Sviluppo di un vaccino contro il rotavirus vivo attenuato come modello di sfida per l'infezione umana

La malattia diarroica è una delle principali cause di morbilità e mortalità nei bambini piccoli, in particolare quelli che vivono nei paesi in via di sviluppo dell'Asia meridionale e dell'Africa sub-sahariana1. Il rotavirus è l'agente eziologico più comune della diarrea da moderata a grave nei bambini sotto i cinque anni, responsabile di circa 215.000 decessi infantili ogni anno, la maggior parte dei quali si verifica nei paesi a basso e medio reddito (LMIC)2. La diffusa introduzione di due vaccini contro il rotavirus approvati dall'Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS), RotarixTM, (GlaxoSmithKline Biologicals, Belgio) e RotaTeq, (Merck and Co, New Jersey), ha contribuito in modo sostanziale a ridurre il numero di ricoveri e decessi associati al rotavirus3 -18. Tuttavia, anche con questi progressi, i vaccini contro il rotavirus hanno ripetutamente dimostrato minore immunogenicità, efficacia, efficacia e durata della protezione nei bambini che vivono nei LMIC rispetto ai paesi ad alto reddito19,20,21. Pertanto, anche dopo l'introduzione dei vaccini contro il rotavirus (RV), il rotavirus rimane la principale causa di morbilità e mortalità diarroica all'interno di questi contesti. Un RV migliorato si tradurrebbe in riduzioni sostanzialmente maggiori della morbilità e della mortalità per malattie diarroiche tra i neonati; vi è, quindi, un urgente bisogno di comprendere le prestazioni ridotte dei vaccini orali vivi attenuati attualmente disponibili nei LMIC, per informare e accelerare lo sviluppo di terapie massimamente efficaci.

Studi recenti hanno suggerito che programmi alternativi potrebbero anche migliorare l'immunogenicità e l'eventuale performance del vaccino nei LMIC22,23. Inoltre, sono in fase di sviluppo nuovi candidati RV con vie di somministrazione alternative, che promettono di migliorare le prestazioni del vaccino21,24,25. Tuttavia, i percorsi tradizionali per l'autorizzazione di nuovi vaccini che sono in fase di sviluppo attraverso studi clinici sono diventati difficili, con studi controllati con placebo non più considerati etici e studi di efficacia sul campo che richiedono coorti sempre più grandi per confrontare i nuovi candidati con i vaccini esistenti. I modelli HIC (Human Infection Challenge) sono stati storicamente impiegati per accelerare lo sviluppo del vaccino e offrono l'opportunità di studiare sia la patogenesi che i meccanismi di immunogenicità del vaccino, in particolare nei patogeni limitati dall'uomo. I modelli HIC non sono stati ampiamente utilizzati e accettati nei LMIC anche se ci sono meriti scientifici ed etici nel considerare l'opportunità unica che questa metodologia offre.

Proponiamo di esplorare lo sviluppo metodologico di un vaccino attenuato come modello HIC per far progredire l'immunologia e la vaccinologia del rotavirus nei neonati dello Zambia. Valuteremo anche l'uso di procedure minimamente invasive, inclusa la raccolta della saliva per la misurazione degli anticorpi e campioni di feci per la diffusione del virus del vaccino come misure dell'immunità della mucosa indotta dal vaccino.

Obiettivo 1 Profilare le risposte IgA e IgG specifiche del rotavirus alla vaccinazione e determinare la correlazione tra siero e saliva.

Obiettivo specifico 1a: profilare le risposte IgA e IgG specifiche del rotavirus al basale (giorno 0), prima della dose 2 (giorno 28) e 1 mese dopo la dose 2 (giorno 56) nel siero e nella saliva per determinare la sieropositività e la sieroconversione del vaccino.

Obiettivo 2 Profilare le risposte immunitarie delle citochine e determinare la correlazione tra siero e saliva.

Obiettivo specifico 2a: determinare i profili delle citochine nel siero e nella saliva al basale (giorno 0) e monitorare la loro associazione con la sieroconversione del vaccino (giorno 56).

Obiettivo specifico 2b: profilare le risposte delle citochine immediatamente prima della vaccinazione con la dose 2 (giorno 28) e 3 giorni dopo la somministrazione della seconda dose di vaccino (giorno 31: sfida con il vaccino contro il rotavirus).

Obiettivo 3: valutare la relazione dei livelli anticorpali nel siero e nella saliva al momento della vaccinazione (giorno 0) e nei giorni 28, 31 e 56, rispetto alla diffusione fecale del ceppo RV nelle feci raccolte e nei giorni 3,5,7 ,14 e 21, e anche il giorno 28 e i giorni di vaccinazione post-dose 2 31, 33, 35, 42, 49 e 56.

Obiettivo 4: profilare e caratterizzare l'immediata risposta immunitaria delle citochine al vaccino nella saliva raccolta il giorno 0 e il giorno 31, al fine di determinare se la saliva possa servire come proxy soddisfacente per il siero nella valutazione dell'immunità della mucosa indotta dal vaccino.

1. Metodologia

1. Disegno dello studio Uno studio di coorte esplorativo e osservazionale che ha seguito i bambini che hanno ricevuto due dosi standard di Rotarix™ orale vivo, attenuato, somministrato a 6 e 10 settimane. I neonati verranno arruolati durante la visita EPI di routine per le vaccinazioni della settimana 6 dopo la somministrazione e la fornitura di consenso informato scritto da parte delle loro madri/tutori legali. Ogni bambino rimarrà nello studio per un massimo di 56 giorni durante i quali sarà seguito intensamente con attività di studio e/o visite programmate alla clinica dello studio (riassunte nella Tabella 1 di seguito).
2. Sede e popolazione dello studio Lo studio sarà condotto presso la George Clinic di Lusaka, dove si trovano le cliniche governative per la salute materna infantile (MCH) e la terapia antiretrovirale (ART), nonché il CIDRZ George Clinical Study Site. La George Clinic ha una popolazione di utenza di 145.23053 abitanti e si trova in un tipico ambiente periurbano a Lusaka all'interno di una baraccopoli circostante. Abbiamo in programma di reclutare partecipanti mentre frequentano in modo casuale la struttura sanitaria. CIDRZ ha una buona struttura di ricerca già esistente in questa clinica e sotto c'è un'immagine schematica della planimetria del sito.
3. Selezione dei partecipanti, metodi di campionamento e dimensione del campione Considerazioni sulla dimensione del campione I partecipanti saranno selezionati casualmente da coppie madre-bambino che frequentano le cure prenatali di routine presso la George Clinic. Poiché si tratterà di uno studio esplorativo e di sviluppo metodologico, non sono stati effettuati calcoli formali sulla dimensione del campione. Abbiamo pragmaticamente deciso di arruolare 20 neonati, il che è generalmente accettabile per gli studi di tipo fase I. In caso di un attrito stimato del 10% dovuto alla perdita al follow-up, abbiamo aggiustato il campione per reclutare 22 bambini.