I ricercatori dell'Università di Tokyo hanno annunciato i risultati positivi della sperimentazione clinica di Fase 1 di un nuovo tipo di vaccino per la protezione contro il colera e la diarrea dei viaggiatori. Il vaccino MucoRice-CTB viene coltivato nelle piante di riso e stimola l'immunità attraverso le membrane mucose dell'intestino. Il vaccino può essere conservato e trasportato senza refrigerazione e non necessita di aghi; viene semplicemente mescolato con liquido e bevuto. Credito: immagine del dottor Hiroshi Kiyono, CC BY 4.0
Lo studio indica il ruolo del microbioma intestinale nell'efficacia del vaccino.
Un nuovo vaccino per la protezione contro il colera mortale è stato creato macinando chicchi di riso geneticamente modificati. La prima sperimentazione umana non ha mostrato effetti collaterali evidenti e una buona risposta immunitaria. I ricercatori dell'Università di Tokyo e dell'Università di Chiba hanno pubblicato i risultati sottoposti a revisione paritaria dello studio clinico di fase 1 del vaccino, denominato MucoRice-CTB, in Il microbo di Lancet.
La produzione di vaccini ha fatto passi da gigante nel 2020, stimolata dal COVID-19. Tuttavia, la complessità dei vaccini SARS-CoV-2 basati su mRNA ha evidenziato il valore delle inoculazioni che possono essere effettuate, trasportate e conservate a basso costo e senza refrigerazione.
Il vaccino MucoRice-CTB è stabile a temperatura ambiente dall'inizio alla fine.
“Sono molto ottimista per il futuro del nostro vaccino MucoRice-CTB, soprattutto per i risultati dell'escalation della dose. I partecipanti hanno risposto al vaccino alle dosi basse, medie e alte, con la più grande risposta immunitaria alla dose più alta", ha affermato il professor Hiroshi Kiyono, DDS, Ph.D., dell'Istituto di scienze mediche dell'Università di Tokyo che guida il progetto MucoRice. Il Dr. Kiyono è anche membro di facoltà della Chiba University in Giappone e dell'Università della California, San Diego, negli Stati Uniti.
I ricercatori dell'Università di Tokyo hanno annunciato i risultati positivi della sperimentazione clinica di Fase 1 di un nuovo tipo di vaccino per la protezione contro il colera e la diarrea dei viaggiatori. Il fumetto mostra un riassunto semplificato della sperimentazione del vaccino MucoRice-CTB. Credito: immagine del dottor Hiroshi Kiyono, CC BY 4.0
Trenta volontari hanno ricevuto un placebo e gruppi di 10 volontari hanno ricevuto un totale di quattro dosi distanziate ogni due settimane di 3 milligrammi (mg), 6 mg o 18 mg ciascuno del vaccino. I test due e quattro mesi dopo aver ricevuto l'ultima dose hanno rivelato che i volontari che hanno risposto al vaccino avevano anticorpi IgA e IgG - due tipi di proteine che il sistema immunitario produce per combattere le infezioni - specifici per la tossina del colera B (CTB). I partecipanti che hanno ricevuto una dose più alta di vaccino avevano maggiori probabilità di avere anticorpi specifici per CTB.
Un comitato di revisione indipendente non ha trovato prove di effetti collaterali significativi.
Coltivare un nuovo tipo di vaccino I batteri Vibrio cholerae si diffondono più spesso attraverso l'acqua potabile contaminata dalle acque reflue. Senza cure mediche, il colera può uccidere in poche ore a causa della diarrea con grave disidratazione. Il colera infetta da 1.3 milioni a 4 milioni di persone e provoca da 21,000 a 143,000 morti ogni anno, secondo l'Organizzazione Mondiale della Sanità.
Esistono quattro moderni vaccini contro il colera senza ago, tutti somministrati sotto forma di gocce sulla lingua, ma richiedono una conservazione a freddo e sono costituiti da cellule del colera intere uccise o attenuate (indebolite).
Il nuovo vaccino contro il colera cresce in piante di riso giapponesi geneticamente modificate a chicco corto che producono una porzione non tossica di CTB che può essere riconosciuta dal sistema immunitario. Il CTB è simile nella struttura a una tossina prodotta da alcuni tipi di batteri E. coli che causano malattie, quindi i vaccini contro il colera spesso forniscono una protezione incrociata contro la diarrea dei viaggiatori.
I ricercatori coltivano le piante di riso in una fattoria idroponica interna appositamente costruita che soddisfa gli standard di buona pratica di fabbricazione dell'OMS per i medicinali, che garantisce che il vaccino rimanga incontaminato e che le piante siano isolate dall'ambiente naturale.
Le piante producono la subunità CTB nei loro semi, i chicchi di riso commestibili, e immagazzinano gli antigeni in goccioline chiamate corpi proteici con membrane fatte di grasso.
"I corpi proteici del riso si comportano come una capsula naturale per fornire l'antigene al sistema immunitario intestinale", ha affermato il dott. Kiyono.
Altri medicinali sono stati coltivati nelle piante, il più delle volte nelle foglie, compresi i trattamenti per l'ebola, il linfoma e l'influenza, ma i farmaci devono essere estratti e purificati prima di essere utilizzati. L'aspetto a base di cereali del sistema MucoRice evita quei passaggi aggiuntivi, la necessità di conservazione a freddo e protegge gli antigeni mentre viaggiano attraverso l'acido duro dello stomaco.
Quando le piante sono mature, il riso viene raccolto e macinato in una polvere fine, quindi sigillata in buste di alluminio per la conservazione. Quando le persone sono pronte per essere vaccinate, la polvere viene miscelata con circa 90 millilitri (1/3 di tazza USA) di liquido e quindi bevuta. I ricercatori hanno testato solo il vaccino usando soluzione salina (una soluzione salina equivalente ai fluidi corporei), ma si aspettano che funzioni altrettanto bene con acqua normale.
L'immunità attraverso l'intestino è forte, ma complicata dal microbioma
"La parte bella del nostro vaccino è che utilizza saggiamente il sistema immunitario della mucosa del corpo attraverso l'intestino per l'induzione di anticorpi specifici per l'antigene", ha affermato il dott. Kiyono.
MucoRice-CTB entra nel corpo attraverso le membrane mucose intestinali, imitando un modo naturale di incontrare e rispondere ai germi. La stimolazione del sistema immunitario della mucosa produce due classi di anticorpi che identificano i germi e li prendono di mira per la rimozione, IgG e IgA. I vaccini che vengono iniettati sotto la pelle o in un muscolo generalmente aumentano solo gli anticorpi IgG, non IgA.
I volontari che hanno risposto a MucoRice-CTB hanno avuto i livelli ematici più alti di IgG e IgA antigene-specifiche dopo 16-XNUMX settimane.
Tuttavia, 11 dei 30 volontari che hanno ricevuto il vaccino hanno mostrato una risposta immunitaria bassa o non misurabile. Tutti i volontari dello studio hanno riferito di non aver mai viaggiato fuori dal Giappone, quindi è improbabile che abbiano avuto una precedente esposizione o immunità naturale a V. cholerae o E. coli patogeno.
"Quando abbiamo visto quei dati sugli 11 bassi e sui non responsivi, abbiamo pensato che forse la microflora intestinale avesse un'influenza sull'esito della risposta immunitaria", ha ricordato il dottor Kiyono.
La microflora o microbioma è la comunità di microrganismi che vivono nel nostro corpo e ci avvantaggiano o sono innocui. È ben noto che la microflora dell'apparato digerente influenzi la salute e l'immunità, ma gli scienziati stanno appena iniziando a comprendere i meccanismi precisi della relazione.
Un'ampia analisi genetica dei campioni fecali di tutti i volontari ha identificato le migliaia di specie batteriche che vivono nell'intestino dei volontari.
"In termini semplificati, i soggetti con risposta elevata avevano una microflora più diversificata e, nel gruppo con risposta bassa, la diversità era molto più ristretta", ha affermato il dott. Kiyono.
I ricercatori hanno avvertito che la piccola dimensione dello studio di fase 1 - somministrare il vaccino a soli 30 volontari maschi giapponesi sani - significa che la rilevanza e la prevalenza dei non responder non sono ancora chiare e che la differenza totale nella diversità della microflora era sottile. Tuttavia, i risultati suggeriscono il ruolo più ampio della microflora nell'efficacia del vaccino.
"Al momento sono tutte speculazioni, ma forse una maggiore diversità della microflora crea una situazione migliore per una forte risposta immunitaria contro il vaccino orale", ha affermato il dott. Kiyono.
Il legame tra il microbioma intestinale e l'efficacia del vaccino è stato precedentemente rivelato dal fatto sfortunato che la maggior parte dei vaccini viene sviluppata nelle nazioni industrializzate e alcuni sono quindi meno efficaci quando vengono consegnati nei paesi in via di sviluppo. I vaccini delle mucose, compresi i vaccini orali contro la poliomielite e il colera, sembrano particolarmente inclini a questa disparità. La maggior parte delle teorie scientifiche per spiegare il fenomeno si concentrano sull'infiammazione intestinale cronica legata alla scarsa igiene. (https: /
"Probabilmente per ogni vaccinazione in questo momento, anche per i vaccini iniettati, dovremmo pensare allo stato immunitario dell'individuo in base alle condizioni della sua microflora", ha affermato il dott. Kiyono.
Resta da vedere come la diversità della microflora avrà un impatto sull'efficacia globale del nuovo sistema di vaccini commestibili MucoRice rispetto ai record di altri vaccini orali.
Per ora, i ricercatori hanno in programma di lavorare con partner dell'industria farmaceutica per portare MucoRice-CTB nella prossima fase delle sperimentazioni cliniche in Giappone e all'estero.
Riferimento: "Valutazione del vaccino orale MucoRice-CTB per la sicurezza e l'immunogenicità microbiota-dipendente negli esseri umani: uno studio randomizzato" di Yoshikazu Yuki, Masanori Nojima, Osamu Hosono, Hirotoshi Tanaka, Yasumasa Kimura, Takeshi Satoh, Seiya Imoto, Satoshi Uematsu, Shiho Kurokawa, Koji Kashima, Mio Mejima, Rika Nakahashi-Ouchida, Yohei Uchida, Takanori Marui, Noritada Yoshikawa, Fumitaka Nagamura, Kohtaro Fujihashi e Hiroshi Kiyono, 24 giugno 2021, Il microbo di Lancet.
