08/11/2013

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE PELOTASCentro de Desenvolvimento Tecnológico

Graduação em BiotecnologiaDisciplina de Vacinologia e Engenharia de Vacinas

Adjuvantes e vias de administração

Alan McBride

2013.2

alanmcb@gmail.com

Respostas para:

• O que é um adjuvante?

• Quais são os principais adjuvantes existentes?

Como eles funcionam?

• Quais deles podem ser utilizados em humanos?

• Quais as principais vias de administração de vacinas?

Imunologia

• Imunidade é a tolerância própria e que vai eliminar material estranho:– Proteção contra doenças infecciosas;

– Presença de anticorpos;

– Específico para o micro-organismo ou grupo de micro-organismos relacionados.

• Imunidade adquirida:– Ativo

– passivo

Imunidade adquirida

• Ativa:

– Produzida pelo próprio sistema imune

– Permanente

• Passiva:

– Proteção através de produtos de origem animal ou humana e transferido para outro individual

– Transiente (semanas ou meses)

Imunologia

• Imunidade é a tolerância própria e que vai eliminar material estranho:– Proteção contra doenças infecciosas;

– Presença de anticorpos;

– Específico para o micro-organismo ou grupo de micro-organismos relacionados.

• Imunidade adquirida:– Ativo

– passivo

Imunidade adquirida

• Ativa:

– Produzida pelo próprio sistema imune

– Permanente

• Passiva:

– Proteção através de produtos de origem animal ou humana e transferido para outro individual

– Transitório (semanas/meses)

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Imunidade passiva

• Anticorpos degradam e a proteção é temporário

• Mais comum – mãe para filho

• Proteção até um ano

– Melhor contra:

• Sarampo, Rubéola, Tétano

– Pior contra:

• Pólio, Coqueluche

Imunidade ativa

• Resposta antígeno-específico, tipo humoral e celular– Dura para anos e até para sempre

• Como adquirir:– Sobrevive uma infecção

• Memória imunológica (células B memória)

– Vacinação

• Fatores envolvidos:– Anticorpos maternais, natureza e dose do antígeno, via de

administração– Presença de um adjuvante– Fatores do hospedeiro:

• Idade, nutrição, e genética

Tipos de vacinas

• Atenuada viva

• Inativada

• A vacina mais idêntica ao micro-organismo, induzirá o melhor resposta imune

Resposta imune Receptores da resposta imune inata

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Células apresentadoras de antígenos

Importância da resposta imune secundária

• Eliminar o patógeno antes que cause a infecção...

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Vacinas tradicionais X recombinantes

Tradicionais Recombinantes

(+) (-)

Adjuvantes

Substancias utilizadas em combinação com um antígeno especifico que produzem uma resposta

imune mais acentuada que a produzida pelo antígeno sozinho;

Adjuvantes interferem na resposta imune de varias maneiras...

• Por aumentar a imunogenicidade de antígenos fracos;

• Por reforçar a duração da resposta imune;

• Por estimular e modular resposta imune humoral (isotipos de Ac);

• Por estimular a imunidade mediada por células;

• Por aperfeiçoar a imunidade de mucosa;

• Por diminuir a dose de antígeno requerida;

Tipos de adjuvantes

• Adjuvantes imunoestimulatórios:

– Ativam diretamente o sistema imune, principalmente através de PRRs (Pathogen Recognition Receptors);

• Sistemas de veiculação de vacinas:

– “Entregam” o antígeno para APCs;

– Tamanho comparável ao do patógeno;

Adjuvantes imunoestimulatórios

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Exemplos de adjuvantes

1. Adjuvantes de Freund

2. Sais de alumínio

3. Microesferas

4. Lipossomas

5. Saponina

6. Complexos imune estimulatórios – ISCOMS

7. LPS – Monofosforil lipídeo A

8. Sequências CpG

9. Adjuvantes de mucosa

Adjuvante de Freund

• Emulsão água em óleo mineral (parafina);

• Pode conter extrato de micobactérias (ACF) ou não (AIF);

• Não utilizado em humanos devido ao risco de inflamações graves;

Adjuvante de Freund

• Antígeno se difunde lentamente à partir da gota de óleo;

• Aplicado SC ou IP, já que IM causa lesões;

• Th1 e Th17;

Sais de alumínio

Hidróxido de alumínio

Mais utilizado em vacinas de uso

humano e veterinário

Conhecido como adjuvante ha mais

de 80 anos

Reações locais(eritema, nódulos subcutâneos e hipersensibilidade de contato

Mecanismo de ação:

- Depósito;

- Alvo para APCs

IL-1β

- InflamossomoNLRP3

-Resposta Th2

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Hidróxido e fosfato de alumínio (Alum)

A. Alumínio liga-se a proteína (depósito)

B. A medida que esse complexo se dissolve, vai liberando Ag

Alum

• Mecanismo não é claro, mas:– Ativar células dendríticas e outra APCs

– Produção de IL-1β

– Estimular produção de anticorpos

• Alum se liga na membrana plasmática – DC vai transportar antígeno para um linfonodo

– Ativa uma célula Th e indução da resposta imune?

• Pode induzir morte celular no local de injeção (?)– Liberação de DNA chama a atenção da resposta imune

– Aumenta produção de anticorpos (?)

Lipossomas

• Vesículas de fosfolipídios e colesterol;

• Depósito – liberação gradual;

Microesferas

Sistemas de entrega de antígenos e/ou adjuvantes (CpG)

1º. Candidato – PLGA (ácido poliláctico-co-glicólico)

Poliéster biodegradável e biocompatível

Fios de sutura e sist. liberação drogas (aprovado FDA)

> Uptake APCs → Indução células T

PLGA Sequencias CpG

Efeito imunoestimulatório devido a presença de ODN CpG não metilado

• Pouco presente e metilado no DNA de vertebrados

Ligação ao TLR-9 da membrana do endossomo

• Resposta Th1

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LPS

• Derivado atóxico do LPS de Salmonella minnesota (TLR4)

Monofosforillipídeo A

(MPL)

• Síntese e liberação de IL-2 e IFN-ɤ

Resposta Th1

• Componente da parede celular de bactérias Gram negativas;• Liberado na morte celular;• Ativa liberação de citocinas e moléculas coestimulatórias;•Pirógeno;

Flagelinas

• Ativam células TLR5+: DCs, macrófagos, monócitos;

• Efetivas em doses muito baixas

• Não há polarização da resposta: Th1 & Th2;

• Sequências de Ag podem ser inseridas na sua região C ou N terminal, ou ainda na região hipervariável, sem qualquer perda da sinalização via TLR5;

• Em geral são facilmente produzidas com grande rendimento;

• FliC de Salmonella

Saponinas

• Derivados de Quillaja saponaria (Quil A)

Glicosídeos triterpenóides

• IL-2 e IFN-ɤ; IgG2a

QS21 (purificada) induz citocinas Th1

• Entrada de antígeno na APC?

Interage com colesterol da membrana formando poros

ISCOMs-Immune stimulating complexes

Consiste de partículas de colesterol e fosfolipídios com aQuil A incorporada e é muito estável

Permite redução da dose de Quil A (efeito hemolítica) ede antígeno (10 - 100×)

Indução de resposta Th1/Th2 de longa duração

Produção de todos os classes e subclasses de anticorpos e uma resposta celular (Linfócitos T citotóxicos)

ISCOMs

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Adjuvantes de mucosa

+ potentes → toxinas bacterianas

CT- toxina colérica (Vibrio cholerae)

LT – Enterotoxina termolábil (Escherichia coli)

Adjuvantes aprovados para uso em humanos

Micro-agulhas Vias de administração de vacinas

• Administração parenteral.– Intramuscular, subcutânea, intravenosa.

• Administração oral– Usualmente na forma líquida.

– Vacinas comestíveis...

• Administração intranasal.

Porta de entrada para infecção

Vias de administração mais comum

IM e SC

Administração via mucosa

Mimetismo fisiopatogenia

Redução efeitos

adversos

Facilidade adm.

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Administração via mucosa

• Mais atrativa V.O.

•Entretanto apresenta problemas:

Acidez estomacalEnzimas digestivasAnergia

Via subcutânea

• No tecido subcutâneo, entre a pele e o músculo usado para medicamentos quedevem ser absorvidos lentamente

Via intramuscular

Região Deltoideana

• Contraindicado para menores de 10 anos e adultos com pequeno desenvolvimento muscular.

Região Ventro-Glútea

• Local de baixo risco.

Intraperitoneal e intravenosa