az immunválasz manipulálása: az immunválasz befolyásolásán alapuló terápia
DESCRIPTION
2. Óra. Az immunválasz manipulálása: az immunválasz befolyásolásán alapuló terápia. Antigén specifikus Immunstimuláció Immunszuppresszió. Nem antigén specifikus Immunstimuláció Immunszuppresszió. Immunmoduláció. Terápiás célpont: - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
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