Compreendendo a resposta imune a duas vacinas diferentes contra meningite

EPIDEMIOLOGIA

Neisseria meningitidis é uma causa globalmente importante de meningite e septicemia. A cápsula polissacarídica é um importante fator de virulência na causa de doença invasiva. O sorogrupo de uma cepa meningocócica é determinado pela composição bioquímica da cápsula polissacarídica. Existem 13 cápsulas de polissacarídeos diferentes, mas apenas A, B, C, W e Y comumente causam infecções invasivas. Em particular, os sorogrupos A, C, W e Y representam > 70% da doença meningocócica na América do Norte, os sorogrupos B e C são responsáveis ​​pela grande maioria das doenças na Europa e o sorogrupo A causa epidemias de meningite cíclica no cinturão africano de meningite, incluindo o recente surto em 2009/2010.

Dada a rápida progressão e as sequelas graves da doença meningocócica, a prevenção primária é vital e é mais eficaz através da vacinação. Na ausência de uma vacina do sorogrupo B, as vacinas quadrivalentes contra os sorogrupos ACW e Y representam o mais amplo mecanismo de controle da doença meningocócica em todo o mundo. A proteção induzida por essas vacinas depende de anticorpos polissacarídeos anticapsulares.

VACINAS CONJUGADAS E DE POLISACARÍDEOS MENINGOCÓCICOS

As vacinas polissacarídicas ACWY consistem em polissacarídeos capsulares puros de cada um dos quatro sorogrupos e têm sido amplamente utilizadas desde o final da década de 1970. No entanto, em comum com as vacinas polissacarídicas contra outras bactérias encapsuladas, as vacinas polissacarídicas meningocócicas são pouco imunogênicas em crianças pequenas, não provocam respostas imunes duradouras[5] e podem não reduzir o transporte nasofaríngeo. As vacinas conjugadas mais recentes consistem em oligossacarídeos capsulares quimicamente ligados a uma proteína transportadora. A conjugação de um polissacarídeo a uma proteína carreadora permite o recrutamento de células T cognatas auxiliando na exposição subsequente ao antígeno provocando uma resposta de anticorpos potencializada e memória imunológica.

Este estudo tem como objetivo investigar novos aspectos das respostas imunes das células B ao polissacarídeo meningocócico e às vacinas conjugadas. Para isso, administraremos uma vacina polissacarídica ACWY quadrivalente (MenACWY-PS) e uma vacina conjugada ACWY quadrivalente (MenACWY-CRM) contendo oligossacarídeos capsulares dos sorogrupos A, C, W-135 e Y conjugados a um toxóide diftérico mutante CRM197 transportadora a voluntários adultos. Cada uma dessas vacinas contém diferentes quantidades de antígeno capsular (ver Tabela 1). A vacina polissacarídica contém 50µg de polissacarídeo de cada um dos 4 sorogrupos, enquanto a conjugada possui 10µg de A e 5µg de cada um de C, W e Y.

Um estudo recente usando MenACWY-PS e MenACWY-CRM conduzido pelo Oxford Vaccine Group (Understanding the Immune Response to Meningitis Vaccines, OXREC 09/H0606/20, Eudract 2007-001349-17) mostrou evidências preliminares de uma diferença nas respostas das células B às vacinas meningocócicas polissacarídicas e conjugadas. No entanto, um fator de confusão na interpretação dos dados deste estudo foi a diferença na quantidade de antígeno capsular contido em cada um dos dois tipos de vacina usados ​​no estudo.

A vacina polissacarídica MenACWY-PS de dose completa contém 50 µg de cada um dos antígenos capsulares MenA, MenC, MenW e MenY. A vacina conjugada MenACWY-CRM contém 10 µg de antígeno capsular MenA e 5 µg de MenC, MenW e MenY.

O presente estudo foi concebido para comparar a dose completa de MenACWY-PS e uma dose de 1/5 de MenACWY-PS (que contém 10 µg de cada serogrupo) com uma dose completa de MenACWY-CRM. Isso diferenciará entre uma resposta dependente da dose de polissacarídeo e uma verdadeira vacina de polissacarídeo versus resposta de vacina conjugada. Em particular, pretendemos investigar a natureza dependente ou independente do timo da resposta imune a polissacarídeos e vacinas meningocócicas conjugadas, respectivamente.

RESPOSTAS IMUNE INDEPENDENTES E DEPENDENTES DO TIMO

Os antígenos independentes do timo (TI) são definidos por sua capacidade de induzir respostas imunes em camundongos atímicos ou deficientes em células T. Em comum com outras moléculas de alto peso molecular com estruturas repetitivas, os antígenos da vacina polissacarídica são ainda classificados como antígenos TI tipo 2. Os epítopos de polissacarídeos repetitivos reticulam o BCR de células B específicas do antígeno, desencadeando sinais de ativação e estimulando a proliferação e diferenciação em células plasmáticas secretoras de anticorpos. A ausência de ajuda de células T impede a geração de células B de memória.

Acredita-se que as respostas TI sejam largamente mediadas pelas células B da zona marginal (MZB), que amadurecem na zona marginal do baço. Esse compartimento é pouco desenvolvido em crianças menores de dois anos, o que resulta em uma resposta imune antipolissacarídica ineficaz nessa faixa etária. Estudos murinos revelaram um papel importante para um outro subconjunto de células B maduras, células B1b, na imunidade adaptativa. Ao contrário do desenvolvimento da memória de células B convencionais, que requer a formação de centros germinativos e células T, o desenvolvimento de respostas de anticorpos de longa duração mediadas por células B1b ocorre independentemente da ajuda de células T.

Em contraste, as vacinas conjugadas atuam como antígenos dependentes do timo (TD). A ligação da porção de polissacarídeo aos receptores de células B específicos do antígeno permite a absorção do conjugado de proteína de polissacarídeo e o processamento através da via clássica do MHC de classe II. Peptídeos derivados da proteína carreadora são apresentados às células auxiliares T CD4+ cognatas, que fornecem sinais para posterior diferenciação de células B.

As respostas TD são mediadas por células B foliculares (FOB), com geração de células plasmáticas secretoras de anticorpos e células B de memória, capazes de responder a novos desafios antigênicos específicos [10]. Trabalhos recentes conduzidos no Oxford Vaccine Group sugerem que o polissacarídeo pneumocócico e as vacinas conjugadas induzem células B1b e FOB, respectivamente. Este estudo investigará se isso também se aplica às vacinas meningocócicas conjugadas e polissacarídicas. Isso será feito analisando as diferentes populações de células B produzidas em resposta à vacina polissacarídica de dose completa, 1/5 da vacina polissacarídica e vacina conjugada usando novas técnicas imunológicas desenvolvidas em nossos laboratórios.

HIPORESPONSIVIDADE

A hiporesponsividade induzida pela vacina é a incapacidade de montar uma resposta de reforço de pelo menos a mesma magnitude daquela produzida para a dose inicial. A vacinação prévia com vacina polissacarídica meningocócica demonstrou prejudicar as respostas de anticorpos a polissacarídeos meningocócicos subsequentes ou vacinas conjugadas. O desenho deste estudo permitirá a investigação do fenômeno de hiporesponsividade induzida por polissacarídeos em vacinas meningocócicas quadrivalentes no nível de células B de memória e respostas de células plasmáticas.

SEROGRUPO A

Ao contrário das cápsulas polissacarídicas à base de ácido siálico dos sorogrupos B, C, W-135 e Y, as cápsulas meningocócicas do sorogrupo A são compostas de N-acetil manosamina fosfato. Vacinas polissacarídicas simples do sorogrupo A mostram imunogenicidade inesperada em lactentes jovens. Esses resultados sugerem que, talvez devido à sua estrutura química, o polissacarídeo do grupo A pode não ser tratado pelo sistema imunológico como um antígeno TI clássico. Este estudo testará a hipótese de que as células B foliculares são produzidas em resposta ao componente do sorogrupo A de MenACWY-PS e, ao contrário, as células da zona marginal ou B1b são produzidas em resposta ao componente do sorogrupo C da mesma vacina. Este estudo também testará a hipótese de que as células B foliculares são produzidas em resposta aos componentes dos sorogrupos A e C do MenACWY-CRM.

REPERTÓRIO DE ANTICORPOS

A resposta humoral humana é antecipatória; O anticorpo específico potencial existe antes de encontrar a extensa coleção de antígenos encontrados ao longo da vida de um indivíduo. A base para este repertório diversificado são os múltiplos segmentos gênicos que compreendem a região variável da molécula de anticorpo. O potencial para cada segmento V D & J combinar aleatoriamente introduz diversidade combinatória ao repertório. Durante o rearranjo, outros nucleotídeos podem ser adicionados ou removidos da junção dos segmentos gênicos, denominado diversidade juncional. Além disso, durante a maturação da resposta de anticorpos, ocorre hipermutação somática da região variável durante a proliferação de células B nos centros germinativos. Isso explica o aumento da afinidade do anticorpo nas respostas secundárias ao antígeno. Esses mecanismos ajudam a criar um repertório potencial de até 1016 moléculas de anticorpos.

Estudos anteriores mostraram que a resposta humoral humana a antígenos específicos é restrita em diversidade dentro do indivíduo e entre populações com um número limitado de anticorpos que codificam genes de regiões variáveis ​​sendo utilizados. Esses estudos se basearam na clonagem de vetores tradicionais e no sequenciamento de Sanger de loci de cadeia pesada rearranjados de células individuais e são limitados no escopo de sua análise de repertório potencial.

O sequenciamento paralelo maciço e a PCR em emulsão são novas ferramentas poderosas que permitem o sequenciamento de DNA em larga escala com o potencial de sequenciar simultaneamente até um milhão de leituras por execução. Essas técnicas foram aplicadas para observar o potencial repertório de anticorpos no peixe-zebra, o repertório de anticorpos humanos em subconjuntos específicos de células B [20] e para avaliar a clonalidade de células leucemoides. Este estudo tem como objetivo comparar o repertório VDJ em populações de células B de memória antes e após a vacinação polissacarídica e ACWY conjugada.

ANÁLISE DE INFLUÊNCIAS GENÉTICAS NA RESPOSTA IMUNE

Outro aspecto a ser avaliado neste estudo é o impacto dos fatores genéticos na resposta à imunização. Estudos com gêmeos em várias vacinas, incluindo sarampo, caxumba e rubéola, mostraram alta herdabilidade das respostas de anticorpos da vacina. Algumas associações genéticas já foram identificadas entre genes da resposta imune adaptativa e inata e algumas vacinas, por exemplo, alelos do antígeno leucocitário humano (HLA) e respostas de anticorpos contra o sarampo e polimorfismos de IL-1β e respostas à vacina contra hepatite B. Esses estudos têm sido em pequena escala e baseados em genes candidatos únicos, e a extensão em que a variação genética contribui para as respostas à vacina permanece pouco compreendida. A compreensão de quais variantes genéticas afetam as respostas a vacinas específicas ajudará a identificar as vias imunes críticas que levam à proteção após a vacinação e levar à produção de vacinas mais eficazes. Além disso, a identificação de genes que podem desempenhar papéis importantes na infecção do tipo selvagem permitirá uma melhor compreensão da patogênese da doença, o que, por sua vez, pode levar ao desenvolvimento de novas terapias

As amostras de sangue obtidas neste estudo fornecem uma fonte de DNA que pode então contribuir para um banco de DNA reunindo amostras de vários estudos diferentes do Oxford Vaccine Group. Essas amostras de DNA podem então ser usadas para análise ampla do genoma dos fatores genéticos que influenciam a resposta do hospedeiro às vacinas recebidas nos estudos relevantes. Essa extração e armazenamento de DNA ocorrerá apenas com o consentimento específico dos participantes, e o DNA não será analisado para nenhum outro propósito que não seja avaliar fatores que influenciam a resposta imune às vacinas. O soro que sobrar da separação do tampão celular para extração de DNA também será armazenado e neles poderão ser realizados outros ensaios imunológicos, como a quantificação de anticorpo funcional pela atividade bactericida sérica.

RESUMO

Este estudo tem como objetivo investigar detalhadamente os aspectos da resposta das células B às vacinas meningocócicas conjugadas e polissacarídicas quadrivalentes em adultos saudáveis, usando uma variedade de novos métodos laboratoriais.