Szczepionka p/HIV – stan wiedzy Katedra i Klinika Chorób Zakaźnych i Hepatologii Collegium Medicum im. L.Rydygiera w Bydgoszczy Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu Waldemar Halota

Typy odporności odporność naturalnasztuczna czynnaszczepienie bierna surowica (też lecznicza) bierno-czynna immunoglobulina, szczepionka czynna zakażenie, zachorowanie bierna przekazanie p/ciał przez matkę adoptywna swoiste limfocyty T

Etapy odpowiedzi odpornościowej Wtórna odpowiedź wirusologiczna Produkcja wysoce swoistych przeciwciał Produkcja przeciwciał o niskim powinowactwie Rozwój pamięci immunologicznej Pierwotna odpowiedź immunologiczna Proliferacja limfocytów Czas Stężenie przeciwciał Pierwszy kontakt z antygenem Ponowny kontakt z antygenem

Formy szczepionek kompletne atenuowane i inaktywnowane kompletne atenuowane i inaktywnowane niekompletne, podjednostkowe (poli lub oligosacharydy) niekompletne, podjednostkowe (poli lub oligosacharydy) rekombinowane (drożdże, E.coli, rośliny transgeniczne) rekombinowane (drożdże, E.coli, rośliny transgeniczne) DNA (plazmid bakteryjny) DNA (plazmid bakteryjny)

Szczepionka DNA złota kula pokryta fragmentami DNA wirusa DNA jądrowe zapis DNA kopiowany do cząsteczki RNA powstaje cząsteczka białka wirusowego białko dzieli się na mniejsze fragmenty kompleks MHC MHC fragment białka wirusa połączony z kompleksem MHC może zostać rozpoznany przez limfocyty

Aktywacja odpowiedzi komórkowej - komórki dendrytyczne Virus-derived nucleic acids or proteins Myeloid Dendritic cell Plasmacytoid Dendritic cell Mature Dendritic cell Type I IFN Hepatocyte Viral clearence NK cells IL-12 CD8 Immunomodulatory effects Antiviral effects Cytokines lysis of infected cells DC activation and maturation Activation of NK cells Antigen Presentation to T-cell T-cell activation and expansion CD4

B czy T ? OdpornośćhumoralnaOdporność komórkowa komórkowa p/ciała neutralizujące swoiste izolatowop/ciała neutralizujące swoiste izolatowo brak jasnych związków z zejściem ostrego zakażeniabrak jasnych związków z zejściem ostrego zakażenia utrudnieniem różnorodność genetycznautrudnieniem różnorodność genetyczna korelacja z klirensemkorelacja z klirensem nadzieje terapeutycznenadzieje terapeutyczne

Główne przeszkody różnorodność i zmienność genetyczna HIV różnorodność i zmienność genetyczna HIV duża szybkość replikacji duża szybkość replikacji wysoka częstość mutacji wysoka częstość mutacji depresja układu odpornościowego depresja układu odpornościowego brak odpowiedniego modelu zwierzęcego brak odpowiedniego modelu zwierzęcego niedostatki wiedzy niedostatki wiedzy

Warunki skuteczności szczepionki odpowiedź humoralna – ochrona przed zakażeniem odpowiedź humoralna – ochrona przed zakażeniem odpowiedź komórkowa – ochrona przed chorobą odpowiedź komórkowa – ochrona przed chorobą antygenowo swoiste limfocyty T – pamięć immunologiczna antygenowo swoiste limfocyty T – pamięć immunologiczna

Model HIV env Surface Glycoprotein SU gp120 envTransmembrane Glycoprotein TM gp41 gag Membrane Associated (matrix) Protein MA p17 gag Capsid CA (Core Shell) p24 RNA (2 molecules) Pol Protease PR p9 Polymerase RT & RNAse RNH p66 Integrase IN p32

HIV genome LTR rif vpr rev tat vpu pol p160 gag p53 env gp160 nef tat rev Core structural proteins p18, p24, p17 P10 – protease P66/51 – reverse transcriptase/nuclease P31 - integrase Envelope structural proteins gp120 – extracellular head Gp41 – transmembrane stalk Nine genes produce 16 proteins

Izolaty HIV M – main M – main O – outlier O – outlier N - new podtypywarianty

Szczepionki podjednostkowe rekombinowane białka i geny strukturalne rekombinowane białka i geny strukturalne gag, env, gp – 120, gp – 41, gp – 160, enzymy ( pol ) białka regulatorowe ( nef, tat, rev, vpr ) nowe kierunki nowe kierunki naśladujące strukturę trzeciorzędową HIV regiony konserwatywne natywnych cz.HIV

Szczepionki wektorowe rekombinowane lub atenuowane drobnoustroje rekombinowane lub atenuowane drobnoustroje jako nośnik szczepionki jako nośnik szczepionki Canarypox Canarypox Adenowirusy (serotyp 5) Adenowirusy (serotyp 5) Vaccinia (klasyczna lub zmodyfikowana) Vaccinia (klasyczna lub zmodyfikowana)

Szczepionki DNA Geny kodujące podjednostki białek wirusowych, których transkrypcja zachodzi po zakażeniu ADVAX ADVAX plazmidy subtypu C HIV – gag, env, pol, nef, tat VRC – HIV DNA VP VRC – HIV DNA VP subtyp B HIV – gag, pol, nef subtypy A,B,C - env

Kategorie prób klinicznych FAZA I ochotników o niskim ryzyku zakażenia (bezpieczeństwo, immunogenność, placebo, ślepa próba, randomizacja)FAZA I ochotników o niskim ryzyku zakażenia (bezpieczeństwo, immunogenność, placebo, ślepa próba, randomizacja) FAZA II ochotników o niskim ryzyku zakażeniaFAZA II ochotników o niskim ryzyku zakażenia FAZA III – tysiące osób o wysokim ryzyku zakażenia dla oceny bezpieczeństwa, immunogenności, skuteczności (podwójnie ślepa próba)FAZA III – tysiące osób o wysokim ryzyku zakażenia dla oceny bezpieczeństwa, immunogenności, skuteczności (podwójnie ślepa próba)

Preventive Vaccines PhaseVaccine AntigenCladeSponsorStatus ALVAC vCP1521 AIDSVAX B/E III env(E), gag/pol(B) env (B,E) B, E VaxGen, WRAIR AFRIMS, MoH, Aventis Ongoing AIDSVAX B/E III env (B,E) B, E VaxGenCompleted AIDSVAX B/B III env (B,B) B, B VaxGenCompleted ALVAC vCP1452 MN rgp120 II env, gag, pol+CTL epitopes, rgpl120 B NIAID, Aventis/VaxGen Ongoing MRKAd5 HIV-1 IIgagA NIAID, Merck Ongoing DNA.HIVAMVA.HIVAII gag+25CTL epitopes A IAVI, AKVI Ongoing

Strategie prime-boost łączenie szczepionek DNA i wektorowychłączenie szczepionek DNA i wektorowych (najsilniejsza odpowiedź CTL na modelu zwierzęcym) łączenie szczepionek DNA lub wektorowychłączenie szczepionek DNA lub wektorowych z innymi podjednostkowymi (wzmocnienie immunogenności i indukcja obu typów odporności)