Cepivo proti RSV, pripravljeno z virusnim vektorjem, inducira dolgotrajno humoralno imunost pri bombažnih podganah

Respiratorni sincicijski virus (RSV) je negativno polarni RNA virus in spada v družino paramiksovirusov. Je najpogostejši vzrok za bronhiolitis, pljučnico in respiratorno odpoved pri dojenčkih. Virus je zlahka prenosljiv s kašljem in dihanjem. Okužba se lahko ponavlja, vendar učinkovitega ter varnega cepiva še ni v uporabi [1].

Okužba z RSV

Primarna okužba z RSV sicer inducira T-celični odziv, ampak zaščita ni zadostna. RSV namreč prepreči nastajanje IFN-α in IFN-β, ki med drugim vzpodbujata odpornost na virusno replikacijo v neokuženih celicah, s tem aktivirata gene, ki povzročajo uničenje mRNA in tako zavreta translacijo virusnih proteinov. Aktivirata tudi naravne celice ubijalke (NK). Odsotnost IFN prispeva k relativno neučinkovitemu B celičnemu odzivu na virus [1].

Konstrukcija cepiva

Izdelali so cepivo, katerega vektor temelji na Hitchner B1 sevu (cepni sev) virusa atipične kokošje kuge oz. NDV (Newcastle disease virus). NDV je ptičji paramiksovirus, ki ni patogen za ljudi in podgane in pri njiju povzroči visoke ravni IFN. Protein RSV F so vstavili v NDV. RSV F so izbrali iz 2 razlogov: (1) samo protitelesa, usmerjena na površinske glikoproteine F in G RSV so povezana z zaščito; (2) od proteinov F in G le F vsebuje CD4 in CD8 epitop T-celic. F gen iz RSV so vstavili med gena P in M (NDV cDNA) in njegovo prisotnost potrdili s PCR [1, 2].

Bombažne podgane so cepili intranazalno v dveh odmerkih – drugi, »poživitveni«, odmerek so živali prejele 28 dni po prvem. Poleg z 1 x 10⁶ pfu NDV-F, so bombažne podgane cepili še z dvema kontrolama, in sicer z 1 x 10⁶ pfu NDV samega vektorja ter z alantoično tekočino. Za testne živali so izbrali bombažne podgane iz razloga, ker imajo, tako kot ljudje, razširjeno okužbo sluznice nosu in omejeno okužbo epitelija dihalnih poti. Nato so živali okužili z RSV. Humani RSV sev A2, prvotno pridobljen iz ATCC (VR-1540), so prenesli na mišje monosloje STAT1 ^-/- fibroblastov. Odmerek 1 x 10⁶ pfu RSV so vstavili v nosno votlino. Dostavili so ga počasi, da bi omejili začetno okužbo z virusom na zgornje dihalne poti [1].

Učinkovitost cepiva

NDV-F cepljenje inducira IFN in blag, omejen vnetni odziv, kar odraža sposobnost cepiva, da aktivira prirojeno imunost. NDV-F ne povzroči akutne poškodbe zgornjih ali spodnjih dihalnih poti, povzroči pa limfocitni odziv sluznice. Medtem ko pri kontrolah večjih histoloških sprememb ni bilo, so bili pri NDV-F prisotni limfoplazmocitni infiltrati v pljučih in nosni votlini, obenem pa še povečano število limfocitov ter plazmatk okoli bronhiolov v pljučih.

S histološkimi, imunohistokemijskimi (IHC) testi in testi s plaki so pokazali, da NDV-F cepljenje zaščiti proti okužbi in ponovni okužbi z RSV. 6 mesecev po prvi okužbi so živali ponovno okužili z RSV in vse tri vrste testov so pokazale odsotnost virusa pri živalih, cepljenih z NDV-F.

Naravna zaščita, ki sledi okužbam, je kratkotrajna, cepljenje pa podaljša in ojača odziv protiteles proti RSV. Z analizo seruma, z BAL (bronhoalveolarno izpiranje) in z NW (izpiranje nosu) so ob večih časovnih točkah določili RSV-F specifične IgG z ELISO. Pri živalih, cepljenih z NDV-F, je bil ob okužbi z RSV induciran močan, F-specifičen IgG odziv, ki je ostal na visokem nivoju še 6 mesecev po okužbi z RSV.

Da NDV-F cepljenje inducira dolgotrajni odziv protiteles, so po odvzemu vratnih bezgavk dokazali tudi s štetjem RSV specifičnih IgG protitelesa-izločujočih celicih (ASCs) z ELISpot-om. Pri obeh kontrolah je bil odziv minimalen ali pa ga ni bilo, medtem ko je bil pri živalih, cepljenih z NDV-F, močan F-specifični ASC odziv.

Cepljenje prepreči eozinofilno vnetje pljuč kot odziv na okužbo in ponovno okužbo z RSV, medtem ko se je raven eoziofilcev ob ponovni okužbi pri kontrolah znova povišala. Po cepljenju in okužbi z RSV, so v večih časovnih točkah določili število celic z BAL in pregledali pripravke z Wright-Giemsa barvanjem.

Cepivo je učinkovito tudi pri predhodno okuženih živalih z RSV. Pri živalih, ki so bile cepljene z NDV-F, so dokazali trikrat višje ravni RSV F-specifičnih IgG. Podgane so najprej okužili z RSV (primarna okužba), jih nato cepili z NDV-F (v dveh odmerkih - čez 2 in 3 meseca), določili nivo protiteles v serumu (čez 4 in 9 mesecev) ter nato še drugič okužili z RSV (čez 9 mesecev). V pljučih in nosni votlini živali so dokazali odsotnost virusa [1].

Zaključek

Ugotovili so, da sta dva intranazalna odmerka NDV-F inducirala robustno, dolgoživo, antigen-specifično humoralno imunost, preprečila RSV okužbo spodnjih dihalnih poti in v veliki meri tudi zgornjih. Dokazali so tudi učinkovitost cepiva pri živalih, predhodno okuženih z RSV [1].

Viri

[1] J. Grieves, Z. Yin, A. Garcia-Sastre et al.: A viral-vectored RSV vaccine induces long-lived humoral immunity in cotton rats. Vaccine. 2018, 36(26), 3842–52.

[2] L. Martinez-Sobrido, N. Gitiban, A. Fernandez-Sesma et al.: Protection against respiratory syncytial virus by a recombinant Newcastle disease virus vector. J Virol. 2006, 80(3), 1130–9.