Влияние ГЛК на людей-добровольцев

Вакцины против инфекционных заболеваний сыграли важную роль в улучшении здоровья человека и остаются основой современных стратегий общественного здравоохранения. Тем не менее серьезные опасные для жизни инфекции, включая ВИЧ, малярию и туберкулез, остаются глобальной проблемой, а пандемические заболевания, такие как грипп, продолжают угрожать жизни людей. Кроме того, вакцины в настоящее время исследуются в области профилактики и лечения рака. Фундаментальным барьером, препятствующим созданию эффективных вакцин для многих заболеваний, является то, что обычные вакцины на основе белка не вызывают критической потребности иммунитета, опосредованного Т-клетками. Один из подходов к созданию улучшенного ответа Т-клеток на вакцину заключался в выявлении новых кандидатов-белков-мишеней. Этот подход не привел к значительным успехам в разработке вакцин. Мы заинтересованы в новом подходе, который сочетает в себе специфические иммуностимуляторы или адъюванты с вакциной-мишенью для оптимизации и усиления желаемого иммунного ответа Т-клеток. Разработка и изучение новых адъювантов, таких как GLA, позволит нам продолжить наши исследования вакцин, нацеленных на дендритные клетки, что приведет к созданию улучшенных вакцин для многих различных заболеваний.

Toll-подобный рецептор (TLR) Предпосылки TLR представляют собой трансмембранные рецепторы типа 1, которые имеют общий повторный домен, богатый лейцином (LRR), во внеклеточной петле и домен гомологии Toll/IL-1 рецептора (TIR) ​​во внутриклеточном хвосте. Важность TLR для защиты и иммунитета хозяина была впервые оценена у дрозофилы, которая стала восприимчивой к грибковым инфекциям после генетической делеции генов toll. Гомологи млекопитающих были идентифицированы вскоре после использования штамма мышей, которые, как было хорошо известно, очень восприимчивы к грамотрицательным инфекциям и гипочувствительны к липополисахаридам (LPS). У этих мышей было обнаружено мутационное изменение гена TLR4, делающее его нефункциональным, и это открытие укрепило существование и важность белков Toll у млекопитающих. Мыши с генетическими делециями TLR4 продемонстрировали важность TLR для бактериальных инфекций и предоставили четкие доказательства того, что TLR4 специфичен для грамотрицательных инфекций. В настоящее время у человека обнаружено 10 функциональных TLR, и обширные исследования выявили ряд агонистов патогенного происхождения для конкретных TLR. Общепризнано, что функция TLR заключается в распознавании консервативных структур организма или молекулярных паттернов, связанных с патогенами (PAMP). Очевидно, что эти врожденные рецепторы имеют решающее значение для выживания при микробном поражении, поскольку они обеспечивают первую линию защиты, которая не зависит от генерирования специфического Т- и В-клеточного ответа, процесс, который может занять недели. Несмотря на их очевидную роль во врожденном иммунитете, накапливаются данные о том, что стимуляция TLR оказывает сильное влияние на развитие иммунитета, опосредованного Т- и В-клетками, посредством активации и созревания дендритных клеток (ДК). Эти знания привели к разработке вакцинных адъювантов на основе TLR, которые активируют и созревают DC.

Обзор моноцитов и дендритных клеток Дендритные клетки (ДК) являются частью врожденной и адаптивной иммунной систем и располагаются на границе между хозяином и микроорганизмами, включая поверхности кишечника, легких и кожу. Эти клетки постоянно исследуют окружающую среду в поисках микробных патогенов посредством экспрессии нескольких семейств рецепторов распознавания образов (PRR), включая Toll-подобные рецепторы (TLR). Незрелые ДК особенно эффективны в поглощении и процессинге антигена, в то время как активированные ДК созревают и становятся мощными антигенпрезентирующими клетками для Т-лимфоцитов. Важно отметить, что незрелые ДК могут вызывать иммунную толерантность путем удаления антиген-специфических Т-клеток, что приводит к отсутствию иммунного ответа. Однако активированные ДК направляют иммунный ответ посредством высвобождения определенных цитокинов. Различные начальные стимулы будут влиять на DC, чтобы стимулировать дифференцировку CD4+ T-клеток по очень расходящимся функциональным путям, включая Th1, Th2, Th17 и Treg. Следовательно, DC имеют решающее значение для соответствующей врожденной защиты хозяина, а также для организации адаптивного ответа. Учитывая их ключевую роль в защите хозяина, DC являются относительно редкими клетками, которые в стационарном состоянии развиваются независимо от других клеток крови. Усиление и управление функцией и количеством DC принесет пользу как защите хозяина, так и науке о вакцинах. Лаборатория Штейнмана впервые применила новый метод вакцинации путем нацеливания интересующего антигена конкретно на популяцию DC. ДК-направленные вакцины продемонстрировали многообещающие результаты на животных моделях, а ДК-таргетная вакцина против ВИЧ недавно впервые была введена людям.

Моноциты являются более распространенным типом клеток, на их долю приходится примерно 10% лейкоцитов крови у людей и 4% у мышей. Моноциты представляют собой эффекторные клетки периферической крови, которые участвуют в защите хозяина и являются эффективными очищающими клетками. Они служат предшественниками тканевых макрофагов. У людей было предложено 3 подгруппы моноцитов на основе экспрессии CD14 и CD16 на клеточной поверхности, тогда как у мышей существуют 2 подгруппы, отмеченные CD115 и Ly6C. Роль этих подмножеств во врожденном иммунитете требует дальнейшего изучения. Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что моноциты можно индуцировать для дифференцировки в ДК, однако окончательные доказательства этого in vivo ранее отсутствовали. Недавняя работа в лаборатории Steinman показала, что аутентичные ДК in vivo могут быть быстро дифференцированы и мобилизованы из более крупного пула моноцитов во время острого воспаления и инфекции. Это быстрое повторное развертывание могло быть вызвано либо грамотрицательными бактериями, либо LPS и полностью зависело от TLR4. Точно так же моноциты человека могут деиндуцироваться для дифференцировки в ДК, однако понимание этого процесса ограничено культурой клеток in vitro с большими пробелами в нашем понимании ДК, происходящих из моноцитов человека in vivo. Предварительные данные свидетельствуют о том, что введение GLA мышам, как и LPS, может мобилизовать пул моноцитов для превращения в Mo-DC. Неизвестно, быстро ли моноциты человека in vivo увеличивают популяцию DC после введения адъюванта TLR4 GLA. Понимание механизмов этого повторного развертывания будет способствовать нашему пониманию того, как быстро расширить и использовать полезность DC с помощью адъювантов. В конечном счете, мы ожидаем, что специфические для адъюванта ответы ДК улучшат Т-клеточный иммунитет и повысят эффективность вакцины.

Обоснование исследования изолированного адъюванта Стандартное испытание адъюванта состоит из исследуемого адъюванта в сочетании с известной лицензированной вакциной, но не изолированно. Однако, как описано ранее, мы надеемся, что ГЛК может стать важным адъювантом нашей вакцины против ВИЧ, нацеленной на DC, в настоящее время разрабатываемой. DC представляет собой наиболее сильнодействующую антигенпрезентирующую клетку, и специфическое нацеливание интересующего антигена на эту клетку вызывает улучшенные иммунные ответы. Однако есть важные соображения при нацеливании антигена на ДК. Незрелые нестимулированные ДК, которые сталкиваются с антигеном, обладают способностью делетировать антигенспецифические Т-клетки, тем самым вызывая толерантность, а антигенная вакцина, нацеленная на ДК, сама по себе может вызывать иммунную толерантность. Напротив, созревшие ДК способны индуцировать мощные ответы эффекторных Т-клеток на антиген-мишень. ДК могут быть активированы стимуляцией TLR, и, следовательно, сочетание стимулированного TLR созревания ДК с антигеном, нацеленным на ДК, приведет к оптимальному иммунитету, опосредованному Т-клетками. Теоретически направленная на ДК вакцина никогда не может быть введена без адъюванта для созревания ДК, а специфические эффекты и действия ГЛК не будут известны, если ее сначала не изучить изолированно. Чтобы спланировать возможное испытание вакцины против ВИЧ, нацеленной на DC, с адъювантом, также будет важно знать временные иммунные эффекты изолированной GLA.

Справочная информация о ГЛК ГЛК представляет собой новую полностью синтетическую молекулу липида А (активный компонент природного ЛПС), которая объединяет 6 ацильных цепей с одним сайтом фосфорилирования. Преимущество этой LPS-подобной молекулы состоит в том, что она не очищена от бактериального источника, что позволяет получить гомогенный раствор, содержащий только молекулы с 6 ацильными цепями. Это важно, поскольку 6 ацильных цепей приводят к максимальной активации TLR4, в то время как молекулы липида А с 5 или 7 ацильными цепями в 100 раз менее активны, а 4 ацильные цепи являются иммуноингибирующими. MPL представляет собой существующий адъювант вакцины TLR4, полученный из ЛПС сальмонеллы и представляющий собой гетерогенную смесь 3, 4, 5 и 6 ацилированных молекул. MPL индуцирует эффективный гуморальный ответ антител во время вакцинации, но не создает CD4 Т-клеточный иммунитет, что делает его нежелательным адъювантом для многих белковых вакцин. В моделях на животных ГЛК, добавленная к вакцине Fluzone, улучшает гуморальный и клеточный иммунитет к гриппу. ГЛК была испытана на людях на предмет безопасности в сочетании с вакциной против гриппа, однако ее индивидуальные эффекты не изучались. В частности, изолированное воздействие на регуляцию цитокинов, хемокинов и генов у людей неизвестно, а субпопуляции моноцитов ранее не исследовались.

Оптимальный состав и способ введения неизвестны; поэтому основным компонентом этого исследования будет определение безопасной и переносимой формы и пути введения. ГЛК вводили людям в сочетании с вакциной Fluzone в дозах от 0,5 мкг до 5 мкг внутримышечно; однако он не тестировался изолированно, и использовалась только стабильная эмульсия масло-в-воде (GLA-SE). Fluzone является реактогенной вакциной, и у 3 из 4 пациентов, получавших Fluzone + высокую дозу GLA-SE (5 мкг), наблюдалась дозозависимая токсичность, но хороший профиль безопасности наблюдался между 0,5-2,5 мкг. Стабильная эмульсия (SE) содержит сквален и используется в концентрации 2% (об.:об.). Мы будем продолжать использовать этот процент в нашей формуле GLA-SE. Впоследствии был разработан второй состав ГЛК, чтобы избежать необходимости в эмульсии; GLA-AF является водным препаратом и теоретически должен иметь уменьшенный профиль побочных эффектов и меньшую реактогенность, чем GLA-SE. Мы планируем сравнить две формы ГЛК по отдельности; GLA-SE (стабильная эмульсия) и GLA-AF (водный состав). GLA-AF никогда не вводили людям, и поэтому эта версия представляет собой первое испытание на людях. Из соображений безопасности инъекции GLA-AF должны быть разделены на один день, и, поскольку невозможно узнать, кто будет получать GLA-AF, мы будем делать инъекции первым девяти субъектам в каждой группе с интервалом в один день. Из-за сложности количества групп в этом исследовании мы будем регистрировать и проходить каждый маршрут последовательно как когорта. Подкожная когорта будет первой группой, прошедшей скрининг, регистрацию, рандомизацию и инъекцию, за которой следуют внутримышечные инъекции.

Резюме Это исследование будет рандомизированным, плацебо-контролируемым, двойным слепым клиническим испытанием фазы 1 для сравнения состава ГЛК и пути введения у людей. Безопасность и переносимость различных лекарственных форм (GLA-SE по сравнению с GLA-AF) и способов введения (п/к, в/м, внутрикожно) будут находиться в центре внимания. Нашей второй задачей будет подробное описание глобального иммунного ответа путем измерения системных цитокинов, хемокинов и глобальной регуляции генов. Третье направление будет заключаться в изучении влияния ГЛК на иммунные клетки периферической крови, включая моноциты и дендритные клетки. В этом исследовании будут добавлены первые данные о ГЛК-ФП у человека и подробно описаны изолированные эффекты ГЛК на врожденную иммунную систему. Результаты этого испытания заложат основу для настоящего адъювантного испытания с использованием антигена GLA + и, в конечном итоге, для использования GLA в качестве адъюванта нашей вакцины, нацеленной на ДК, у людей.