Az immunválasz manipulálása: az immunválasz befolyásolásán alapuló terápia

1. 2. Óra Az immunválasz manipulálása: az immunválasz befolyásolásán alapuló terápia • Antigén specifikus • Immunstimuláció • Immunszuppresszió • Nem antigén specifikus • Immunstimuláció • Immunszuppresszió • Immunmoduláció

2. Terápiás célpont: az immunválasz elemei: citokinek, adhéziós molelulák, sejtmembrán molekulák, receptorok, ellenanyagok Ellenanyagok mint gyógyszerek: specifitás  antigenicitás humanizált ellenanyagok, „targeting”

3. Immunstimuláció • kórokozók elleni válasz elősegítése • tumorsejtek elleni válasz elősegítése Immunterápiás eljárások / az immunrendszer működésének módosítása 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

4. A 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

5. 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 RobertKoch (1843-1910), Louis Pasteur(1822-1895) and many others.” IMMUN STIMULÁCIÓ -vakcináció

6. Karikatúra az E. Jenner által bevezetett himlő oltás következményeiről

7. . . . . 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

9. a szervezet specifikus védekező képességének fokozása • Antigénspecifikus immunstimuláció: • Aktív immunizálás: • elölt kórokozó • legyengített kórokozó • keresztreaktív, nem patogén élő kórokozó, vagy ennek része • nem toxikus, módosított forma (mikrobiális toxin) • Eredmény: • ellenanyag termelés + effektor T sejtek • memória válasz • Adjuvánsok: cél: immunstimuláció elősegítése • ag koncentrálása • hosszú ideig fenntartása • APC stimulálása

10. Passzív immunizálás:hiperimmunizált állatból vagy emberből • IgG –kész antigénspecifikus ellenanyag • előnye: gyors, de átmeneti • hátránya: 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 immundefficiencia • forrás: 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.

11. Vakcináció – 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 jövő • Kórokozó legyengítése: • sejttenyészetben szaporított vírus, ahol eredetileg nem nő (majom) •  mutációk  vírus szaporodása  emberi sejtekben nem szaporodik  - oltóanyag • In vitro mutagenezis:virus gén megváltoztatásavisszafordíthatatlanul • pl. influenza- évente más - antigén shift • tervezett mutagenezis

12. Vírusok legyengítése nem emberi sejtekben való tenyésztéssel

13. 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

14. Patogén vírus Virulencia gén izolálása Virulencia gén mutációja vagy eltávolítása

15. 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: • B és helper T sejteknek ugyanazon molekuláris komplexben levő epitópokat kell felismerniük • Haemophilus influenzae B: • Tsejt-független B sejt válasz poliszaharid a baktérium kapszulára • tetanusz toxoid + poliszaharid konjugátum - T sejtektől függő, hatékony • válasz 2 év alatt is • Tetanusz toxoid specifikus T sejtek citokineket termelnek – B sejt válasz: a bakteriális poliszaharid ellen

16. Haemophilus influenzae type B vaccine • Konjugátum vakcina: • B és helper T sejteknek ugyanazon molekuláris komplexben levő epitópokat kell felismerniük

17. Reverz 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 falciparumfehérjében Erős cytotoxikus T sejt választ vált ki. T sejtek proliferációja Peptid -> terápia

18. Legyengített élő mikroorganizmus, mint vektor • más gének beépítése: kombinált vaccina: • pl. Salmonella: tetanusz toxoid ag, +Listeria monocytogenezis • Leishmania • Yersinia pestis • Schistosoma mansoni gének • vírus: nem patogén,– többféle gén beépítése (növényi vírusok) • „kórokozó” mint hordozó: antigén beépítve,több ag egyszerre • nem ismételhető • heterológ vakcinák • Szintetikus peptidek • T sejt epitóp azonositása,  peptid szintézis • Hátrány: sokfélesség • ISCOM: immune stimulatory complex • liposzómába zárt peptid – sejtbe bejut

19. Immunstimuláló komplex peptiddel Fúzió Peptid transzport az ER -be Peptid bemutatása az MHCI-en keresztül a T sejtek számára

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

26. Diseases 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).

27. A vírus fertőzések típusai: polio, influenza, mumpsz, sárgaláz herpes, varicella, EBV HIV, hepatitis B, hepatitis C

28. Az immunválasz kialakulása a vírus fertőzést követően

29. Az ellenanyagválasz kinetikája

30. A vírus-specifikus ellenanyagok célpontjai:

31. PROBLÉMÁK: Az ellenanyagválasz nem megfelelő specificitású, izotípusú illetve lokalizációjú Az ellenanyagválasz nem ad kielégítő védelmet A patogén adaptációs mechanizmusai gátolják a hatékony immunválasz kialakulását

32. Ellenanyag termelés +citotoxikus T sejtek megjelenése –védelem a vírus ellen • DNS targeting: • ·      megfelelő ligandum, • ·      internalizáció és endoszóma-irányítás • ·      fúzió lizoszómákkal • ·      lizoszomális enzimek degradálják • Szintetikus virus

33. 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: Bejuttatás: In vivo elektroporácó, génpisztoly – intramuszkulárisan Teljes Protein gén, vagy peptid epitóp MHCI, MHCII prezentáció Virális vektor (vaccinia, poxvirus) erősíti rec DNA vakcina hatását Nukleáris transzlokációs szignál DNS plazmid ligandum Endoszomális lizis, vagy bypass ? Szövetspecifikus regulálható promoter Terápiás gén

34. 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

36. az epitóp kiválasztása az adjuváns kiválasztása irányítás, a bejuttatás helyének és módjának kiválasztása Vakcina TERVEZÉS

37. A megfelelő epitópok kiválasztása

38. konformációs determináns N hozzáférhető lineáris determináns limitált proteolízis C denaturáció nem hozzáférhető lineáris determináns N N C C N C új determináns

39. Stratégia 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” • 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

40. A HLA-A2 és -B27 molekulák peptidkötése 1 1 8 8 9 6 7 7 3 5 3 6 4 4 5 2 2 9 L V R HLA-A2 HLA-B27 A 9 aminosavból álló peptidek megkötésére alkalmas peptid-kötő árokban csak a horgonyzó aminosavak illeszkednek a megfelelő peptid-kötő zsebekbe

41. új peptidek tervezése A vakcina hatékonyságának fokozása a szekvencia módosításával

42. 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

43. 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 összehasonlítása

44. ÉLETKOR memória naiv életkor naiv memória TOXICITÁS az adjuváns kedvezőtlen hatása (TH1/TH2) autoimmunitás előidézése (molekuláris mimikri) szennyeződések okozta (vírus, prion) beépülés a genomba / onkogének aktiválása

45. 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: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: Lényeges az antigén szervezetbe jutásának helye Orális vakcinák – mucosa szerepe (MALT)

46. Dendritikus sejtek mint vakcina hordozók