102
Nederlandse samenvatting
_________________________________________________
MUCOSALE ADJUVANS ACTIVITEIT VAN LIPOSOMEN
103
_________________________________________________
104
Mucosale immunoadjuvans activiteit van liposomen
Inleiding Het menselijk lichaam is voortdurend bezig indringers zoals bacteriën, schimmels en virussen onschadelijk te maken. Veel van deze micro-organismen dringen binnen via de slijmvliezen (mucosa) van o.a. de darmen en de luchtwegen. Het influenza virus, het virus dat griep veroorzaakt, is een bekend voorbeeld van zo’n micro-organisme. Het griep virus wordt verspreid via de lucht in minuscuul kleine waterdruppels (aërosol). Eenmaal ingeademd dringt het virus de cellen van de luchtwegen binnen waar het zichzelf vermenigvuldigt; de cellen gaan aan deze infectie uiteindelijk ten gronde. Al snel na de eerste infectie treden de ziekteverschijnselen op: koorts, een gevoel van lamlendigheid, spierpijn in de ledematen en een droge hoest. De geïnfecteerde persoon is echter na 4-7 dagen weer op de been en is, 1 tot 2 weken later, doorgaans volledig hersteld. Voor mensen die tot de zogenaamde risicogroepen behoren (cara-, hart- en diabetespatiënten, maar ook ouderen) is een griepinfectie echter niet zonder gevaar. In Nederland sterven per jaar ongeveer 2000 mensen als gevolg van een griepinfectie. Daarom wordt degenen die tot de risicogroepen behoren geadviseerd om een ’griepprik’ te halen bij de huisarts. De griepprik is een injectie met een gedood influenza virus, of delen daarvan (dit zijn zogenaamde ‘antigenen’: delen van het micro-organisme die een immuunrespons opwekken) waardoor het lichaam aangespoord wordt om antistoffen gericht tegen deze antigenen te maken. Deze antistoffen reageren ook met het infectieuze virus, waardoor de gevaccineerde bij een griepepidemie beschermd is. Wel moet de vaccinatie elk jaar herhaald worden omdat het virus steeds zijn ’antigene’ gezicht wijzigt, waardoor het eerder opgewekte antistoffen ontwijkt. Omdat het vaccin uit gedood virus of zelfs alleen maar uit de geïsoleerde manteleiwitten van het virus bestaat (een zogenaamd ‘subunit’ vaccin) wordt men van de vaccinatie niet ziek. Al beschermt het huidige subunit vaccin goed tegen ernstige complicaties van een griepinfectie, het vaccin kan toch op een aantal punten verbeterd worden. Deze verbeteringen kunnen bijvoorbeeld liggen in de toedieningsvorm van het vaccin. Veel mensen hebben last van naaldvrees, en het is duidelijk dat een vaccin dat via de neus (intranasaal) of via inhalatie toegediend zou kunnen worden, de gevreesde “prik” zou elimineren. Daarnaast heeft de wijze van toediening een belangrijke invloed op de aard van de antistofrespons die wordt opgewekt. Het huidige subunit vaccin, dat per injektie wordt toegediend, wekt beschermende antistoffen in het bloed op (systemische antistoffen, in het bijzonder serum IgG). Het vaccin is echter door de toedieningsroute niet effectief in het opwekken van mucosale antistoffen, zoals antistoffen van het type IgA, die kunnen worden uitgescheiden in de slijmvliessecreties 105
Samenvatting van o.a. de luchtwegen, en dan secretoir IgA (s-IgA) worden genoemd . Deze antistoffen zijn erg belangrijk omdat ze een eerste lijn van afweer tegen het virus vormen. Het is niet eenvoudig om door middel van vaccinatie een mucosale antistofrespons op te wekken. Lokale toediening van het antigeen in combinatie met een adjuvans en/of een antigeencarrier systeem, is meestal een vereiste. Adjuvantia en antigeencarriers versterken de immuunrespons. Er is veel belangstelling voor de ontwikkeling van veilige en tegelijkertijd effectieve adjuvantia en antigeencarrier systemen. Liposomen, kunstmatig gemaakte lipide blaasjes, voldoen aan een aantal belangrijke eisen van veiligheid en biologische afbreekbaarheid, en hebben bovendien bewezen een immuunstimulerende werking te hebben. Er is echter nog weinig bekend over de immuunstimulerende eigenschappen van liposomen wanneer deze worden toegediend via de slijmvliezen, bijvoorbeeld die van de luchtwegen.
Doel en uitvoering van het onderzoek
Liposomen in een intranasaal toegediend influenza subunit vaccin (Hoofdstuk 2). Naast de produktie van s-IgA werd ook een verhoogde lokale produktie van IgG gemeten. Deze pool van IgG bestaat niet alleen uit antistoffen van de subklasse IgG1, maar ook uit IgG2a en IgG2b antistoffen. De aanwezigheid van grote aantallen antigeen-specifieke IgA- en IgGproducerende cellen (B cellen) in de longen van de intranasaal geïmmuniseerde muizen geeft aan dat deze antilichamen lokaal worden geproduceerd (Hoofdstuk 3). Om de effectiviteit van het intranasale liposomale vaccin te meten werd de geïnduceerde immuunrespons vergeleken met de respons opgewekt door een subcutaan of intramusculair toegediend subunit vaccin (als model voor de conventionele vaccinatie methode), en met de respons veroorzaakt door een milde infectie met het influenza virus ( infectie veroorzaakt altijd een optimale antilichaamrespons). In tegenstelling tot subcutane toediening van het subunit vaccin, resulteert intranasale toediening van het liposomale subunit vaccin en een natuurlijke infectie in de produktie van s-IgA antilichamen in de luchtwegen van muizen (Hoofdstuk 3). Deze respons is het meest prominent in de longen. Daarnaast bleek intranasale toediening van het liposomale vaccin ten minste even efficiënt te zijn in het opwekken van serum IgG antistoffen als subcutane toediening van subunit vaccin alleen of een infectie (Hoofdstuk 3). Of het intranasale liposomale vaccin daadwerkelijk beschermende immuniteit induceert werd 106
onderzocht in zogenaamde 'challenge' experimenten. In deze experimenten worden gevaccineerde muizen geconfronteerd met infectieus griepvirus. Het infectieuze virus was het A/PR/8/34 virus, dezelfde stam waar het vaccin uit bereid was.(Hoofdstuk 2 en 4). Ook werden muizen geïmmuniseerd met een vaccin bereid uit een andere influenza stam (A/Taiwan/1/86), waarna de dieren geïnfecteerd werden met A/PR/8/34 virus. In dit experiment waren alleen de muizen die het liposomale vaccin intranasaal hadden ontvangen volledig beschermd tegen de lethale infectie (Hoofdstuk 4). Dit geeft aan dat het liposomale vaccin een brede bescherming biedt tegen infectie met het influenzavirus. Uit een meer nauwkeurige onderzoek naar virus-produktie in de longen en luchtwegen, bleek bij de meeste geïmmuniseerde muizen nog wel sprake te zijn van een lichte infectie in de bovenste luchtwegen. (Hoofdstuk 4). Verdere optimalisering van het liposomale vaccin lijkt derhalve gewenst. Samenvattend kan uit het bovenstaande geconcludeerd worden dat de werkzaamheid van het intranasale liposomale vaccin bij muizen even goed of zelf iets beter is dan de werkzaamheid van de conventionele vaccinatie per injectie. Hierbij ligt de meerwaarde vooral in de opgewekte mucosale antistofrespons.
Liposomen in een i.n. liposomaal mazelen vaccin Het mazelen virus vaccin dat op het ogenblik in de meeste westerse landen wordt toegepast bestaat uit “levend” verzwakt virus. Hoewel dit vaccin uitstekende bescherming biedt tegen infectie, bestaat er behoefte aan een effectief geïnactiveerde vaccin. Geïnactiveerde vaccins zijn veel stabieler en kunnen ingezet worden in derde-wereld landen waar opslagfaciliteiten (zogenaamde ‘cold-chain facilities’ ) voor kwetsbare “levende” vaccins, niet of nauwelijks aanwezig zijn. Verder zijn geïnactiveerde vaccins ook bij heel jonge kinderen werkzaam, terwijl “levende” vaccins dan meestal niet goed “aanslaan” door de aanwezigheid van maternale antistoffen.. Het mazelenvirus komt, net als het influenza virus, binnen via de luchtwegen. Het is goed mogelijk dat mucosale s-IgA antilichamen in de luchtwegen een additioneel beschermend effect geven tegen een infectie met het mazelenvirus, al ontbreekt een direct bewijs hiervoor tot nu toe nog. Verspreiding van de s-IgA respons naar andere mucosa . Deze s-IgA respons in de luchtwegen en het urogenitale systeem treden alleen op als het antigeen en de liposomen diep in de luchtwegen gebracht worden. Het verschijnen van de s-IgA antistoffen in het urogenitale systeem is waarschijnlijk het gevolg van de migratie van IgAproducerende B cellen (vanuit het lymfoïde weefsel dat geassocieerd is met de longen) binnen het zogenaamde 'common mucosal immune system'. Deze laatste term houdt in dat de afweersystemen in de verschillende mucosale weefsels met elkaar communiceren. De beschreven vaccinatie-strategie is mogelijk een goed alternatief om lokale produktie van s-IgA antistoffen in het urogenitale systeem op 107
Samenvatting te wekken. Vaccinatie via de luchtwegen zou dan, bijvoorbeeld, kunnen bijdragen in de preventie van seksueel overdraagbare infectieziekten. Immuunstimulering door liposomen: mogelijke mechanismen Aanwijzingen hiervoor komen uit de experimenten beschreven in Hoofdstuk 7. Liposomen, intranasaal aan muizen toegediend, blijken massaal te worden opgenomen door alveolaire macrofagen. Ook ex vivo (dat wil zeggen ‘in kweek’) vertonen deze cellen een hoge affiniteit voor liposomen. Deze hoge opname van liposomen zou er voor kunnen zorgen dat de immuunsuppressieve funktie van alveolaire macrofagen, die deze cellen onder normale omstandigheden vervullen, tijdelijk geblokkeerd wordt met als gevolg een verhoogde immuunrespons tegen een gelijktijdig toegediend antigeen. In de experimenten beschreven in Hoofdstuk 7 werden de alveolaire macrofagen selectief uit de longen van muizen verwijderd waarna deze muizen vrij influenza subunit antigeen toegediend kregen. In deze muizen werd een gestimuleerde antilichaamrespons tegen het subunit antigeen waargenomen, hetgeen bovenstaande hypothese ondersteunt. Het feit dat negatief geladen liposomen, maar niet neutrale of positief geladen liposomen, de serum IgG en lokale s-IgA antistofrespons stimuleerden (Hoofdstuk 2 en 3) is waarschijnlijk het gevolg van een efficiënte opname van dit type liposoom door alveolaire macrofagen (Hoofdstuk 7).
108
