az immunválasz manipulálása: az immunválasz befolyásolásán alapuló terápia

Az immunválasz manipulálása:Az immunválasz manipulálása:az immunválasz befolyásolásán alapuló az immunválasz befolyásolásán alapuló

terápiaterápia

Nem antigén specifikus

•Immunstimuláció

•Immunszuppresszió

Immunmoduláció

Antigén specifikus

•Immunstimuláció

•Immunszuppresszió

2. Óra2. Óra

Terápiás célpont:Terápiás célpont:

az immunválasz elemei: citokinek, adhéziós molelulák, sejtmembrán molekulák,

receptorok, ellenanyagok

Ellenanyagok mint gyógyszerek: Ellenanyagok mint gyógyszerek:

specifitás antigenicitáshumanizált ellenanyagok, „targeting”

Immunterápiás eljárásokImmunterápiás eljárások/ / az immunrendszer működésének módosításaaz immunrendszer működésének módosítása

-kórokozók elleni válasz elősegítése -tumorsejtek elleni válasz elősegítése

Immunstimuláció

Immunszuppresszió -autoimmun folyamatok gátlása-allergiás folyamatok gátlása-transzplantációs tolerancia létrehozása-az újszülöttkori hemolítikus betegség kialakulásának megakadályozása

Immunmoduláció -a TH1 / TH2 egyensúly eltolása autoimmun vagy allergiás kórképekben-az ellenanyagválasz izotípus megoszlásának megváltoztatása allergiás kórképekben

A FERTŐZÉSEKKEL SZEMBENI VÉDELEMA FERTŐZÉSEKKEL SZEMBENI VÉDELEM

a fertőzést követően hagyományos gyógyszeres (antibiotikumok, vírus

anyagcsere gátlók)passzív immunizálás (ellenanyagok, sejtek)aktív vakcinálás

a fertőzést megelőzően vakcinálás 1) a specifikus felismerő készlet arányának növelése

2) specifikus immunológiai memória létrehozása

Fertőző betegségek, járványok

Edward Jenner, 1796, himlő

„A landmark was discovery of the germ theory, which included small parasites, bacteria and viruses. This theory was mainly based on the studies of Robert Koch (1843-1910), Louis Pasteur (1822-1895) and many others.”

IMMUN STIMULÁCIÓIMMUN STIMULÁCIÓ -vakcináció -vakcináció

Karikatúra az E. Jenner által bevezetett himlő oltás következményeiről

. . . . ezen egészségtámogató eszközökkel összhangzó egészségápolási szabályok teljesen elegendők a himlőragályozástól való megóvásra, és azért is a mesterséges himlővel való beoltás nemcsak fölöslegesnek tűnik fel, hanem az egyúttal a természet törvényeivel ellenkező kihágásnak tekintendő. Az emberi vagy állati vérből nyert genny beoltásával különböző betegségek csírái terjesztetnek széjjel, melyek lényegesen hozzájárulnak az emberi nem degenerátiójához’’

” Van-e az oltásnak a természet törvényei szerint létjogosultsága? Isten ments ! ”

Bilz F. E.: A természetes gyógymód, 1905

Antigénspecifikus Antigénspecifikus iimmunstimuláció:mmunstimuláció:

AAktív immunizálás:ktív immunizálás:elölt kórokozólegyengített kórokozókeresztreaktív, nem patogén élő kórokozó, vagy

ennek részenem toxikus, módosított forma (mikrobiális toxin)

Eredmény: ellenanyag termelés + effektor T sejtekmemória válasz

Adjuvánsok: cél: immunstimuláció elősegítéseag koncentrálásahosszú ideig fenntartásaAPC stimulálása

a szervezet specifikus védekező képességének fokozása

 PPasszív immunizálás:asszív immunizálás: hiperimmunizált állatból vagy emberből

IgG –kész antigénspecifikus ellenanyagelőnye: gyors, de átmenetihátránya: nincs memória válasz,

az ellenanyag eliminációja, neutralizáció, allergia,

fajspecifikus immunválaszt válthat ki  alkalmazás: tetanusz, kígyóharapás

humán IgG: ellenanyag defficiencia

Adaptív immunitás: immunkompetens sejtekkel történő terápia -gyermekkori immundeficienciák:

Kongenitális sejtes immundefficienciaforrás: csontvelő (MHC kompatibilis), vagy

fötális máj, timusz immunkompetens sejtjei

-enzimhiányos betegségek: adenozin deamináz, nukleozid foszforiláz

szomatikus génterápia: csontvelői őssejtbe bejuttatott virális vektor, mely a kívánt

hiány-gént tartalmazza.

VakcinációVakcináció – antigén specifikus immunstimuláció – antigén specifikus immunstimuláció

Oltóanyag: Kórokozó, vagy általa termelt fehérje pl. toxin  ellen

Élő, legyengített vírus hatékonysága elölt vírusé

 (effektor mechanizmusok, CD8+T sejt szám ) – de: veszélyek!

  Új technikák:

Rekombináns DNS technológia

Immunizálás dendritikus sejtek segítségével –új típusú vakcinák- a jövőKórokozó legyengítése:Kórokozó legyengítése:

sejttenyészetben szaporított vírus, ahol eredetileg nem nő (majom)

mutációk vírus szaporodása emberi sejtekben nem szaporodik - oltóanyag

In vitro mutagenezis:In vitro mutagenezis: virus gén megváltoztatása visszafordíthatatlanul

pl. influenza- évente más - antigén shift

tervezett mutagenezis

Vírusok legyengítése nem emberi sejtekben való tenyésztéssel

Influenzavírus felszíni antigének változásának mechanizmusa – az antigén-drift és az antigén-shift

Antigen drift: antigén-összetételében végbemenő állandó, folyamatos és általában kismértékű változásokat antigén-drift-nek nevezzük

Antigen shift: két vírustörzs keveredik egy gazdasejtben úgy, hogy a gének, melyek új vírusrészecskékbe és megfelelő fehérjéikbe vannak csomagolva, részben az egyik, részben a másik törzsből származnak

Patogén vírus

Virulencia gén izolálása

Virulencia gén mutációja vagy eltávolítása

Nem patogén mutánsok kifejlesztése:Nem patogén mutánsok kifejlesztése: Vírusok: polio, mumps, rubella, kanyaró, stb. - a

virulenciához szükséges gén eltávolítása vagy mutációja

Baktérium: Salmonella typhy : nem fertőző mutánsok szelekciója- UDP galactóz epimeráz enzim mutációja - LPS

szintézishez szükséges, mutánsban az LPS csökken  -Targeting: enzim Tyr, Phe szintézishez, nincs

ezért cssak lassú szaporodás a bélrendszerben vakcináció  Csirke salmonella – állatok oltása fontos Konjugátum vakcina:Konjugátum vakcina:

•B és helper T sejteknek ugyanazon molekuláris komplexben levő B és helper T sejteknek ugyanazon molekuláris komplexben levő epitópokat kell felismerniükepitópokat kell felismerniük Haemophilus influenzae B:Haemophilus influenzae B:

Tsejt-független B sejt válasz poliszaharid a baktérium kapszulára

tetanusz toxoid + poliszaharid konjugátum - T sejtektől függő, hatékony válasz 2 év alatt isTetanusz toxoid specifikus T sejtek citokineket termelnek – B

sejt válasz:a bakteriális poliszaharid ellen

Konjugátum vakcina: Konjugátum vakcina:

•B és helper T sejteknek ugyanazon B és helper T sejteknek ugyanazon molekuláris komplexben levő molekuláris komplexben levő epitópokat kell felismerniükepitópokat kell felismerniük

Haemophilus influenzae type B vaccine

Reverz immunogenetikaReverz immunogenetika

T sejt epitópok meghatározására

Pl: Maláriára jellemző, a HLAB53 véd a fatális cerebrális malária ellen.

HLAB53–hoz kötődő peptidek azonosítása: a 2. helyen Pro tartalmú saját nonapeptid – azonosítás patogénnel fertőzött sejtből.->

Plasmodium falciparum fehérjében

Erős cytotoxikus T sejt választ vált ki.

T sejtek proliferációja

Peptid -> terápia

Legyengített élő mikroorganizmus, mint vektorLegyengített élő mikroorganizmus, mint vektor 

más gének beépítése: kombinált vaccina:pl. Salmonella: tetanusz toxoid ag, + Listeria monocytogenezis

LeishmaniaYersinia pestisSchistosoma mansoni

génekvírus: nem patogén,– többféle gén beépítése (növényi vírusok)

 „kórokozó” mint hordozó: antigén beépítve, több ag egyszerre

nem ismételhetőheterológ vakcinák

Szintetikus peptidekSzintetikus peptidek 

T sejt epitóp azonositása, peptid szintézisHátrány: sokfélesség

   ISCOM: immune stimulatory complex

liposzómába zárt peptid – sejtbe bejut 

Immunstimuláló komplex peptiddel

Fúzió Peptid transzport az ER -be

Peptid bemutatása az MHCI-en keresztül a T sejtek számára

Sikeres vakcinációs kampányokSikeres vakcinációs kampányok

SSPE stands for subacute sclerosing panencephalitis, a brain disease that is a late consequence of measles infection in a few patients.

Diseases for which effective vaccines are still neededDiseases for which effective vaccines are still needed. *The number of people infected is estimated at ~200 million, of which 20 million have severe disease. †Current measles vaccines are effective but heat-sensitive, which makes their use difficult in tropical countries. Estimated mortality data for 1999 from World Health Report 2000 (World Health Organization).

polio, influenza,mumpsz,sárgaláz

herpes,varicella,EBV

HIV,hepatitis B,hepatitis C

A vírus fertőzések típusai:

Az immunválasz kialakulása a vírus fertőzést követően

Az ellenanyagválasz kinetikájaAz ellenanyagválasz kinetikája

A vírus-specifikus ellenanyagok A vírus-specifikus ellenanyagok célpontjai:célpontjai:

Az ellenanyagválasz nem megfelelő specificitású, izotípusú illetve lokalizációjú

Az ellenanyagválasz nem ad kielégítő védelmet

A patogén adaptációs mechanizmusai gátolják a hatékony immunválasz kialakulását

PROBLÉMÁKPROBLÉMÁK:

Ellenanyag termelés +citotoxikus T sejtek megjelenése –védelem a Ellenanyag termelés +citotoxikus T sejtek megjelenése –védelem a vírus ellenvírus ellen

DNS targeting:DNS targeting:  ·      ·      megfelelő ligandum,·      internalizáció és endoszóma-irányítás·      fúzió lizoszómákkal·      lizoszomális enzimek degradálják SzinteSzintettikus virusikus virus    

Intranasalis, intrarectális, intravaginális immunizálás

CTL indukálása Peyer plakkokban, lamina propriában történik

Adjuvánsok : pl. kolera toxin B: cAMP indukció, IL-12 termelés

különösen alkalmas nyálkahártya immunizálásra

DNS alapú vakcináció:DNS alapú vakcináció:

Bejuttatás: In vivo elektroporácó, génpisztoly – intramuszkulárisan

Teljes Protein gén, vagy peptid epitóp

MHCI, MHCII prezentáció

Virális vektor (vaccinia, poxvirus) erősíti rec DNA vakcina hatását

ligandumNukleáris transzlokációs szignál DNS

plazmid

?Terápiás génSzövetspecifikus

regulálható promoter

Endoszomális lizis, vagy bypass

a vakcina típusa vírus baktérium parazita

élő, legyengített kórokozó  

polio, kanyaró, mumpsz, rubeola, bárányhimlő, sárgaláz, rotavírusok, dengue láz, hepatitis A,

tuberkulózis, tífusz, kolera, shigellózis, lepra

elölt kórokozó  

polio, influenza, veszettség, hepatitis A/B

szamárköhögés, tífusz, kolera,lepra, H. pylori,

malária

toxinok  

  diftéria, tetanusz, kolera, lépfene,shigellózis, E. coli

alegység vakcinák hepatis B, herpes simplex 2, influenza, papilloma, HIV, veszettség

HiB, szamárköhögés, tífusz meningococcusok, pneumococcusok, H. pylori,

malária, schistosomiasis,leishmaniasis

vektor vakcinák   

HIV, kanyaró, veszettség tuberkulózis, tífusz, kolera, shigellózis

malária

nukleinsav vakcinák    

HIV, influenza, herpes simplex 2, veszettség, hepatitis B, hepatitis C, hepatitis D, papilloma, HTLV1, CMV

tuberkulózis, tífusz malária, schistosomiasis,leishmaniasis

VAKCINÁK /kísérleti szakaszban

Vakcina TERVEZÉSVakcina TERVEZÉS

az epitóp kiválasztása

az adjuváns kiválasztása

irányítás,a bejuttatás helyének és módjának kiválasztása

A megfelelő epitópok kiválasztása

NC

konformációsdetermináns

hozzáférhető lineárisdetermináns

nem hozzáférhetőlineárisdetermináns

N

C

denaturáció

limitált proteolízis

CNC

N

új determináns

Stratégia új generációs vakcinák fejlesztéséreStratégia új generációs vakcinák fejlesztésére

Vírusok – nem fejeznek ki megfelelő T sejt epitópot (szelekció az evolúció során)

Tumor – a hatékony T sejtek delécióját segíti elő

Immunogenitásának fokozása: „epitóp enhancement”Immunogenitásának fokozása: „epitóp enhancement”

peptid- MHC kötődés affinitásának növelése, MHCII –TH sejtek (pl. HIV), horgonyzó aminosavak javítása, kombinatórikus peptid könyvtár

peptid-MHC komplex TCR-hez kötődés affinitásának növelése: kis és nagy affinitású T sejtek aktiválása, vagy repertoár torzulás

pl.: tumor epitópot felimerő T sejtek számának növelése

TCR keresztreaktivitás növelése: peptid kiméra – különböző vírus törzsek felismerése

A 9 aminosavból álló peptidek megkötésére alkalmas peptid-kötő árokban csak a horgonyzó aminosavak illeszkednek a megfelelő

peptid-kötő zsebekbe

A HLA-A2 és -B27 molekulák peptidkötése

32 4 5

6 7 81

93 4 5 6 7

19

28

L V RHLA-A2 HLA-B27

A vakcina hatékonyságának fokozása a szekvencia módosításával

új peptidek tervezése

az antigén immunogenitásának fokozása /a hordozó és az adjuváns

partikularizáció (Al-hidroxid/foszfát, liposzómák, viroszómák) polimerizáció ( mannóz polimerek, MAP)

emulzió (olaj / víz)mikrokapszuláció ( különböző sebességgel bomló polimerek)

bakteriális eredetű termékek

más kémiai adjuvánsok ( polinukleotidok, CpG )

citokinek ( IL-2, IL-4, IL-6, IL-10, IL-12, GM-CSF, TNF-, IFN-)

antigén irányítás ( CR-ok, FcR-ok, MR, TLR-ok) - targeting

VAKCINA TERVEZÉS

  vakcina típus élő, legyengített

elölt / alegység

DNS / RNS

az immunválasz típusa  

ellenanyag közvetített

B- sejtek +++ +++ +++

sejtes CD4+ T-sejtek +/- TH1 +/-TH1* +++ TH1*

  CD8+ T-sejtek +++ - ++

  antigén bemutatás

MHC I / II MHC II MHC I / II

memória humorális +++ +++ +++

  sejtes +++ +/- ++

előállítása a kifejlesztés és termelés technikai kivitelezhetősége

+ ++ ++++

  ár + + +++

  szállítás és tárolás

+ +++ +++

biztonságosság ++ ++++ +++

A különböző vakcina típusok összehasonlításaA különböző vakcina típusok összehasonlítása

naiv

memória

ÉLETKOR

naiv

memóriaéletkor

TOXICITÁS

az adjuváns kedvezőtlen hatása (TH1/TH2)

beépülés a genomba / onkogének aktiválása

autoimmunitás előidézése (molekuláris mimikri)

szennyeződések okozta (vírus, prion)

A hatékony vakcina:A hatékony vakcina:

- biztonságos –alkalmazható gyermekeknek, felnőtteknek, mindenkinek

- Hatékony a fertőzés ellen, vagy a betegség ellen (kevésbé jó)- megfelelő, tartós védettséget biztosít- memória (védettség

élethosszig)- neutralizáló ellenanyagot indukál- T sejtes választ indukál- stabil, olcsó, kevés mellékhatás- könnyen alkalmazható (orális vakcina, egy alkalom az ideális-pl. Sabin

csepp)-elfogadható és alkalmazható mindenhol (fejlődő világ).

 Adjuváns alkalmazása:Adjuváns alkalmazása: nem specifikus szignál- makrofágok stimulálása

citokin indukció, antigén-depó: lassú felszívódás

alumínium hidroxid alap, vagy olaj emulzió.Kevert oltásnál egyik adjuválhatja a másikat (pl. Bordatella

Pertussis+ tetanus+diftéria)citokinek együttes alkalmazása: IL-12 - TH1 választ segiti

Az immunizálás módja:Az immunizálás módja:

Lényeges az antigén szervezetbe jutásának helyeOrális vakcinák – mucosa szerepe (MALT)

Dendritikus sejtek mint vakcina hordozókDendritikus sejtek mint vakcina hordozók