Rhinovirusrokotteen kehittämisessä on kyse muustakin kuin vilustumisen torjumisesta

tutkijat, jotka työskentelevät rokotteen parissa rinovirusta, flunssan aiheuttavaa infektiota vastaan, ovat kaikki selvillä yhdestä tärkeästä asiasta — he eivät yritä parantaa nuhaa.

”rinovirus on enemmän kuin pelkkä riesa”, sanoo virologi Martin Moore Atlantan Emoryn yliopistosta Georgiasta. ”Aikuisten niiskutus ei ole syy tähän.”

vaikka virus aiheuttaa useimmille ihmisille lieviä oireita ja sitä pidetään vähäisenä vaivana, se voi aiheuttaa vakavia ongelmia pienille lapsille, joilla on astma, ja vanhuksille, joilla on keuhkokuume tai keuhkoahtaumatauti (COPD).

Rinovirukset aiheuttavat yleensä ylähengitystieinfektioita, mutta ihmisillä, joilla on taustalla keuhkosairauksia, lisääntynyt tulehdus vaikuttaa yleensä alahengitysteihin, sanoo Lontoon Imperial Collegen immunologi Gary McLean. Tulehdus aiheuttaa hengitysvaikeuksia; sairaus kestää pidempään ja voi olla paljon vakavampi. Lapsilla vilustuminen on merkittävä syy astmakohtauksiin, ja suuri määrä vilustumista nuorena on hyvä ennustaja siitä, että lapsi kehittyy astmaan.

James Gern, Wisconsinin yliopiston allergialääkäri Madisonissa Wisconsinissa, sanoo, että vielä ei ole selvää, aiheuttaako rinovirus astmaa vai ovatko astmaa sairastavat erityisen alttiita virukselle, mutta hänen mielestään on perusteltua epäillä syy-seuraussuhdetta. ”Jos lapsi saa yhä uudelleen alempien hengitysteiden tulehduksia, se voi aiheuttaa arpeutumista kasvaviin keuhkoihin”, hän sanoo. Gernin pitkään jatkunut pitkittäistutkimus Madisonissa syntyneillä lapsilla on auttanut selvittämään rinovirusinfektioiden yleisyyttä ja komplikaatioita lapsilla. Hän havaitsi, että rinovirustartunnat ovat ”lähes yleismaailmallisia” lapsilla, joilla on astma kylmänä vuodenaikana, ja niihin liittyvät sairaudet kestivät pidempään ja olivat vaikeampia niillä lapsilla, joilla
.

emme yritä parantaa flunssaa, mutta lievitämme vaikeiden, akuuttien keuhkosairauksien

oireita tarvitaan rokote, koska ihmisille, joilla on riski saada rinoviruksen aiheuttamia komplikaatioita, ”ei ole muuta hoitoa kuin laittaa heidät sairaalaan ja toivoa, että he paranevat”, McLean sanoo. ”Emme yritä parantaa flunssaa, vaan lievittää vaikeiden, akuuttien keuhkosairauksien oireita.”

este

rokotteen kehittäminen on kuitenkin osoittautunut vaikeaksi. ”Se on hankala, taudinaiheuttaja ei tee siitä helppoa”, McLean sanoo.

suurin ongelma on pelkkä rinovirusten määrä. Tähän mennessä on löydetty ainakin 160 eri serotyyppiä kolmesta eri lajista, jotka tunnetaan nimillä A, B ja C. C-viruksia, joita on nyt noin 60 serotyyppiä, löydettiin vasta kymmenen vuotta sitten
. Tämä serotyyppien runsaus on ongelma, sillä vaikka ihmisen immuunijärjestelmä on hyvä tuottamaan vasta-aineita, jotka suojaavat meitä miltä tahansa yksittäiseltä viruskannalta altistumisen jälkeen, tämä suoja ei ulotu eri serotyyppeihin.

rokote, joka voi suojata kaikkia tai useimpia olemassa olevia serotyyppejä vastaan, on tärkeä, koska toisin kuin influenssassa, jossa vuosittain todennäköisesti hallitsevat kannat tunnetaan ja rokotteet voidaan räätälöidä vastaamaan niitä, ei ole olemassa erityisiä rinoviruskantoja, jotka hallitsevat — ne kiertävät samanaikaisesti koko maailmassa. ”Rinoviruksen takia emme voi rajata sitä”, sanoo Jorge Blanco, Marylandin Rockvillessä sijaitsevan biotekniikkayhtiön sigmovir Biosystemsin toimitusjohtaja. ”Meidän on lähdettävä siitä, että jokainen serotyyppi on vallitseva.”

kehitystä haittaa myös hyvän eläinmallin puuttuminen rokotekandidaattien testaamiseksi in vivo. Petrimaljassa olevat vasta-aineet, jotka neutraloivat viruksen, eivät välttämättä aina toimi elävissä järjestelmissä, ja jotkin vasta-aineet, jotka näyttävät tehoavan vain yhteen serotyyppiin in vitro, saattavat itse asiassa osoittaa ristiserotyypin vaikutusta, kun ne testataan in vivo. ”Tarvitaan eläinkokeita, jotta voidaan todistaa, että rokote voi olla tehokas”, sanoo Blanco, jonka yritys työstää rinovirusmallia puuvillarotan avulla. Tähän mennessä se on onnistunut kasvattamaan rotissa kaksi serotyyppiä — RV14 ja RV16.

alalla on toimintaa, mutta epäonnistumisia on ollut niin paljon, että ei ole julkaistu montaa lehteä

kaikki nämä esteet tarkoittavat, että tehokkaan rinovirusrokotteen kehittämiseen on 1970-luvulla tapahtuneen optimismin purkauksen jälkeen menty vain vähän. ”Alalla on toimintaa, mutta epäonnistumisia on ollut niin paljon, ettei julkaisuja ole paljon”, sanoo Frederickissä Marylandissa päämajaansa pitävän biologisten Mimetiikan johtava tutkija Greg Tobin.

mutta asiat alkavat näyttää paremmilta. Useat eri tutkimusryhmät ovat nyt edistyneet hyvin rinovirusrokotteiden parissa käyttäen erilaisia tekniikoita.

vanhan koulukunnan lähestymistapa

Moore ryhmineen Emoryssa ottaa ehkä yksinkertaisimman, raaimman voiman lähestymistavan: ahtaa mahdollisimman monta eri serotyyppiä yhteen rokotteeseen. ”Menetelmämme on täysin vanhanaikainen”, Moore sanoo.

Multivalentit rokotteet eivät ole uusia — poliorokote, joka on rinoviruksen tavoin koronavirus, kattaa kolme serotyyppiä ja pneumokokkirokote sisältää kaikki 23 serotyyppiä. Mooren vihjailut ovat kuitenkin kaukana siitä, mitä kukaan on aiemmin yrittänyt. ”Annoksesta riippuen voisimme tehdä 100-valenttisen rokotteen”, hän ennustaa.

vanhan koulukunnan teemalla pysyttelevä Moore aikoo käyttää inaktivoituja viruksia ja niitä hyvin ymmärrettyjä prosesseja, joita käytetään rokotteen valmistamisessa vastaavaan poliovirukseen. Jujuna on löytää keino puristaa tarpeeksi antigeenia kohtuullisen pieneen pistokseen. Se ei tule olemaan helppoa. C-virusten sisällyttäminen on osoittautunut erityisen hankalaksi, koska niitä on vasta äskettäin viljelty soluissa, ja toistaiseksi tutkijat eivät ole pystyneet kasvattamaan niitä niin korkeiksi pitoisuuksiksi, että ne voitaisiin laimentaa niin pieneen tilavuuteen, että ne voitaisiin sisällyttää rokotteeseen. ”Se vaatii paljon prosessitutkimusta”, Moore sanoo.

ne ovat hyvin immunologisia hiukkasia, joten ennustamme, että 100-valenttinen rokote ei sisältäisi enempää proteiinia kuin keskimääräinen influenssarokote

kun kink on hoidettu, Mooren mukaan virus on kuitenkin niin hyvä stimuloimaan vasta-aineita, että rokotteessa tarvitaan vain pieni määrä kutakin serotyyppiä. ”Ne ovat hyvin immunologisia hiukkasia, joten ennustamme, että 100-valenttinen rokote ei sisältäisi enempää proteiinia kuin keskimääräinen influenssarokote”, hän sanoo.

Moore työskentelee nyt Meissa Vaccinesin kanssa South San Franciscossa Kaliforniassa valmistusprosessin kehittämiseksi, mutta ennustaa olevansa vielä yli kahden vuoden päässä ihmiskokeista.

synteettiset epitoopit

muut tutkijat yrittävät monimutkaisempia menetelmiä saadakseen toimivan rokotteen tarvitseman ristiserotyyppisuojan. Tobin käyttää immune refocusing technology-nimistä tekniikkaa kehittääkseen synteettisen epitoopin — sen osan virusantigeenia, johon vasta-aineet sitoutuvat-joka stimuloi suojaa useita serotyyppejä vastaan. Sen sijaan, että se olisi spesifinen yhdelle kannalle, se on eräänlainen geneerinen antigeeni, jonka vasta-aineet kykenevät tunnistamaan useita eri serotyyppejä.

”kysymme” mistä aminohapoista vasta-aineet pitävät”, ja sitten muokkaamme epitooppeja varovasti niin, että ne muuttavat keskeisiä aminohappoja antigeeniksi, joka stimuloi ristisuojaavia vasta-aineita”, Tobin Biological Mimetics-yliopistosta kertoo.

joka ikinen immuunitrefokusoitu antigeeni on stimuloinut ennennäkemättömiä ristiserotyyppisiä vasta-aineita

yhtiö on tähän mennessä ollut jonkin verran menestyksekäs tämän menetelmän kanssa. ”Joka ikinen immuunivasteen uudelleenkohdentama antigeeni on saanut aikaan ennennäkemättömiä ristiserotyyppisiä vasta-aineita”, hän sanoo. Yhtiön johtava rokotekandidaatti eli M5 on neutralisoinut 41 tähän mennessä testatuista 61 serotyypistä. Ja vaikka M5 perustuu A-virukseen, se neutralisoi B-viruksen serotyypit yhtä hyvin.

”en koskaan uskonut, että saisimme noin hyvän vastauksen”, sanoo Tobin, joka lisää odottavansa samanlaista menestystä C-viruksia vastaan, kun ne kehittävät hyvän tavan testata sitä. Yhtiön tavoitteena on aloittaa vaiheen I ja II ihmiskokeet vuonna 2018.

Imperial College Londonissa McLean on skeptinen sen suhteen, kuinka tehokkaita synteettiset epitoopit tulevat olemaan käytännössä. ”Ne voivat toimia kokeellisessa ympäristössä, mutta ne poikkeavat alkuperäisestä patogeenistä. Joten mitä tapahtuu, kun immuunijärjestelmä kohtaa alkuperäisen kannan?”hän sanoo.

tähtäävä kapsidiproteiini

McLeanin oma työ on Tobinin tavoin keskittynyt yhden, ristisuojaavan antigeenin valmistamiseen. Hän ja hänen kollegansa etsivät eri rinoviruskantojen genomeista hyvin säilyneitä alueita, jotka he jakoivat keskenään. He löysivät useita, mutta useimmat olivat proteiineja, jotka pysyvät viruksen kirjekuoren tai tartunnan solu. Rokote tarvitsee Kohteen viruksen pinnalta. Lopulta ryhmä tunnisti vp0-nimisen proteiinin, joka on osa viruksen ulkokuorta eli kapsidia, jota on yli 100 kannassa. ”Ajattelimme, että olisi hyödyllistä immunisoida tuolla proteiinilla, ja se voisi antaa meille ristiserotyyppisen suojan”, McLean sanoo.

mutta vasta-aineiden tuottamisen sijaan McLean haluaa rokotteensa indusoivan T-soluja, jotka tunnistavat mahdollisimman monta eri kantaa, ja kouluttavan immuunijärjestelmän T-soluja reagoimaan sopivammalla tavalla rinovirusinfektioihin. Kroonisista keuhkosairauksista kärsivillä ihmisillä on taipumus saada vääränlainen immuunivaste rinovirukselle. He asentavat th2-vasteen, jota McLean kuvailee tulehduksen ”suureksi vaaralliseksi sotkuksi” sen sijaan, että se reagoisi normaalisti virusinfektioon eli th1-vasteeseen. Kun rokote sisältää adjuvantin, jonka tiedetään tuottavan TH1-vasteen, se antaa immuunijärjestelmän tietää, miten sen tulisi reagoida seuraavan kerran, kun virus ilmaantuu. Saada kehon tuottamaan, että TH1 vastaus ei vain auttaa selvittämään infektio, mutta myös lieventää auttamaton TH2 tulehdusreaktio, joka voi laukaista astmakohtauksen.

haluamme muuttaa immuunivasteen takaisin suotuisammaksi T-soluvasteeksi

”haluamme väännellä immuunivasteen takaisin suotuisampaan T-soluvasteeseen, hän sanoo.

McLean sanoo olevansa” hieman poissa ” vaiheen I ihmiskokeista — suurin haaste juuri nyt on sopivan adjuvantin löytäminen, sillä viruspartikkelit eivät itsessään edistä juurikaan immuunivastetta. Hänen on myös osoitettava, että hänen kapsidiproteiininsa voi tuottaa tuloksia myös C-viruksille, jotka löydettiin hänen aloitettuaan tämän työn. ”Saadaksemme jonkun antamaan rahaa ihmiskokeisiin, meidän on näytettävä, että se toimii myös C-tyypille”, hän sanoo.

vielä ei ole selvää, mikä näistä tekniikoista todennäköisesti johtaa onnistuneeseen ihmisrokotteeseen, mutta kaikkia kolmea kannattaa jatkaa, Gern sanoo Wisconsinin yliopistosta. ”Kun serotyyppejä on yli 160, kaikenlainen virus tulee olemaan suuri haaste”, hän sanoo. ”On järkevää jatkaa useita lähestymistapoja.”

ja uusi kiinnostus alaa kohtaan alkaa vakuuttaa tutkijat ja lääkeyhtiöt siitä, että alihyödynnetty alue on varteenotettava paikka ponnistuksille.

”kerran jos sanoit työstäväsi flunssarokotetta, vaarana oli, että sinulle nauretaan”, Tobin sanoo. ”Se alkaa muuttua.”