Alternativa in vitro per la valutazione della reattogenicità dei vaccini basati su vescicole della membrana esterna

Jan 19, 2024

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 12675 (2023) Citare questo articolo

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Le molecole di attivazione immunitaria intrinseche o aggiunte sono fondamentali affinché la maggior parte dei vaccini forniscano i profili immunitari desiderati, ma possono aumentare la reattogenicità sistemica. Le agenzie di regolamentazione richiedono il test dei pirogeni sui conigli (RPT) per dimostrare la reattogenicità del vaccino. Recentemente, il test di attivazione dei monociti (MAT) ha guadagnato popolarità come alternativa in vitro, ma questo test è stato progettato principalmente per testare prodotti apirogeni. L'obiettivo era quello di adattare il MAT per consentire la sperimentazione di vaccini contenenti pirogeni in una fase iniziale di sviluppo dove non è ancora disponibile alcun lotto di riferimento. Il MAT e l’RPT sono stati confrontati per valutare i profili di sicurezza sconosciuti dei candidati vaccini per la vescicola di membrana esterna della pertosse (OMV) con quelli di Bexsero come vaccino di riferimento surrogato. Gli OMV della pertosse con LPS wild-type attivavano prevalentemente TLR2 e TLR4 ed erano più reattogenici di Bexsero. Tuttavia, questo profilo di reattogenicità per gli OMV della pertosse potrebbe essere equalizzato o ridotto drasticamente rispetto a Bexsero o a un vaccino contro la pertosse a cellule intere, rispettivamente modificando la dose, modificando l’LPS, la somministrazione intranasale o una combinazione di questi. È importante sottolineare che, ad eccezione dei prodotti modificati con LPS, i profili di reattogenicità ottenuti con RPT e MAT erano comparabili. Nel complesso, abbiamo dimostrato che questo candidato vaccino contro la pertosse OMV ha un profilo di sicurezza accettabile. Inoltre, il MAT ha dimostrato la sua applicabilità per valutare i livelli di reattogenicità dei vaccini contenenti pirogeni in più fasi dello sviluppo del vaccino e potrebbe eventualmente sostituire il test dei pirogeni sui conigli.

La reattogenicità sistemica successiva all’immunizzazione è un effetto avverso comunemente osservato e monitorato. La reattogenicità è causata da modelli molecolari associati ai patogeni (PAMP) presenti nel vaccino. Mentre alcuni vaccini sono progettati per essere completamente privi di PAMP per ridurre al minimo la reattogenicità sistemica, altri modelli di vaccini utilizzano l’effetto adiuvante dei PAMP intrinseci o aggiunti per indirizzare le risposte immunitarie verso un profilo immunitario specifico1. Le vescicole della membrana esterna (OMV) sono piccole particelle che vengono rilasciate dalla membrana esterna dei batteri Gram-negativi e quindi contengono PAMP intrinseci come il lipopolisaccaride (LPS) e le lipoproteine2. Negli ultimi decenni, gli OMV sono stati implementati in vaccini sviluppati contro diverse specie batteriche, come Bordetella pertussis (B. pertussis), Neisseria meningitidis sierogruppo B (NmB), Neisseria gonorrhoeae (Ng) e Shigella3,4,5,6,7 . Inoltre, gli OMV possono essere applicati come trasportatori e adiuvanti per vaccini proteici contro, ad esempio, infezioni virali, come SARS-CoV-28. La composizione dei PAMP negli OMV, e quindi il profilo di reattogenicità, può differire a causa di specie selezionate, processo di produzione o modifiche genetiche9. La capacità di valutare la reattogenicità sistemica in una fase iniziale dello sviluppo del vaccino è quindi fondamentale per progettare vaccini contenenti pirogeni con un profilo bilanciato di elevata immunogenicità e reattogenicità accettabile.

Tutti i prodotti parenterali, compresi i vaccini OMV, devono essere testati per il contenuto di pirogeni/endotossine, per garantire un profilo di sicurezza accettabile. Attualmente esistono diversi metodi per il test dei pirogeni/endotossine. Il test delle endotossine batteriche (BET) può testare solo le endotossine e quindi non riuscirebbe a rilevare altri pirogeni presenti negli OMV, ad esempio le lipoproteine. L'altro metodo è il test dei pirogeni nel coniglio (RPT) che può rilevare i pirogeni endotossinici e non endotossinici. Tuttavia, l'RPT viene modificato per analizzare i vaccini pirogeni intrinseci (ad esempio, il prodotto viene diluito prima dell'iniezione endovenosa o, invece, viene iniettato per via intramuscolare)10. Inoltre, studi recenti hanno dimostrato che l'RPT può essere meno sensibile alle endotossine di quanto ipotizzato, il che probabilmente dipende dal tipo di razza di coniglio e dal ceppo utilizzato11. Il metodo più recente per rilevare i pirogeni è il test di attivazione dei monociti (MAT) che può rilevare tutti i pirogeni e non solo le endotossine, come nel caso del BET. Inoltre, il MAT riflette meglio il sistema immunitario umano poiché utilizza monociti umani invece di quelli del sistema immunitario del coniglio. Per i farmaci parenterali, il MAT è un metodo compendiale nella Farmacopea Europea (Ph. Eur.) ed è visto come il metodo sostitutivo preferito per l'RPT dalla Commissione Europea per rispettare il principio 3R di sostituzione, riduzione e perfezionamento e gli obiettivi di sostenibilità12 .