Een verkennende studie naar vaccinatie door middel van inhalatie van een verneveld tuberculosevaccin

Tuberculose (TB) wordt veroorzaakt door de bacterie Mycobacterium tuberculosis (M.tb), eist dagelijks nog steeds meer dan 4000 dodelijke slachtoffers, en is met antibiotica moeilijk te bestrijden. De meest efficiënte manier om deze infectieziekte te lijf te gaan, moet worden gezocht in een vaccin dat helpt om infectie en/of ziekte te voorkómen om zodoende de verspreiding van TB te doorbreken.

Het enig beschikbare vaccin tegen tuberculose, Bacille Calmette-Guérin (kortweg BCG), is een verzwakte variant van Mycobacterium bovis en weliswaar effectief in jonge kinderen, maar te vaak onwerkzaam tegen ernstige longontsteking in (jong)volwassenen. Nieuwe vaccins zijn dringend nodig om de TB-epidemie te kunnen bestrijden.

Bij gebrek aan voorspellende grootheden of kennis van mechanismen van beschermende TB-immuniteit, moet de werkzaamheid van nieuwe, verbeterde vaccinatiestrategieën proefondervindelijk (empirisch) worden vastgesteld. Daarbij zijn vooralsnog proefdieren onmisbaar.

Makaken zijn bij uitstek geschikt voor dit onderzoek, omdat ze van nature gevoelig zijn voor M.tb infectie, en omdat de ontwikkeling van ziekte sterk lijkt op tuberculose bij de mens. Omdat ook hun afweersysteem grote overeenkomsten vertoont, wordt aan tuberculoseonderzoek in makaken een grote voorspellende waarde voor mogelijke klinische toepassing toegekend.

• Wetenschap

  Achtergrond

  Mede uit ons eerdere onderzoek is gebleken dat toediening van het BCG-vaccin door instillatie in de luchtwegen in plaats van de gebruikelijke injectie in de huid, tot betere bescherming tegen longtuberculose in volwassen dieren leidt. De bescherming na deze experimentele vaccinatie gaat met unieke signalen van afweer gepaard die met name in de luchtwegen aan de hand van specifieke patronen in T-lymphocyten met geheugenfunctie te meten zijn. Ook van een verzwakte variant van M.tb, genaamd MTBVAC, dat nu als mogelijke vervanging van BCG in de kliniek wordt getest, hebben we kunnen vaststellen dat alternatieve toediening via de luchtwegen tot diezelfde unieke afweersignalen leidt. Met het oog op mogelijke klinische ontwikkeling van een alternatieve toediening voor MTBVAC hebben de ontwikkelaars van dit vaccin het Europese TRANSVAC2 consortium en daarbinnen het participerende BPRC benaderd voor een vervolgexperiment.

  Doelstelling & Studieontwerp

  Het primaire doel van het experiment was om vast te stellen of resusmakaken met dezelfde unieke eigenschappen van lokale afweer (immuniteit) zouden reageren op inademing van verneveld MTBVAC. Daartoe moest een nieuwe vernevelings- en inademeningsprocedure voor makaken worden ontworpen. De dieren werden na immunisatie minimaal 2 maanden vervolgd. Daarnaast is - in overleg tussen vaccinontwikkelaars en BPRC onderzoekers - een tweede doelstelling geformuleerd om in een verkennende studie, met slechts 3 van de 5 gevaccineerde dieren, te onderzoeken of die vernevelde toediening ook bescherming tegen het ontstaan van longtuberculose kon bieden. Terwijl de 3 (vooraf aangewezen) gevaccineerden in een vervolg van drie maanden aan infectie met M.tb werden blootgesteld, zijn 3 niet-gevaccineerde dieren aan het experiment toegevoegd als noodzakelijke controles. Daarmee kwam het totaal aantal dieren voor dit experiment op 8. De 2 resterende gevaccineerde dieren zijn gebruikt om nieuwe assays/technieken op te zetten en te toetsen, die het mogelijk moeten maken om vast te stellen dat de unieke T-lymphocyt reacties in de luchtwegen ook in het longweefsel te meten zijn. Tegelijkertijd zijn in dit verkennende experiment panels ontworpen voor assays met behulp van een nieuw aangeschafte spectraal-cytometer, die het BPRC beter dan voorheen in staat stelt om complexe patronen van diverse functies in verschillende immuuncelpopulaties te meten. En verder, ter verfijning van ons dierexperimenteel werk en met perspectief op mogelijke klinische toepassing, is een nieuwe signaalstof DPA714 (dat voornamelijk bindt aan het mitochondriale eiwit TSPO in macrofagen) onderzocht voor de diagnose van TB met behulp van hoogwaardige beeldvorming op basis van PET-CT techniek.

  Resultaten

  Deze (verkennende) studie was t.a.v. de verscheidene vraag- en doelstellingen succesvol. MTBVAC bleek na inademing goed te worden verdragen en inderdaad het gewenste immuunprofiel in de luchtwegen te induceren. Door intravasculaire aankleuring van witte bloedcellen vlak voor het studie-eindpunt, werd bevestigd dat de gezochte T-lymphocyten niet alleen in de luchtweg maar ook in het longweefsel waarneembaar zijn, hetgeen hun kritische rol in effectieve TB-afweer verder lijkt te ondersteunen. Wellicht als meest aansprekend resultaat bleken de 3 gevaccineerde dieren na experimentele infectie beschermd, terwijl de niet-gevaccineerde controles progressieve TB ontwikkelden. Op basis van onze bevindingen is het zinvol om vernevelde toediening van MTBVAC (en BCG) via de luchtwegen als mogelijk verbeterde vaccinatiestrategie tegen TB verder te onderzoeken. Verder werden positieve resultaten geboekt voor de toepassing van spectraal-cytometrie voor het onderscheiden van diverse (weefselgebonden versus circulerende) immuun-/geheugencellen, en voor de bruikbaarheid van de TSPO-tracer DPA714 als beeldvormend diagnosticum.

   

• Projectvergunning(en)
  AVD5020020172645

   

• Dierproeven

  Deze studie is uitgevoerd op een totaal van 8 volwassen resusapen.

  Voor de primaire vraagstelling zijn 5 dieren eenmalig gevaccineerd door inademing van verneveld vaccin. Dit aantal was nodig en voldoende om immunogeniteit met statistische zekerheid vast te stellen.

  Voor de aanvullende, verkennende studie naar de beschermende werking zijn 3 gevaccineerde en 3 niet-gevaccineerde makaken, door herhaalde blootstelling aan een limiterende dosis van Mycobacterium tuberculosis, geïnfecteerd.
  Op grond van het studieprotocol zijn de dieren in totaal tot maximaal 26x gesedeerd voor handelingen als vaccinatie, bemonstering, infectie en diagnostische beeldvorming.

  Het vooraf ingeschatte niveau van matig ongerief is, achteraf bezien, voor geen van de dieren overschreden.
  Voor 2 niet-gevaccineerde controledieren is een humaan eindpunt bereikt; slechts voor één van beide lag dit (1 week) vóór het beoogde eindpunt van de studie. Door het betreffende dier voortijdig te offeren, is erger ongerief voorkomen.

   

  Lees meer over:
  - De apen
  - Aantal dierproeven in 2021
  - Mate van ongerief