luonnollisen LPS:n aktiivinen komponentti) molekyyli, joka yhdistää 6 asyyliketjua yhteen fosforylaatiokohtaan. Tämän LPS:n kaltaisen molekyylin etuna on, että sitä ei puhdisteta bakteerilähteestä, mikä mahdollistaa homogeenisen liuoksen, joka sisältää vain molekyylejä, joissa on 6 asyyliketjua. Tämä on tärkeää, koska 6 asyyliketjua johtaa maksimaaliseen TLR4-aktivaatioon, kun taas lipidi-A-molekyylit, joissa on 5 tai 7 asyyliketjua, ovat 100 kertaa vähemmän aktiivisia ja 4 asyyliketjua on immuuni-inhibiittori. MPL on olemassa oleva TLR4-rokotteen adjuvantti, joka on peräisin salmonellan LPS:stä ja edustaa 3, 4, 5 ja 6 asyloidun molekyylin heterogeenista seosta. MPL indusoi tehokkaan humoraalisen vasta-ainevasteen rokotuksen aikana, mutta se ei tuota CD4 T-soluimmuniteettia, mikä tekee siitä ei-toivotun adjuvantin monille proteiinipohjaisille rokotteille. Eläinmalleissa Fluzone-rokotteeseen lisätty GLA parantaa humoraalista ja soluimmuniteettia influenssaa vastaan. GLA:n turvallisuutta on testattu ihmisillä yhdessä influenssarokotteen kanssa, mutta sen yksittäisiä vaikutuksia ei ole tutkittu. Erityisesti yksittäisiä vaikutuksia sytokiinien, kemokiinien ja geenisäätelyyn ihmisillä ei tunneta, eikä monosyyttien alaryhmiä ole aiemmin tutkittu.

Optimaalista formulaatiota ja antoreittiä ei tunneta; siksi tämän tutkimuksen tärkeä osatekijä on määrittää turvallinen ja siedettävä formulaatio ja reitti. GLA:ta on annettu ihmisille yhdessä Fluzone-rokotteen kanssa annoksina 0,5–5 µg lihakseen. sitä ei kuitenkaan ole testattu erikseen, ja vain öljy-vedessä -stabiilia emulsiota (GLA-SE) käytettiin. Fluzone on reaktogeeninen rokote, ja annosta rajoittavaa toksisuutta esiintyi kolmella neljästä potilaasta, jotka saivat Fluzonea + suuren annoksen GLA-SE:tä (5 μg), mutta hyvä turvallisuusprofiili havaittiin välillä 0,5–2,5 μg. Stabiili emulsio (SE) sisältää skvaleenia ja sitä käytettiin 2 % (tilavuus:tilavuus). Käytämme jatkossakin tätä prosenttiosuutta GLA-SE-koostumuksessamme. Toinen GLA-formulaatio on myöhemmin kehitetty emulsion tarpeen välttämiseksi; GLA-AF on vesipitoinen ja sillä pitäisi teoriassa olla pienempi sivuvaikutusprofiili ja pienempi reaktogeenisyys kuin GLA-SE:llä. Aiomme verrata kahta GLA-formulaatiota erikseen; GLA-SE (stabiili emulsio) ja GLA-AF (vesipohjainen formulaatio). GLA-AF:ää ei ole koskaan annettu ihmisille, ja siksi tämä versio edustaa ensimmäistä ihmisissä suoritettavaa tutkimusta. Turvallisuussyistä GLA-AF-injektioiden välillä on oltava päivä, ja koska ei ole mahdollista tietää, kuka saa GLA-AF:n, pistämme kunkin kohortin yhdeksän ensimmäistä potilasta yhden päivän välein. Tämän tutkimuksen ryhmien monimutkaisuuden vuoksi rekisteröimme ja suoritamme jokaisen reitin peräkkäin kohorttina. Ihonalainen kohortti on ensimmäinen ryhmä, joka seulotaan, otetaan mukaan, satunnaistetaan ja injektoidaan, ja sen jälkeen lihakseen.

Yhteenveto Tämä tutkimus on vaiheen 1, satunnaistettu, lumekontrolloitu, kaksoissokkoutettu kliininen tutkimus, jossa verrataan GLA:n formulaatiota ja antotapaa ihmisillä. Ensisijainen painopiste on eri formulaatioiden (GLA-SE vs. GLA-AF) ja reittien (SC, IM, ID) turvallisuus ja siedettävyys. Toinen painopisteemme on globaalin immuunivasteen yksityiskohdat mittaamalla systeemisiä sytokiineja, kemokiineja ja globaalia geenisäätelyä. Kolmas painopiste on tutkia GLA:n vaikutuksia perifeerisen veren immuunisoluihin, mukaan lukien monosyytit ja dendriittisolut. Tämä tutkimus lisää ensimmäiset ihmisiltä saadut tiedot GLA-AF:stä ja yksityiskohtaisesti GLA:n eristetyt vaikutukset synnynnäiseen immuunijärjestelmään. Tämän kokeen tulokset luovat perustan todelliselle adjuvanttitutkimukselle, jossa käytetään GLA + -antigeeniä, ja lopulta GLA:n käyttämiselle DC-kohdistetun rokotteen adjuvantissa ihmisillä.