Onderzoekers hebben een experimenteel neussprayvaccin bij muizen ontwikkeld dat brede bescherming biedt tegen een reeks ademhalingsvirussen, bacteriën en zelfs allergenen. De bevindingen, gepubliceerd in Science op 19 februari, suggereren een potentiële toekomst waarin een enkele dosis meerdere jaarlijkse injecties voor seizoensgebonden aandoeningen van de luchtwegen zou kunnen vervangen en een snelle verdediging zou kunnen bieden tegen opkomende pandemieën. Dit is belangrijk omdat de huidige vaccins vaak moeite hebben om gelijke tred te houden met snel evoluerende ziekteverwekkers, waardoor frequente updates en boosters nodig zijn.
De grenzen van traditionele vaccinatie
Al meer dan twee eeuwen vertrouwen vaccins op antigeenspecificiteit, waarbij het immuunsysteem wordt voorzien van een herkenbaar stukje van een ziekteverwekker om een gerichte reactie uit te lokken. Deze aanpak kampt echter met snel muterende virussen. Het jaarlijks actualiseren van vaccins tegen de griep en het voortdurend aanpassen van COVID-19-boosters tonen de beperkingen van dit paradigma aan. Zoals Bali Pulendran van Stanford Medicine opmerkt: “Virussen kunnen de antigenen op hun oppervlak veranderen… Zoals het spreekwoordelijke luipaard dat van vlek verandert.”
De meeste pogingen om bredere vaccins te creëren waren gericht op virale families, maar een werkelijk universeel vaccin leek tot nu toe onrealistisch.
Geïntegreerde immuniteit benutten: een nieuwe aanpak
Het nieuwe vaccin omzeilt de traditionele antigeenspecificiteit door de natuurlijke communicatiesignalen van het immuunsysteem tijdens infectie na te bootsen. In plaats van virale componenten te gebruiken, activeert het zowel de aangeboren als de adaptieve immuniteit in een gecoördineerde en langdurige reactie. Bestaande vaccins stimuleren in de eerste plaats het adaptieve systeem (antilichamen en geheugen-T-cellen), terwijl deze nieuwe aanpak gebruik maakt van de veelzijdigheid van het aangeboren systeem (dendritische cellen, neutrofielen, macrofagen) – dat doorgaans snel vervaagt maar met de juiste signalen kan worden verlengd.
Eerder onderzoek naar het Bacillus Calmette-Guerin (BCG) tuberculosevaccin toonde onverklaarde kruisbescherming tegen andere infecties aan. Het team van Pulendran ontdekte dat T-cellen in de longen maandenlang aangeboren immuunactiviteit in stand hielden door signalen via cytokines naar pathogeen-detecterende receptoren te sturen die tolachtige receptoren worden genoemd.
Hoe de neusspray werkt
Het experimentele vaccin, GLA-3M-052-LS+OVA, levert T-celsignalen om de aangeboren immuniteit in de longen te activeren. Het bevat ook een onschadelijk ei-eiwit (ovalbumine) om T-cellen naar de longen te lokken, waardoor de versterkte aangeboren respons wekenlang behouden blijft. Muizen die drie neusspraydoses kregen, bleven minstens drie maanden beschermd tegen SARS-CoV-2 en andere coronavirussen.
Niet-gevaccineerde muizen leden aan ernstige ziekte en dood, terwijl gevaccineerde muizen minimaal gewichtsverlies vertoonden, overleefden en heldere longen hadden. Het vaccin verlaagde de virusniveaus met een factor 700 en veroorzaakte adaptieve reacties in slechts drie dagen – veel sneller dan de typische twee weken bij niet-gevaccineerde dieren.
Bescherming die verder gaat dan virussen
Het vaccin beschermde muizen ook tegen bacteriële luchtweginfecties (Staphylococcus aureus, Acinetobacter baumannii) en allergisch astma veroorzaakt door huisstofmijt. Door allergische Th2-immuunreacties te onderdrukken, hielden gevaccineerde muizen de luchtwegen vrij. Pulendran gelooft dat dit een “universeel vaccin tegen diverse ademhalingsbedreigingen” is.
Volgende stappen en potentiële tijdlijn
Er zijn proeven op het gebied van de menselijke veiligheid gepland, en grotere studies zullen volgen. Als dit lukt, schat Pulendran dat er binnen vijf tot zeven jaar een universeel ademhalingsvaccin beschikbaar kan zijn. Een dergelijk vaccin zou seizoensvaccinatie kunnen vereenvoudigen en de verdediging tegen toekomstige pandemieën kunnen versterken.
“Stel je voor dat je in de herfst een neusspray krijgt die je beschermt tegen alle ademhalingsvirussen, bacteriële longontsteking en allergenen in het vroege voorjaar… Dat zou de medische praktijk transformeren.”
Het onderzoek werd gefinancierd door de National Institutes of Health, de schenking van Violetta L. Horton Professor, de schenking van het Soffer Fund en Open Philanthropy. Dit vertegenwoordigt een grote verschuiving in de ontwikkeling van vaccins, die het potentieel biedt voor duurzamere en bredere bescherming tegen een breed scala aan aandoeningen van de luchtwegen.
