Download Vacunas adyuvadas. Nuevos avances.

Vacunas adyuvadas.
Nuevos avances.
Dr. Joan Puig Barberà
Centro de Salud Pública de Castellón.
Grupo de Vacunas SVMFIC, CAVA.
Grupo de Enfermedades Infecciosas semFYC
Grupo PAPPS de Enfermedades Transmisibles.
¿Qué es un adyuvante?
Un adyuvante es un agente que aumenta la
respuesta a una vacuna (uno o varios
antígenos) sin tener a su vez efecto
antigénico.
¿Son necesarios los adyuvantes?
Vacuna
Antígeno (s)
Respuesta específica
9 Vivas atenuadas
9 Germen completo
inactivado
9 Toxoides
9 Subunidades
9 Recombinantes
Adyuvante (s)
Potenciar la respuesta
Administración
Un buen adyuvante debería:
9 Facilitar y aumentar el contacto del
antígeno con el sistema inmunitario.
9 Aumentar la respuesta inmunitaria.
9 Prolongar la respuesta inmunitaria.
9 Influir en el tipo de respuesta.
9 Hacer todo esto sin aumentar los efectos
secundarios.
9 Tener unas determinadas características
fisicoquímicas y farmacológicas.
M e d i a g e o m é tr i c a tí tu l o A C
¿Existen sustancias capaces de potenciar la
respuesta del sistema inmune frente a un
antígeno?
1000
100
10
1
0,1
0,01
0
100
200
300
Días tras la inmunización
Recorrido
9 Una perspectiva histórica, del empirismo
a la era e la razón.
9 Los adyuvantes y el sistema inmunitario.
9 Clasificación y mecanismos de acción.
9 Seguridad.
9 Adyuvantes y vacunas adyuvadas
9 Conclusiones y avances más relevantes.
Todo empezó… empirismo.
9 Con la observación
que en aquellos
animales en los que
se producían un
proceso inflamatorio
local la producción
de antitoxinas
(anticuerpos) era
mucho mayor
Todo empezó… Gaston Ramon
El Profesor Gaston Ramon (1886-1963), hijo de un granjero, vivía rodeado de
más de 400 caballos en una anexo del Instituto Pasteur, fabricando cantidades
enormes de suero antidiftérico, antitetánico y bubónico, descubrió la forma de
fabricar anatoxina, tratando con formaldehído la toxina diftérica y desarrolló el
concepto de vacunas combinadas.
¡y funcionó!
Sales
Salesde
de
Aluminio
Aluminio
El arma secreta del vacunólogo
La época alquímica… de la elaboración de vacunas.
9
Innumerables pruebas
de la mezcla de
cualquier cosa con
todo con tal de
convertir un antígeno
con poca capacidad
inmunógena en una
vacuna.
9
9
9
9
9
9
9
9
9
Tapioca
Harina
Migas de pan
Jabón
Extractos de cortezas
de árboles
Aceites minerales.
Bacterias muertas
Sales minerales
…
Desarrollo de los adyuvantes: la perspectiva
histórica, del empirismo a la razón.
1. 1920 a 1940: El período inicial: el desarrollo
de los adyuvantes para vacunas a base de
toxoides.
2. 1940 a 1980: El uso ampliado del aluminio, de
los aceites minerales, derivados de productos
bacterianos.
3. 1990 a hoy: Vacunas recombinantes. Diseño
racional de adyuvantes agonistas de
receptores que activan el sistema inmunitario
innato.
Desarrollo de los adyuvantes: la perspectiva
histórica, del empirismo a la razón.
1. 1920 a 1940: El período inicial: el desarrollo
de los adyuvantes para vacunas a base de
toxoides.
2. 1940 a 1980: El uso ampliado del aluminio, de
los aceites minerales, derivados de productos
bacterianos.
3. 1990 a hoy: Vacunas recombinantes. Diseño
racional de adyuvantes agonistas de
receptores que activan el sistema inmunitario
innato.
¿Cómo funcionan?
Inmunidad
Inmunidad Innata
Innata
Inmunidad
Inmunidad Adquirida
Adquirida
(no
(no adaptativa,
adaptativa, no
no específica)
específica)
(adaptativa,
(adaptativa, específica)
específica)
Defensas
Defensas
externas
externas
(barreras)
(barreras)
Físicas: piel, mucosas.
Químicas: acidez gástrica.
Artificial
Artificial
Natural
Natural
Microbiológicas: flora
microbiana normal
Señal de alarma
Activación
Respuesta
Respuesta
innata
innata
inmediata
inmediata
Complemento
Respuesta
Respuesta
innata
innata
inducida
inducida
Inflamación
Fagocitosis
Respuesta de fase aguda
Interferones
Células citotóxicas
Respuesta
Mediada
Mediada por
por
anticuerpos
anticuerpos
(inmunidad
(inmunidad
humoral)
humoral)
Linfocitos B
Anticuerpos
Mediada
Mediada
por
por células
células
(inmunidad
(inmunidad
celular)
celular)
Linfocitos T
El diseño racional de las vacunas.
9 Presentación y captación.
9 Activación de las células dendríticas (CD).
9
Identificación de la presencia de patrones
moleculares asociados a patógenos (PAMP)
mediante receptores de reconocimiento de
patrones (PRR) en la CD:
o
o
9
Extracelulares (Toll like receptors) TLR.
Intracelulares (Nod like receptors) NLR
Detección indirecta (inespecífica) de la
infección por la presencia de citocinas ligadas a
procesos inflamatorios.
9 En respuesta a estos dos mecanismos las CD
maduran, migran y se constituyen en
estimuladoras eficientes de la respuesta de
linfocitos B y T.
CD, PAMPS, PRR, TLR
CPA
CD, PAMPS, PRR, TLR
CPA
CD, PAMPS, PRR, TLR
CPA
CD, PAMPS, PRR, TLR, NLR, NALPS, CPA
Mecanismos de la acción de los adyuvantes
para iniciar y regular la respuesta
inmunitaria
9 Teoría del depósito, geográfica (centrada
en el antígeno) .
9 Facilitando la liberación del antígeno
durante un período de tiempo suficiente
y en un lugar adecuado.
Mecanismos de acción de los
adyuvantes: Iniciar y regular la respuesta
inmunitaria.
9 Teoría de la señal de alarma (inhibición de los
mecanismos de tolerancia)
9
Estimulando una señal de “objeto extraño
infeccioso”:
o
9
Efecto agonista de los receptores PRR (Patternrecognition receptors).
Estimulando señales de peligro, por ejemplo
debidas (o similares) a muerte celular no
programada, con la consiguiente activación de
señales de peligro.
o
Efecto agonista de los receptores PRR (Patternrecognition receptors).
Tipos de adyuvantes y modos de
acción.
Tipos de adyuvantes y modos de acción
Tipos de adyuvantes y modos de acción.
Clase
Adyuvantes
Modos de acción
Seles minerales
Aluminio (fosfato, hidroxido)
Fosfato cácico.
Microbianos
Muramil dipéptido (MDP)
Exotoxinas (CT, ECLT)
Endotoxinas (MPL®)
ADN Bacteriano (CpG)
Liposomas.
Complejos inmunoestimulantes.
(ISCOMs).
Adyuvante incompleto de Freund.
Emulsiones microfluidizadas.
Saponinas (QS-21).
Partículas
Emulsiones y
surfactantes.
Sintéticos
Derivados del Muramil dipéptido
Polinucluétidos sintéticos.
Citocinas
IL-2, IL-12, GM-CSF, IFN-γ
Genéticos.
Moléculos co estimuladoras
administradas como plásmidos de ADN
Effecto en la liberación
y presentación del
antígeno
Inducción de citocinas
inmunomoduladoras
Efectos sobre las CPA
CT, Toxina colérica; ECLT, Escherichia coli-toxina termolábil; GM-CSF, facto estimulante de colonias de macrófagos y granulocitos; IFN,
interferón; IL, interleukinas; MPL, monofosforil lípido A.
Seguridad
Consideraciones generales sobre la
seguridad de las vacunas adyuvadas.
9 En los últimos 80 años muchos adyuvantes no
han sido aceptados para su uso en humanos
por su toxicidad inmediata (reacciones locales
y sistémicas) y el temor a reacciones tardías.
9 Poca traslación a los humanos de lo
observado en modelos animales.
9 El efecto más común asociado a las vacunas
adyuvadas son las reacciones locales (dolor,
edema, induraciones, nódulos).
9 En la mayoría de los casos, cuando
finalmente, tras superar todos los estudios de
desarrollo clínico, se han administrado, no se
han observado efectos graves en humanos.
Reacciones graves atribuidas a los
adyuvantes.
9 Reacciones febriles graves (Muramil
tripéptido, QS21).
9 Cáncer (IFA, asociada a vacuna de gripe,
1950-1980).
9 Uveítis anterior (MDP).
9 Lupus (MPL).
9 Miofascitis macrofágica (sales de aluminio).
9 Parálisis facial (enterotoxina termolábil E coli).
Reacciones graves atribuidas a los
adyuvantes.
9 Reacciones febriles graves (Muramil
tripéptido, QS21).
9 Cáncer (IFA, asociada a vacuna de gripe,
1950-1980).
9 Uveítis anterior (MDP).
9 Lupus (MPL).
9 Miofascitis macrofágica (sales de aluminio).
9 Parálisis facial (enterotoxina termolábil E coli).
Características de los adyuvantes utilizados
en la actualidad y aquellos en fases muy
avanzadas de desarrollo clínico.
9 Sales de aluminio.
9 Emulsiones microfluidizadas
(MF59™)
9 Liposomas y virosomas™.
9 Combinaciones (Sistemas
adyuvantes)
Las sales de aluminio.
Propiedades generales de las sales de
aluminio como adyuvantes.
9 Las sales de aluminio se han utilizado
como adyuvantes durante más de 70
años, con un notable historial de
seguridad.
Las sales de aluminio. Mecanismo de
acción.
9 Efecto depósito.
9 Reclutamiento celular.
9 Captación del antígeno, macrófagos,
monocitos, CD.
9 Diferenciación de monocitos y macrófagos a
CD inflamatorias y migración como CPA a los
ganglios linfáticos.
9 Activando receptores de señales de alarma
intracelulares.
9 Se comportan como un sistema de entrega del
antígeno con actividad inmunoestimuladora.
Las sales de aluminio. Mecanismo de
acción.
9 Efecto directo sobre las células dendríticas,
independiente del sistema TLR.
9 La activación del complemento por las sales
de aluminio produce la diferenciación de los
linfocitos T CD4+ a Th2 y promueve una
respuesta humoral.
9 Varios estudios han demostrado que
asociadas a adyuvantes TLR dependientes se
consiguen mejores respuestas de inmunidad
humoral y celular que con la administración
separada.
Propiedades generales de las sales de aluminio
como adyuvantes.
9 En la inmunización primaria,
9 Permiten reducir la cantidad de antígeno
necesario.
9 Permiten reducir el número de dosis.
9 Aumentan el número de
“respondedores”.
9 Escasa contribución a la respuesta en
las dosis de recuerdo.
Propiedades generales de las sales de
aluminio como adyuvantes.
9 Potencian la respuesta inmunitaria frente
a antígenos proteicos, pero tienen poco
efecto asociadas a péptidos de pequeño
tamaño o polisacáridos.
9 Vacunas inactivadas que no contienen
sales de aluminio:
9 Polio inactivada, gripe, rabia, Hib,
neumocócica no conjugada, (Pentavac®,
Hexavac®, InfanrixHexa®, InfanrixIPV+Hib, contienen sales de aluminio).
Temas pendientes.
9 Necesidad de adyuvantes en las dosis
de recuerdo.
9 Interacción de los sales de aluminio con
el sistema inmunitario.
9 Combinación con otros adyuvantes.
Avances más relevantes
9 Necesidad de adyuvantes en las dosis
de recuerdo.
9 Interacción de los sales de aluminio con
el sistema inmunitario.
9 Combinación con otros adyuvantes.
Las emulsiones
Las emulsiones
9
9
9
9
CFA
IFA
MF59™
Componentes de los sistemas
adyuvantes.
¿Qué son?
MF59: Efecto dual en el lugar de la inyección
Depósito y liberación
Inmunmodulador indirecto
2
MF59
Fibras musculares
Ag
Liberación
Antígeno
1
IL-1β
TNF-α
DC
Liberación de
Activación
CPA
locales
TNF-α, IL-1β, CCLs
Reclutacmiento y
activación CPA
circulantes
Monocitos
Precursores CD
Migración al ganglio
linfático
activación T CD4+
3 horas
6 horas
1–4 días
MF59, comparado con otros adyuvantes que no actúan vía
el sistema TLR.
TT
50,000
Serum IgG titers
Serum IgG titers
100,000
80,000
60,000
5.0 Lf
40,000
20,000
0
5.0 µg
20,000
10,000
35,000
30,000
30,000
25,000
SBA
20,000
20,000
15,000
15,000
10,000
10,000
5,000
5,000
0
0
PLG Tirosina CAP
MF59 Alum
Serum HI antibody titers
MenC
PLG Tirosina CAP
Bactericidal titers
Serum IgG titers
30,000
MF59 Alum
35,000
25,000
40,000
0
PLG Tirosina CAP
40,000
HBsAg
3,000
H3N2
800
MF59 Alum
H1N1
B
350
300
2,500
600
250
2,000
200
400
1,500
150
1,000
100
200
500
50
0
0
post-1 post-2
0
post-1 post-2
Nil
Alum
post-1 post-2
MF59
Protection cruzada frente a cepas
consecutivas del virus de la gripe en ancianos.
Marcadores de protección frente a las cepas H3N2 circulantes en 1999,
2003, 2004, y 2005 tras la vacunación con la cepa (A/Wyoming 3/03)
Seroprotección (título IH ≥40 UI)
Seroconversión (≥4 título IH, o ≥40 IU en seronegativos)
Incremento relativo en GMT (IH), pre- post-vacunación
Rate (%)
70
60
50
40
30
20
10
0
5.0
4.5
4.0
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0
Pan/99 Wyo/03 Cal/04 Wisc/05
Pan/99 Wyo/03 Cal/04 Wisc/05
FLUAD (n=25)
Non-adjuvanted vaccine (n=25)
Mean fold increase in GMT
100
90
80
Reactogenicidad de la vacuna administrada en tres
temporadas consecutivas
FLUAD
Vacuna gripe no adyuvada
9Mayor incidencia de
reacciones locales
9Sin diferencias
apreciables a los 3 días
Sujetos con el AE (%)
40
35
30
25
20
15
10
5
Año
0
1 2 3
Dolor
1 2 3
Eritema
1 2 3
1 2 3
Induración
Malestar
1 2 3
Cefalea
1 2 3
1 2 3
Mialgia
Fiebre
Incidencia de efectos secundarios graves similar a la
observada (40 millones de dosis administradas) por
sistemas de vigilancia basados en la declaración para el
resto de vacunas.
Tipo
Tasa
(por 100.000 dosis)
Reacciones generales
0,5
Reacciones locales
0,5
Reacciones alérgicas
0,1
Neurológicas
0,2
Vasculares
Otras
0,03
0,3
En resumen: las vacunas adyuvadas con
MF59
9 Son más reactógenas, cuando se
comparan con vacunas no adyuvadas o
con vacunas a base de virosomas, sin
embargo, esta reactogenicidad es
limitada.
9 Son más inmunógenas que las vacunas
adyuvadas con sales de aluminio.
9 En el caso del virus de la gripe producen
respuestas de protección cruzada.
9 Son efectivas.
Liposomas y Virosomas
Liposomas
9
9
9
9
Vesícula con una
membrana de
fosfolípidos (1 ó 2
capas), y un contenido
acuoso.
Evitan la degradación
de los antígenos.
Los dirigen a las APCs
Funcionan como un
sistema de depósito y
administración
(targeting)
Los virosomas son liposomas con proteínas virales
(proteínas de fusión el virus de la gripe) embebidas en
su membrana.
Virosomas, mecanismos de acción
9 Efecto estructural:
9 Tamaño similar al virus natural.
9 Disposición y características de los
antígenos.
9 Efectos asociados a la hemaglutinina:
9 Reconocida por las células del sistema
inmune.
9 Actividad de fusión.
9 Transportar y presentar antígenos (virus
inactivados, proteínas recombinadas,
péptidos sintéticos y plásmidos)
Vacuna virosomal frente a la hepatitis A.
Resultados comparativos de vacunas
fraccionadas, de subunidades, de
virosomas y adyuvadas con MF59
300
300
Baldo, 2001
250
Pergliasco, 2001
250
200
200
150
150
100
100
50
50
0
0
H3N2
H1N1
Mutagrip
H3N2
B
Infexal V
H1N1
Inflexal
Fluad
Ruf, 2004
300
250
200
150
100
50
0
H3N2
H1N1
Fluarix
Inflexal V
B
Fluad
Inflexal V
B
Fluad
Respuesta frente a una vacuna virosomal antigripal (H9N2)
prepandémica: impacto de distintas combinaciones de adyuvantes.
En resumen, los virosomas.
9 Transportan y presentan antígenos al
sistema inmunitario.
9 Los ensayos clínicos confirman la
inmunogenicidad y la eficacia clínica de
las vacunas basadas en virosomas.
9 Son compuestos biodegradables con
buena tolerabilidad tanto local como
sistémica.
Los “sistemas adyuvantes” ó “AS01,
AS02, AS03, AS04”
Sistemas adyuvantes.
9 Combinación de adyuvantes clásicos (sales de
aluminio, emulsiones aceite/agua, o
liposomas) con inmunomoduladores (MPL o
QS21).
9
9
9
9
9
Cuando se requieren mecanismos que van más
allá de la respuesta de anticuerpos.
Se persigue obtener protección cruzada.
La infección es detectada con dificultad por el
sistema inmune.
El mismo germen se manifiesta o evoluciona
por distintas fases.
Inmunodeficiencia/Inmunosenescencia.
Sistemas adyuvantes
Denominación
Composición
Vacunas
AS01
MPL+QS21;liposomas
Malaria
TBC
AS02
MPL+QS21; o/w
Malaria
TBC
Hepatitis B
AS03
o/w emulsión:
Escualeno+
DL-α-tocoferol
Gripe, prepandémica (Prepandrix®)
MPL+AlOH o AlPOH
Papiloma humano (Cervarix®),
Hepatitis B (Fendrix®),
AS04
MPL (3-0-desacil-4’-monofosforil lípido A)
Derivado detoxificado de lipopolisacárido de la cepa Re595
Salmonella minessota. Agonista del receptor TLR4
QS21 (Quillaja saponaria)
9
La corteza es utilizada
desde antaño - los
mapuches lo usaban - como
detergente, debido a la gran
cantidad de saponina que
contiene.
9
Usado con fines
medicinales (expectorante)
por las poblaciones andinas
9
Otros usos son como
insecticida de polillas,
espumante de bebidas,
espumas para controlar el
fuego y aditivo de películas
fotográficas.
MPL/QS21, mecanismos (efectos) de
acción.
9
El efecto agonista
sobre TLR4:
9
9
Maduración y
migración de las
CPA.
Expresión de
moléculas coestimuladoras (B7 y
CD40) y citocinas
(interferón-β e IL12).
9
9
9
9
Actividad lítica
importante.
Estimula a los linfocitos
T citotóxicos.
Secreción de citocinas
asociadas a una
respuesta Th1 (IL12 e
interferón-γ)
Mejora la respuesta
humoral y celular frente
a los antígenos.
Resultados obtenidos (AS02)
Protección tras la exposición experimental de voluntarios sanos previamente
vacunados con vacunas candidatas (pauta 0,1, 6) a picaduras de mosquitos
infectados con Plasmodium falciparum sensibles a la cloroquina. La cloroquina se
administró al declararse la infección.
7
No voluntarios
6
5
4
3
2
1
0
(RTS,S) A S04
(RTS,S) A S03
(RTS,S) A S02
G rup o
N úm e ro
P rote gid o s
C ontrol
Resultados obtenidos (AS02), protección frente a
la malaria en niños de 1 a 4 años de edad
Eficacia de la
vacuna %
(IC 95%)
P
Seguimiento
Infección
44.9%
(31 - 56)
p < 0,001
6 meses
Clínica de
malaria
35.3%
(22 - 47)
p < 0,0001
18 meses
Malaria severa
48.6%
(12 - 71)
p = 0,02
18 meses
Ingreso por
malaria
30.5%
(4 - 50)
p = 0,032
18 meses
Resultados obtenidos (AS03)
Resultados obtenidos (AS03); respuesta de
protección cruzada a los 21, 42 y 180 días
Resultados obtenidos (AS04)
Resultados obtenidos (AS04)
Conclusiones
9 Los adyuvantes actúan a través de
mecanismos inmunológicos multifactoriales
complejos que aun, en su mayor parte, son
poco conocidos.
9 La seguridad es un aspecto crucial a
considerar.
9 El desarrollo de los adyuvantes ha
evolucionado desde un diseño empírico a un
diseño cada vez más racional.
9 Adyuvantes como agonistas de los receptores
de alarma del sistema inmune innato.
Avances más notables
9
9
9
9
La autorización de nuevos adyuvantes: virosomas,
emulsiones de escualeno (MF59 y AS03) y
combinaciones de sales de aluminio con MPL (AS04).
La constatación del poder adyuvante del MF59™ y de
otras emulsiones de escualeno en vacunas
antigripales, inter y prepandémicas, con un notable
efecto de protección cruzada.
La obtención de respuestas mucho más potentes con
perfiles de seguridad aceptables con sistemas
adyuvantes.
Las vacunas adyuvadas en la línea frontal de la lucha
frente a la gripe pandémica, la malaria, la tuberculosis,
el VIH o la hepatitis C.
La era de la razón.
Por supuesto,
¡Sabemos cómo
funciona!
The Economist, 24 de mayo de 2008, página 94.
Muchas gracias por su atención.