Sicurezza e immunogenicità di un vaccino candidato contro l'anchilostoma umano con o senza adiuvante aggiuntivo negli adulti brasiliani

L'infezione da anchilostomi umani è un'infezione da elminti trasmessa dal suolo causata dai parassiti nematodi Necator americanus e Ancylostoma duodenale. È una delle infezioni croniche più comuni degli esseri umani, che affligge fino a 740 milioni di persone nelle nazioni in via di sviluppo dei tropici. Il maggior numero di casi si verifica nelle aree rurali impoverite dell'Africa subsahariana, del sud-est asiatico, della Cina e delle regioni tropicali delle Americhe. Circa 3,2 miliardi di persone sono a rischio di infezione da anchilostomi in queste aree. N. americanus è l'anchilostoma più comune al mondo, mentre A. duodenale è geograficamente più ristretto.

L'approccio principale al controllo degli anchilostomi in tutto il mondo è stata la frequente e periodica somministrazione di massa di antielmintici benzimidazolici a bambini in età scolare che vivono in aree ad alta prevalenza. Nel 2001, l'Assemblea mondiale della sanità ha adottato la risoluzione 54.19 che esorta gli Stati membri a fornire un trattamento antielmintico regolare ai gruppi ad alto rischio con l'obiettivo di un trattamento regolare di almeno il 75% di tutti i bambini in età scolare a rischio. Tuttavia, i tassi di guarigione per una singola dose di un benzimidazolo variano con percentuali del 61% (400 mg) e del 67% (800 mg) per l'albendazolo e del 19% (dose singola) e del 45% (dose ripetuta) per il mebendazolo. segnalato. Queste preoccupazioni hanno suscitato interesse nello sviluppo di strumenti alternativi per il controllo degli anchilostomi. La vaccinazione per prevenire l'anemia associata all'infezione da anchilostomi di intensità moderata e pesante allevierebbe le carenze di salute pubblica del solo trattamento farmacologico.

L'attuale strategia per lo sviluppo di vaccini candidati all'anchilostoma umano è incentrata sugli antigeni espressi durante la fase adulta del ciclo di vita dell'anchilostoma che svolgono un ruolo nella digestione dell'emoglobina dell'ospite, utilizzata dal verme come fonte di energia. Questi antigeni sono relativamente nascosti dal sistema immunitario umano durante l'infezione naturale e quindi hanno una bassa probabilità di indurre IgE antigene-specifiche in individui esposti/infetti, riducendo il potenziale di reazione allergica alla vaccinazione.

Le esigenze nutrizionali e metaboliche dell'anchilostoma adulto che vive nell'intestino umano dipendono dalla degradazione dell'emoglobina dell'ospite che è stata ingerita dal verme. Gli anchilostomi N. americanus dipendono dall'emoglobina dell'ospite per la sopravvivenza. Dopo l'emolisi, gli anchilostomi adulti utilizzano una cascata ordinata di emoglobinasi per scindere l'emoglobina in molecole più piccole. Dopo la digestione dell'emoglobina, l'eme liberato genera radicali dell'ossigeno tossici che possono essere legati e disintossicati da molecole come il glutatione S-transferasi-1 (GST-1). GST-1 di N. americanus (Na-GST-1) è un enzima critico che svolge un ruolo nell'alimentazione del sangue del parassita; se usato come vaccino, i ricercatori ipotizzano che l'antigene indurrà anticorpi neutralizzanti anti-enzima che interferiranno con l'alimentazione del sangue del parassita e causeranno la morte del parassita o ridurranno la fecondità del verme.

In seguito alla sua selezione come antigene candidato Na-GST-1 è stato prodotto e testato con successo in laboratorio e su animali sia con Alhydrogel® (sospensione di idrossido di alluminio) che con Alhydrogel® plus Gluco-Pyranosylphospho-Lipid A Aqueous Formulation (GLA-AF) . Na-GST-1 ha dimostrato di essere puro, potente e stabile quando somministrato come una di queste due formulazioni.

Le formulazioni del vaccino Na-GST-1 da testare in questo studio sono costituite dalla proteina ricombinante Na-GST-1 da 24 kDa adsorbita su Alhydrogel® con o senza l'aggiunta di GLA-AF. Per la formulazione Na-GST-1/GLA-AF, il GLA-AF sarà aggiunto alla formulazione Alhydrogel® immediatamente prima dell'immunizzazione. L'ingrediente attivo in entrambe le formulazioni del vaccino è la proteina ricombinante Na-GST-1 derivata dalla fermentazione di cellule di lievito Pichia pastoris geneticamente modificate per esprimere Na-GST-1.

In questo primo studio sull'uomo, la valutazione della sicurezza e dell'immunogenicità delle formulazioni Na-GST-1 e Na-GST-1/GLA-AF sarà condotta in due parti. In primo luogo, gli adulti sani che non sono stati infettati o esposti all'anchilostoma saranno arruolati nel centro urbano di Belo Horizonte, in Brasile. L'anchilostoma in Brasile è principalmente una malattia rurale ed è raro nelle aree urbane sviluppate come Belo Horizonte. Se in questi volontari non si osservano problemi di sicurezza significativi, lo studio procederà all'arruolamento e alla vaccinazione di adulti sani in una regione endemica dell'anchilostoma nello stato di Minas Gerais, in Brasile. Le formulazioni del vaccino saranno testate in entrambe le popolazioni (ovvero aree non endemiche ed endemiche), data la possibilità che il profilo di sicurezza delle formulazioni del vaccino possa essere diverso in una popolazione che è stata cronicamente esposta all'antigene contenuto in questi vaccini.

Nella parte I dello studio, 36 volontari saranno arruolati in una delle sei coorti. Nella prima coorte, 6 individui riceveranno la dose di 10 µg di Na-GST-1/Alhydrogel®; nella seconda coorte, 6 individui riceveranno la dose di 10 µg di Na-GST-1/Alhydrogel®/GLA-AF; nella terza e quarta coorte, 6 volontari riceveranno ciascuno 30 µg Na-GST-1/Alhydrogel® e Na-GST-1/Alhydrogel®/GLA-AF, rispettivamente; mentre nella quinta e sesta coorte, 6 volontari riceveranno ciascuno 100 µg Na-GST-1/Alhydrogel® e Na-GST-1/Alhydrogel®/GLA-AF, rispettivamente. L'arruolamento di queste coorti sarà scaglionato a intervalli di una settimana: le coorti 2 e 3 saranno arruolate e inizieranno le vaccinazioni 1 settimana dopo la coorte 1, le coorti 4 e 5 saranno vaccinate 1 settimana dopo le coorti 2 e 3 e la coorte 6 sarà vaccinata 1 settimana dopo le coorti 4 e 5.

Nella Parte II dello studio, 66 volontari saranno progressivamente arruolati in una delle sei coorti di dose. Nella prima, terza e quinta coorte, i volontari saranno randomizzati per ricevere Na-GST-1/Alhydrogel® (n=8) o Butang® (n=2), mentre nella seconda, quarta e sesta coorte, i volontari riceveranno essere randomizzato per ricevere Na-GST-1/Alhydrogel® (n=2) o Na-GST-1/Alhydrogel®/GLA-AF (n=10). I volontari randomizzati per ricevere Na-GST-1 riceveranno la dose da 10 µg, 30 µg o 100 µg. Al fine di garantire che le formulazioni del vaccino siano valutate in individui recentemente infettati da anchilostomi, in ciascuna delle coorti della Parte II saranno arruolati almeno 4 individui che sono stati infettati da anchilostomi sulla base dell'esame fecale condotto durante lo screening per lo studio, o che ha avuto un'infezione documentata entro 3 mesi dalla data prevista per la prima vaccinazione per il partecipante.

I ricercatori hanno scelto il vaccino contro l'epatite B Butang® (Instituto Butantan, San Paolo, Brasile) come vaccino di confronto per cinque motivi principali: (1) è probabile che conferisca qualche beneficio ai partecipanti che lo ricevono, (2) ha un record di sicurezza stabilito, (3) è una proteina ricombinante derivata dal lievito adsorbita da un immunostimolante contenente alluminio, (4) ha lo stesso aspetto fisico di Na-GST-1 immunostimolato con Alhydrogel e (5) il suo programma di dosaggio consente facile integrazione nel disegno dello studio. Inoltre, Butang® è il vaccino contro l'epatite B più utilizzato in Brasile, con oltre 15 milioni di dosi distribuite ogni anno.

Ogni partecipante riceverà 3 dosi dell'agente di studio assegnato somministrato a intervalli di 56 giorni (ad es. Giorno 0, Giorno 56 e Giorno 112). Il processo dovrebbe durare complessivamente 24 mesi. Ogni partecipante sarà seguito per 16 mesi dal momento della prima iniezione.

I parametri di sicurezza saranno monitorati durante entrambe le parti dello studio. L'endpoint immunologico primario per entrambe le parti sarà la misurazione della risposta anticorpale antigene-specifica.