ES2300255T3 - Vacunas contra antigenos de bacterias. - Google Patents
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Abstract
Una composición inmunogénica que comprende una pluralidad de antígenos conjugados polisacáridos que constan de un antígeno polisacárido derivado de una bacteria patogénica conjugada con la proteína D de Haemophilus influenzae o un fragmento de proteína D de la misma que comprende epítopos de células T colaboradoras.
Description
Vacunas contra antígenos de bacterias.
La presente invención se refiere a vacunas
frente a antígenos polisacáridos bacterianos, su fabricación u el
uso de tales polisacáridos en medicinas.
En particular, la presente invención se refiere
a conjugados de polisacáridos bacterianos en general conjugados a
la proteína D de H. influenzae.
Streptococcus pneumoniae es una bacteria
Grampositiva responsable de una considerable morbididad y mortalidad
(en particular en jóvenes y ancianos), causante de enfermedades
invasivas tales como neumonía, bateriemia y meningitis, y
enfermedades asociadas con colonización, tales como otitis media
aguda. Se estima que el índice de neumonía neumocócica en EE.UU.
por personas mayores de 60 años de edad es de 3 a 8 por 100.000. En
el 20% de los casos esto conduce a bacteriemia y otras
manifestaciones tales como meningitis, con un índice de mortalidad
cercano al 30%, incluso con tratamiento antibiótico.
El neumococo está encapsulado en un polisacárido
químicamente unido que confiere especificidad de serotipo. Existen
90 serotipos conocidos de neumococos y la cápsula es el principal
determinante de la virulencia de los neumococos, dado que la
cápsula no sólo protege la superficie interna de la bacteria del
complemento sino que en sí misma es poco inmunogénica. Los
polisacáridos son antígenos independientes de las células T y no se
pueden procesar o presentar sobre las moléculas del MHC para
interaccionar con las células T. No obstante, pueden estimular el
sistema inmunitario a través de un mecanismo alternativo que implica
el sobrecruzamiento de los receptores de superficie en las células
B.
En varios experimentos se ha mostrado que la
protección contra la enfermedad invasiva por neumococos se
correlaciona con más fuerza con anticuerpos específicos de la
cápsula, y la protección es específica de serotipo.
Las vacunas basadas en los antígenos
polisacáridos son bien conocidas en la técnica. Cuatro que están
autorizadas para el uso en seres humanos incluyen el polisacárido
Vi de Salmonella typhi, el polisacárido PRP de Haemophilus
influenzae, la vacuna meningocócica tetravalente compuesta por
los serotipos A; C, W135 e Y, y la vacuna neumocócica
23-valente compuesta por los polisacáridos
correspondientes a los serotipos 1, 2, 3, 4, 5, 6B, 7F, 8, 9N, 9V,
10A, 11A, 12F, 14, 15B, 17F, 18C, 19A, 19F, 20, 22F, 23F y 33 (que
representa al menos un 90% de los aislamientos neumocócicos en
sangre).
Las últimas tres vacunas confieren protección
contra bacterias causantes de infecciones respiratorias que tienen
como resultado una morbididad y mortalidad graves en lactantes,
aunque estas vacunas no se han autorizado para usar en niños
menores de dos años de edad porque son inadecuadamente inmunogénicas
en este grupo de edad [Peltola y col., (1984), N. Engl. J. Med.
310: 1561-1566]. Streptococcus pneumoniae es
la causa más frecuente de enfermedad bacteriana invasiva y de
otitis media en lactantes y niños pequeños. Asimismo, los ancianos
presentan malas respuestas a las vacunas neumocócicas [Roghmann y
col., (1987), J. Gerontol. 42: 265-270], de ahí la
mayor incidencia de neumonía bacteriana en esta población [Verghese
y Berk, (1983) Medicine (Baltimore) 62:
271-285].
Entre las estrategias que se han diseñado para
superar esta falta de inmunogenicidad en lactantes se incluyen la
unión del polisacárido a proteínas inmunogénicas grandes, que
proporcionan ayuda de células T inespecífica y que inducen memoria
inmunológica contra el antígeno polisacárido al que está conjugado.
En la actualidad se están evaluando la seguridad, inmunogenicidad y
eficacia de las vacunas neumocócicas con conjugados glicoproteicos
en varios grupos de edad.
La vacuna neumocócica no conjugada
23-valente ha mostrado una amplia variación en
cuanto a eficacia clínica, del 0% al 81% (Fedson y col. (1994) Arch
Intern Med. 154: 2531-2535). La eficacia parece
estar relacionada con el grupo de riesgo que se está inmunizando,
tal como los ancianos, con enfermedad de Hodgkin, con
esplenectomía, con drepanocitosis y con agammaglobulinemia (Fine y
col. (1994) Arch Intern Med. 154: 2666-2677) y
también con la manifestación de la enfermedad. La vacuna
23-valente no demuestra protección contra las
enfermedades neumonía neumocócica (En ciertos grupos de riesgo, tal
como los ancianos) y otitis media.
Por tanto, existe una necesidad de mejores
composiciones de vacuna neumocócica, en particular unas que sean
más eficaces en la prevención o mejora de la enfermedad neumocócica
(en particular neumonía) en ancianos y en niños pequeños.
La presente invención proporciona tal vacuna
mejorada.
En general está aceptado que la eficacia
protectora de la vacuna neumocócica no conjugada comercializada está
más o menos relacionada con la concentración de anticuerpos
inducidos por la vacunación; de hecho, la autorización de los 23
polisacáridos se aceptó únicamente por la inmunogenicidad de cada
componente polisacárido (Ed. Williams y col., New York Academy of
Sciences 1995, pág. 241-249). Por tanto, la
posterior potenciación de las respuestas de anticuerpos frente a
los polisacáridos neumocócicos podría incrementar el porcentaje de
lactantes y ancianos que responden con niveles protectores de
anticuerpos a la primera inyección de polisacárido o de conjugado
de polisacárido y podría reducir la dosis y el número de inyecciones
requeridas para inducir inmunidad protectora frente a las
infecciones causadas por Streptococcus pneumoniae.
Desde principios del siglo XX, los
investigadores han experimentado con un enorme número de compuestos
que pueden añadirse a los antígenos para mejorar su inmunogenicidad
en las composiciones de vacunas [revisado en M.F. Powell y M.J.
Newman, Plenum Press, NY, "Vaccine Design- the Subunit and
Adjuvant Approach" (1995) Capítulo 7 "A Compendium of Vaccine
Adjuvants and Excipients"]. Muchos son muy eficaces, pero causan
importantes reacciones adversas locales y sistémicas que impiden su
uso en composiciones de vacunas humanas. Los adyuvantes con base de
aluminio (tal como alumbre, hidróxido de aluminio o fosfato de
aluminio), descritos por primera vez en 1926, siguen siendo los
únicos adyuvantes inmunológicos usados en las vacunas humanas
autorizadas en Estados Unidos.
Los adyuvantes con base de aluminio son ejemplos
de la clase portadora de adyuvantes que funciona mediante el
"efecto depot" que induce. El antígeno se adsorbe por su
superficie y cuando la composición se inyecta, el adyuvante y el
antígeno no se disipan inmediatamente en la corriente sanguínea, en
su lugar la composición persiste en el ambiente local de la
inyección y se produce una respuesta inmunitaria más pronunciada.
Tales adyuvantes portadores tienen la conocida ventaja adicional de
ser adecuados para estabilizar antígenos propensos a la
degradación, por ejemplo algunos antígenos polisacáridos.
3D-MPL es un ejemplo de un
adyuvante no portador. Su nombre completo es lípido A
3-O-desacilado monofosforilo (o
lípido A
3-des-O-acilado
monofosforilo o lípido A
3-O-desacil-4'-monofosforilo)
y se denomina 3D-MPL para indicar que la posición 3
de la glucosalina reductora terminal está
des-O-acilada. Para su preparación,
véase el documento GB 2220211 A. Químicamente es una mezcla de
lípido A 3-desacilado monofosforilo con 4, 5 o 6
cadenas aciladas. Originariamente se fabricó a principios de la
década de 1990, cuando el procedimiento para
3-O-desacilar el derivado
4'-monofosforilo del lípido A (MPL) condujo a una
molécula con una toxicidad más atenuada sin cambios en la actividad
inmunoestimulante.
El 3D-MPL se ha usado como
adyuvante bien por si solo o, preferentemente, combinado con un
adyuvante portador tipo depot tal como hidróxido de aluminio,
fosfato de aluminio o emulsiones de aceite en agua. En tales
composiciones, el antígeno y el 3D-MPL están
contenidos en las mismas estructuras particuladas, lo que permite
una liberación más eficaz de las señales antigénicas e
inmunoestimuladoras. Los estudios han demostrado que el
3D-MPL es capaz de potenciar más la inmunogenicidad
de un antígeno adsorbido en alumbre [Thoelen y col. Vaccine (1998)
16: 708-14; documento EP 689454-B1].
Tales combinaciones también se prefieren en la técnica para
antígenos que son propensos a la adsorción (por ejemplo, conjugados
polisacáridos bacterianos), donde la adsorción en alumbre tiende a
estabilizar el antígeno. Los adyuvantes precipitados basados en
aluminio se usan principalmente como los únicos adyuvantes que en
la actualidad se usan en las vacunas humanas autorizadas. En
consecuencia, en la técnica se favorecen las vacunas que contienen
3D-MPL en combinación con adyuvantes basados en
aluminio debido a su facilidad de desarrollo y a la velocidad de la
introducción en el mercado.
El MPL (no 3-desacilado) se ha
evaluado como adyuvante con varios antígenos de vacunas monovalentes
conjugadas con polisacáridos. La coinfección de MPL en solución
salina potenció la respuesta de anticuerpos en suero para cuatro
conjugados polisacáridos monovalentes: PS 6B
neumocócico-toxoide tetánico, PS 12
neumocócico-toxoide de la difteria y S.
aureus tipo 5 y S. aureus tipo 8 conjugado con la
exotoxina A de Pseudomonas aeruginosa [Scheneerson y col.,
J. Immunology (1991) 147: 2136-2140]. Se enseñó que
las respuestas potenciadas eran específicas de antígeno. El MPL en
una emulsión de aceite en agua (un adyuvante de tipo portador)
potenció de forma consistente el efecto del MPL en solución salina
debido a la presencia de MPL y antígeno en la misma estructura
particulada y se consideró
que era el sistema de adyuvantes de elección para la liberación óptima de otras vacunas con conjugados polisacáridos.
que era el sistema de adyuvantes de elección para la liberación óptima de otras vacunas con conjugados polisacáridos.
Devi y col. [Infect. Immun (1991) 59:
3700-7] evaluó el efecto adyuvante del MPL (no
3-desacilado) en solución salina sobre la respuesta
de anticuerpos murina a un conjugado TT del polisacárido capsular de
Cryptococcus neoformans. Cuando MPL se usó junto con
el conjugado sólo se produjo un incremento pequeño en la respuesta
específica de IgM e IgG al PS; no obstante, el MPL tuvo un efecto
mucho mayor cuando se administró 2 días después del conjugado. La
viabilidad del uso de un esquema de inmunización que requiera un
retraso en la administración de MPL con respecto al antígeno, en
especial en lactantes, es cuestionable. El efecto adyuvante de MPL
con polisacáridos y conjugados
polisacárido-proteína parece depender de la
composición. De nuevo, la incorporación de MPL en un sistema
adecuado de administración de liberación lenta (por ejemplo, usando
un adyuvante portador) proporciona un efecto adyuvante más duradero
y sortea el problema de la cronología y de la administración
retrasada.
En resumen, la tecnología punta ha enseñado que,
para antígenos polisacáridos o de
conjugado-polisacárido concretos, en los que se usa
MPL o 3D-MPL como adyuvante, es ventajosamente usado
junto con un adyuvante portador (por ejemplo, los adyuvantes
basados en aluminio) con el fin de maximizar su efecto
inmunoestimulador.
Sorprendentemente, los presentes inventores han
encontrado que, para ciertos conjugados polisacáridos neumocócicos,
la inmunogenicidad de la composición de la vacuna es
significativamente mayor cuando el antígeno se formula con
3D-MPL solo en lugar de con 3D-MPL
junto con un adyuvante portador (tal como un adyuvante basado en
aluminio). Además, la mejora observada es independiente de la
concentración de 3D-MPL usada y si los conjugados
concretos están en una composición monovalente o si se combinan
para formar una composición polivalente.
Como se ha mencionado antes, las vacunas basadas
en antígenos polisacáridos son bien conocidos en la técnica. Las
vacunas polisacáridas autorizadas mencionadas antes han demostrado
diferente eficacia clínica. Se ha estimado que la vacuna
polisacárida Vi tiene una eficacia entre el 55% y el 77% en la
prevención de la fiebre tifoidea confirmada mediante cultivo
(Plotkin y Cam, (1995) Arch Intern Med 155:
2293-99). Se ha mostrado que la vacuna
meningocócica con polisacárido C tiene una eficacia del 79% en
condiciones epidémicas (De Wals P y col., (1996) Bull World Health
Organ, 74: 407-411). La vacuna neumocócica
23-valente ha mostrado una amplia variación de la
eficacia clínica, del 0% al 81% (Fedson y col. (1994) Arch Intern
Med. 154: 2531-2535). Como se ha mencionado antes,
se acepta que la eficacia protectora de la vacuna neumocócica está
más o menos relacionada con la concentración de anticuerpos
inducidos por la vacunación.
Entre los problemas asociados con el enfoque
polisacárido de la vacunación se encuentra el hecho de que los
polisacáridos per se son malos inmunógenos. Entre las
estrategias que se han diseñado para superar esta falta de
inmunogenicidad se incluyen la unión del polisacárido a portadores
proteicos grandes altamente inmunogénicos, que proporcionan ayuda
de células T inespecíficas.
Ejemplos de estos portadores altamente
inmunogénicos que actualmente se usan con frecuencia para la
producción de inmunógenos polisacáridos incluyen el toxoide de
difteria (DT o el mutante CRM197), el toxoide del tétanos (TT),
hemocianina de lapa californiana (KLH) y el derivado proteico
purificado de la tuberculina (PPD). Snapper y col.
(documento WO 96/32963) tratan la co-administración
de un antígeno con lipoproteína D. D. Akkoyunlu y col.
(1997) tratan los conjugados de proteína D-Hib. Lee
y col. (1997) tratan el uso de conjugados neumocócicos
multivalentes de proteínas-polisacáridos como
vacunas. Estola y col. (1990) estudiaron la administración
de una vacuna conjugada de proteína-polisacárido de
Haemophilus influenzae tipo B mezclada con vacunas de
polisacárido capsular no conjugadas meningocócica y/o neumocócica.
El documento WO 99/33488 (que es la técnica anterior a tenor del
Art. 54 (3) EPC para esta invención) describe formulaciones de
vacuna que comprende vacunas conjugadas de polisacáridos adyuvadas
con un oligonucleótido CpG inmunoestimulador.
Una serie de problemas se han asociado con cada
uno de estos portadores de uso habitual, incluyendo en la
producción de conjugados de GMP y también en las características
inmunológicas de los conjugados.
A pesar del uso habitual de estos portadores y
su éxito en la inducción de respuestas de anticuerpos
anti-polisacárido, están asociados con varios
inconvenientes. Por ejemplo, se sane que se pueden suprimir
respuestas inmunitarias específicas de antígeno (supresión de
epítopo) mediante la presencia de anticuerpos preexistente dirigidos
contra el portador, en este caso la toxina tetánica (Di John y
col.; (1989) Lancet, 2: 1415-8). En la población en
general, un porcentaje muy elevado de personas presentará inmunidad
pre-existente a la TD y a la TTa, ya que las
personas son vacunadas de forma rutinaria con estos antígenos. Por
ejemplo, en el Reino Unido el 95% de los niños reciben la vacuna
DTP que comprende tanto la TD como la TT. Otros autores han descrito
el problema de la supresión de epítopo de vacunas peptídicas en
modelos animales (Sad y col., Immunology, 1991; 74:
223-227; Schutze y col., J. Immunol. 135: 4, 1985;
2319-2322).
Además, para las vacunas que requiere un
refuerzo regular, es probable que el uso de portadores altamente
inmunogénicos tales como TT y DT suprima la respuesta de anticuerpos
de polisacáridos tras varias inyecciones. Estas múltiples
vacunaciones pueden también acompañarse de reacciones indeseables
tales como hiperrespuesta de tipo retrasado (DTH).
Se sabe que la KLH es un potente inmunógeno y ya
se ha usado como portador para los péptidos de IgE en ensayos
clínicos humanos. No obstante, se han observado algunas reacciones
adversas (reacciones de tipo DTH o sensibilización a IgE), así como
las respuestas de anticuerpos contra anticuerpos.
Por tanto, la selección de una proteína
portadora para una vacuna basada en polisacáridos requerirá un
equilibrio entre la necesidad del uso de un portador que funcione
en todos los pacientes (amplio reconocimiento de MHC), la inducción
de niveles elevados de respuestas de anticuerpos
anti-polisacáridos y baja respuesta de anticuerpos
contra el portador.
Por tanto, los portadores usados anteriormente
para las vacunas basadas en polisacáridos poseen muchas desventajas.
Esto es particularmente cierto en las vacunas de combinación,
cuando la supresión del epítopo es especialmente problemática si se
usa el mismo portador para varios antígenos polisacáridos. En el
documento WO 98151339 se usaron múltiples portadores en las vacunas
de combinación con el fin de intentar superar este efecto.
La presente invención proporciona un nuevo
portador para usar en la preparación de conjugados inmunogénicos
basados en polisacáridos/polipéptidos, que no sufre las desventajas
mencionadas anteriormente.
La presente invención proporciona una proteína D
(documento EP 0 594 610 B1) de Haemophilus influenzae, o
fragmentos de la misma, como portador para composiciones
inmunogénicas basadas en polisacáridos, incluyendo vacunas. El uso
de este portador es particularmente ventajoso en vacunas de
combinación.
En consecuencia, la presente descripción
describe una composición de vacuna, que comprende al menos un
antígeno polisacárido de Streptococcus pneumoniae
(preferentemente conjugado) y un antígeno proteico de
Streptococcus pneumoniae o un equivalente inmunológicamente
funcional de los mismos, opcionalmente con un adyuvante Th1 (un
adyuvante que induce una respuesta inmunitaria Th1). Preferentemente
están incluidos tanto una proteína neumocócica como el adyuvante
Th1. Las composiciones de la descripción son particularmente
adecuadas en el tratamiento de la neumonía en ancianos.
Las vacunas polisacáridas neumocócicas
(Conjugadas o no) pueden no ser capaces de proteger contra la
neumonía en la población de ancianos para los que la incidencia de
la enfermedad es muy elevada. El mecanismo clave de defensa contra
el polisacárido neumocócico es la opsonofagocitosis (un
acontecimiento humoral mediado por células B/neutrófilos causado
por la producción de anticuerpos contra el polisacárido neumocócico,
con lo que la bacteria es fagocitada en última instancia), aunque
partes de los mecanismos opsónicos implicados están alterados en
los ancianos, es decir la producción de superóxido por los PMN
(células polimorfonucleares), la producción de otras especies de
oxígeno reactivas, la movilización de los PMN, la apoptosis de los
PMN, la deformabilidad de los PMN. Las respuestas de anticuerpos
también pueden estar alteradas en los ancianos.
Al contrario que el dogma normalmente aceptado,
los niveles normales de anticuerpos
anti-polisacáridos capsulares pueden no ser
eficaces en la eliminación completa de las bacterias, ya que los
neumococos pueden invadir las células huésped y evadir esta rama
del sistema inmunitario.
Sorprendentemente, los presentes inventores han
encontrado que mediante la estimulación simultánea de la rama
mediada por células del sistema inmunitario (por ejemplo la
inmunidad mediada por células T) además de la rama humoral del
sistema inmunitario (mediada por células B) se produce una sinergia
(o cooperación) que es capaz de potenciar la eliminación de los
neumococos del huésped. Este es un descubrimiento que ayudará a la
prevención (o tratamiento) de la infección neumocócica en general,
pero será particularmente importante para la prevención (o
tratamiento) de la neumonía en ancianos en los que las vacunas
basadas en polisacáridos no muestran
eficacia.
eficacia.
Los presentes inventores han encontrado que
ambas ramas del sistema inmunitario pueden actuar sinérgicamente de
este modo si se administra un polisacárido neumocócico
(preferentemente conjugado) con una proteína neumocócica
(preferentemente una proteína expresada sobre la superficie de los
neumococos, o secretada o liberada, que se puede procesar y
presentar en el contexto del MHC de clase II y de clase I sobre la
superficie de las células infectadas de mamífero). Aunque una
proteína neumocócica puede desencadenar inmunidad mediada por célula
por sí misma, los inventores también han descubierto que la
presencia de un adyuvante inductor de Th1 en la formulación de la
vacuna ayuda a esta arma del sistema inmunitario y,
sorprendentemente, además potencia la sinergia entre ambas ramas del
sistema inmunitario.
En consecuencia, la presente descripción también
describe una composición antigénica que comprende uno o más
conjugados de polisacáridos neumocócicos adyuvados con
3D-MPL y sustancialmente desprovista de adyuvantes
con base de aluminio, en la que al menos uno de los conjugados de
polisacáridos neumocócicos es significativamente más inmunogénico
en las composiciones que comprenden 3D-MPL en
comparación con las composiciones que comprenden
3D-MPL junto con un adyuvante con base de
aluminio.
Las formas de realización preferidas
proporcionadas con composiciones antigénicas que comprenden
conjugados de uno o más de los siguientes polisacáridos capsulares
neumocócicos: serotipo 4, 6B, 18C, 19F y 23F. En tales
composiciones, cada uno de los polisacáridos son, sorprendentemente,
más inmunogénicos en las composiciones que comprenden
3D-MPL solo en comparación con las composiciones que
comprenden 3D-MPL y un adyuvante con base de
aluminio.
Por tanto, la presente descripción describe una
composición antigénica que comprende el polisacárido capsular de
Streptococcus pneumoniae serotipo 4, 6B, 18C, 19F o 23F
conjugado con una proteína inmunogénica y un adyuvante
3D-MPL, en la que la composición está
sustancialmente desprovista de adyuvantes con base de aluminio.
En una segunda forma de realización, la presente
descripción describe una combinación de composición antigénica
sustancialmente desprovista de adyuvantes con base de aluminio y que
comprende adyuvante 3D-MPL y dos o más conjugados
de polisacárido neumocócico escogidos del grupo compuesto por:
serotipo 4; serotipo 6B; serotipo 18C; serotipo 19F; y serotipo
23F.
En consecuencia, la presente invención
proporciona una composición inmunogénica que comprende una
pluralidad de antígenos polisacáridos que consisten en un antígeno
polisacárido derivado de una bacteria patogénica conjugada con la
proteína D de Haemophilus influenzae o un fragmento de
proteína D del mismo.
La presente invención proporciona una vacuna
mejorada, Particularmente para la prevención o mejora de la
infección neumocócica de los ancianos (y/o lactantes y niños
pequeños).
En el contexto de la invención, un paciente se
considera anciano si tiene 55 años de edad o más, normalmente más
de 60 años y, más normalmente, más de 65 años.
Por tanto, en una forma de realización de la
descripción se proporciona una composición de vacuna adecuada para
usar en ancianos (y/o lactantes o niños pequeños), que comprende al
menos un antígeno polisacárido de Streptococcus pneumoniae y
al menos un antígeno proteico de Streptococcus
pneumoniae.
En una segunda, preferida, forma de realización,
la presente invención describe una vacuna (adecuada para la
prevención de la neumonía en ancianos), que comprende al menos un
antígeno polisacárido de Streptococcus pneumoniae y al menos
un antígeno proteico de Streptococcus pneumoniae y un
adyuvante Th1.
Se prevé que tal vacuna también será útil en el
tratamiento de la infección neumocócica (por ejemplo otitis media)
en otros grupos de alto riesgo de la población, tal como lactantes o
niños pequeños.
En una tercera forma de realización se
proporciona una composición de vacuna que comprende un antígeno
polisacárido neumocócico y un adyuvante Th1.
Normalmente, la vacuna de Streptococcus
pneumoniae de la presente invención comprenderá antígenos
polisacáridos conjugados, en la que los polisacáridos derivan de al
menos cuatro serotipos de neumococos. Preferentemente, los cuatro
serotipos incluyen 6B, 14, 19F y 23F. Más preferentemente, en la
composición se incluyen al menos 7 serotipos, por ejemplo los
derivados de los serotipos 4, 6B, 9V, 14, 18C, 19F y 23F. Todavía
más preferentemente, en la composición se incluyen al menos 11
serotipos, por ejemplo la composición en una forma de realización
incluye polisacáridos capsulares derivados de los serotipos 1, 3, 4,
5, 6b, 7F, 9V, 14, 18C, 19F y 23 F (preferentemente conjugados). En
una forma de realización preferida de la invención se incluyen al
menos 13 antígenos polisacáridos conjugados, aunque la invención
también contempla más antígenos polisacáridos, por ejemplo 23
valente (tal como los serotipos 1, 2, 3, 4, 5, 6B, 7F, 8, 9N, 9V,
19ª, 11ª, 12F, 14, 15B, 17F, 18C, 19ª, 19F, 20, 22F, 23F y
33F).
Para la vacunación de ancianos (por ejemplo para
la prevención de la neumonía) es ventajoso incluir los serotipos 8
y 12F (y más preferentemente los 15 y 22 también) en la composición
antigénica 11 valente descrita antes, para formar una vacuna 15
valente, mientras que para lactantes y niños pequeños (en los que la
otitis media es motivo de más preocupación) se incluyen de forma
ventajosa los serotipos 6A y 19A, para formar una vacuna 13
valente.
Para la prevención/mejora de la neumonía en la
población de ancianos (+55 años) y la otitis media en lactantes
(hasta 18 meses de edad) y niños pequeños (normalmente de 18 meses a
5 años), es una forma de realización preferida combinar un
polisacárido multivalente de Streptococcus pneumoniae tal y
como se describe en la presente memoria descriptiva descrito con
una proteína de Streptococcus pneumoniae o un equivalente
inmunológicamente funcional de la misma.
Para los fines de esta descripción,
"equivalente inmunológicamente funcional" se define como un
péptido de proteína que comprende al menos un epítopo protector de
las proteínas de la descripción. Tales epítopos están,
característicamente, expuestos en la superficie, altamente
conservados y pueden provocar una respuesta de anticuerpos
bactericida en un huésped o prevenir los efectos tóxicos.
Preferentemente, el equivalente funcional tiene al menos 15, y
preferentemente 30 o más, aminoácidos contiguos de la proteína de la
descripción. Más preferentemente se pueden usar fragmentos,
deleciones de la proteína, tal como variantes de deleción
transmembrana de la misma (es decir, el uso del dominio
extracelular de las proteínas), fusiones, derivados química o
genéticamente destoxificados y similares con la condición de que
puedan elevar sustancialmente la misma respuesta inmunitaria como
la proteína
nativa.
nativa.
Proteínas preferidas son las proteínas
neumocócicas que están expuestas en la superficie externa del
neumococo (capaz de ser reconocido por un sistema inmunitario del
huésped durante al menos parte del ciclo de la vida del neumococo),
o son proteínas secretadas o liberadas por el neumococo. Más
preferentemente, la proteína es una toxina, adhesina, transductor
de señal de 2 componentes o lipoproteína de Streptococcus
pneumoniae, o equivalentes inmunológicamente funcionales de los
mismos.
Proteínas particularmente preferidas a incluir
en tal vacuna de combinación incluyen, entre otros: neumolisina
(preferentemente destoxificada por tratamiento químico o mutación)
[Mitchell y col. Nucleic Acid Res. 1990 Jul 11; 18(13): 4010
"Comparison of pneumolysin genes and proteins from
Streptococcus pneumoniae types 1 and 2"., Mitchell y col.
Biochem Biophys Acta 1989 Ene 23; 1007(1):
67-72 "Expresión of the pneumolysin gen in
Escherichia coli: rapid purification and biological
properties"., documento WO 96/05859 (A. Cyanamid), documento WO
90/06951 (Paton y col.), documento WO 99/03884 (NAVA)];
PspA y variantes de deleción transmembrana del
mismo (documento US 5804193- Brilles y col.); PspC y variantes de
deleción transmembrana del mismo (documento WO 97/09994)- Brilles y
col.); PsaA y variantes de deleción transmembrana del mismo (Berry
y Paton, Infect Immun 1996 Dic; 64 (12): 5255-62
"Sequence heterogeneity of PsaA, a 37-kilodalton
putative adhesin essential for virulence of Streptococcus
pneumoniae"); proteínas de unión a colina neumocócica y
variantes de deleción transmembrana de las mismas; CbpA y variantes
de deleción transmembrana del mismo (documento WO 97/41151;
documento WO 99/51266);
Gliceraldehído-3-fosfato
deshidrogenasa (Infect. Immun. 1996 64: 3544); HSP70 (documento WO
96/40928); PcpA (Sánchez-Beato y col. FEMS Microbiol
Lett 1998, 164: 207-14); proteína similar a M,
solicitud de patente SB Nº EP 0837130; y adhesina 18627, solicitud
de patente SB Nº EP 0834568.
Las proteínas usadas en la presente descripción
se seleccionan, preferentemente, del grupo neumolisina, PsaA, PspA,
PspV, CbpA o una combinación de dos o más de tales proteínas. La
presente invención también abarca equivalentes inmunológicamente
funcionales de tales proteínas (como se ha definido antes).
En la composición, la proteína puede ayudar a
inducir respuesta mediada por células T contra la enfermedad
neumocócica, particularmente requerida para la protección contra
neumonía, que coopera con la rama humoral del sistema inmunitario
para inhibir la invasión por neumococos, y estimular la
opsonofagocitosis.
Otras ventajas de incluir el antígeno proteico
es la presentación de más antígenos para el proceso de
opsonofagocitosis y la inhibición de la adhesión bacteriana (si se
usa una adhesina) o la neutralización de la toxina (si se usa una
toxina).
En consecuencia, en una forma de realización se
proporciona una vacuna de Streptococcus pneumoniae que
comprende una vacuna de conjugado de polisacárido neumocócico que
comprende antígenos polisacáridos derivados de al menos cuatro
serotipos, preferentemente al menos siete serotipos, más
preferentemente al menos once serotipos, y al menos uno, pero
preferentemente dos, proteínas de Streptococcus pneumoniae.
Preferentemente, una de las proteínas es neumolisina o PsaA o PspA
o CbpA (más preferentemente neumolisina destoxificada). Una
combinación preferida contiene al menos neumolisina o un derivado de
la misma y PspA.
Como se ha mencionado antes, un problema
asociado con el enfoque del polisacárido de la vacunación es le
hecho de que los polisacáridos per se son malos inmunógenos.
Para superar esto, los polisacáridos se pueden conjugar con
portadores proteicos, que proporcionan ayuda de células T
inespecífica. Por tanto, se prefiere que los polisacáridos
utilizados en la invención estén unidos a tal portador proteico.
Ejemplos de tales portadores que en la actualidad se usan
habitualmente para la producción de inmunógenos polisacáridos
incluyen los toxoides de difteria y del tétanos (TD, TD CRM197 y
TT, respectivamente), hemocianina de lapa californiana (KLH), OMPC
de N. meningitidis y el derivado proteico purificado de la
tuberculina (PPD).
No obstante, con cada uno de estos portadores
usados habitualmente se asocia una serie de problemas (véase la
sección "Problemas asociados con portadores de uso habitual",
anteriormente).
La presente invención proporciona en una forma
de realización preferida un nuevo portador para usar en la
preparación de constructos inmunógenos basados en polisacáridos, que
no sufre estas desventajas. El portador preferido para las
composiciones inmunogénicas basadas en polisacáridos neumocócicos (o
vacunas) es la proteína D de Haemophilus influenzae
(documento EP 594610-B), o fragmentos de la misma.
Fragmentos adecuados para usar incluyen fragmentos que abarcan
epítopos de T colaboradores. En particular, un fragmento de proteína
D contendrá preferentemente el 1/3 del extremo N de la
proteína.
Otro portador preferido para el polisacárido
neumocócico es la propia proteína neumocócica (como se ha definido
antes en la sección "Proteínas neumocócicas").
Las vacunas de la presente invención están,
preferentemente, adyuvadas. Entre los adyuvantes adecuados se
incluyen una sal de aluminio tal como gel de hidróxido de aluminio
(Alumbre) o fosfato de aluminio, pero también puede ser una sal de
calcio, hierro o cinc, o puede ser una suspensión insoluble de
tirosina acilada, o azúcares acilados, polisacáridos catiónica o
aniónicamente derivados, o polifosfazenos,
Se prefiere que el adyuvante se seleccione de
modo que sea un inductor preferencial de un tipo de respuesta TH1
para ayudar a la rama de la respuesta inmunitaria mediada por
células.
Niveles elevados de las citocinas de tipo Th1
tienden a favorecer la inducción de respuestas inmunitarias
mediadas por células a un antígeno dado, mientras que niveles
elevados de citocinas de tipo Th2 tienden a favorecer la inducción
de respuestas inmunitarias humorales al antígeno.
Es importante recordar que la distinción de
respuesta inmunitaria de tipo Th1 y Th2 no es absoluta. En realidad,
un individuo soportará una respuesta inmunitaria que se describe
como predominantemente Th1 o predominantemente Th2. No obstante, a
menudo es conveniente considerar a las familias de citocinas en
términos de lo descrito en clones de células T CD4 +ve por Mosmann
y Coffman (Mosmann, T.R. y Coffman, R.L. (1989) TH1 and TH2 cells:
different patterns of lymphokine secretion lead to different
functional properties. Annual Review of Immunology, 7, pág.
145-172). Tradicionalmente, las respuestas de tipo
Th1 se asocian con la producción de las citocinas
IFN-\gamma e IL-2 por los
linfocitos T. Otras citocinas a menudo directamente asociadas con la
inducción de las respuestas inmunitarias de tipo Th1 no están
producidas por las células T, tales como la IL-2. En
contraste con ello, las respuestas de tipo Th2 están asociadas con
la secreción de IL-4, IL-5,
IL-6, IL-10. Sistemas adyuvantes
adecuados que estimulan una respuesta predominantemente Th1 incluyen
el lípido A monofosforilo o un derivado del mismo, en particular
lípido A
3-des-O-acilado
monofosforilo, y una combinación de lípido A monofosforilo,
preferentemente lípido A
3-des-O-acilado
monofosforilo (3D-MPL) junto con una sal de
aluminio.
Un sistema potenciado implica la combinación de
un lípido A monofosforilo y un derivado de saponina, particularmente
la combinación de QS21 y 3D-MPL tal y como se
describe en el documento WO 94/00153, o una composición menos
reactogénica donde el QS21 se inactiva con colesterol como se
describe en el documento 96/33739.
Una formulación adyuvante particularmente
potente que implica QS21, 3D-MPL y tocoferol en una
emulsión de aceite en agua se describe en el documento WO
95/17210.
Preferentemente, la vacuna comprende
adicionalmente una saponina, más preferentemente QS21. La
formulación también puede comprender una emulsión de aceite en agua
y tocoferol (documento WO 95/17210).
La presente invención también proporciona un
procedimiento para producir una formulación de vacuna que comprende
mezclar una proteína de la presente invención junto con un
excipiente farmacéuticamente aceptable, tal como
3D-MPL.
Los oligonucleótidos que contienen CpG no
metilada (documento WO 96/02555) también son inductores
preferenciales de una respuesta TH1 y son adecuados para usar en la
presente invención.
Composiciones particularmente preferidas de la
descripción comprenden uno o más polisacáridos neumocócicos
conjugados, una o más proteínas neumocócicas y un adyuvante Th1. La
inducción de una respuesta mediada por células mediante una
proteína neumocócica (como se ha descrito antes) y la cooperación
entre ambas ramas del sistema inmunitario pueden recibir ayuda
usando tal adyuvante Th1, lo que tiene como resultado una vacuna
particularmente eficaz contra la enfermedad neumocócica en general
y, de un modo importante, contra la neumonía neumocócica en
ancianos.
En otro aspecto de la presente invención se
proporciona un inmunógeno o vacuna como se ha descrito en la
presente memoria descriptiva para usar en medicina.
En otro aspecto más de la invención, se
proporciona una composición que comprende un conjugado neumocócico
y un adyuvante Th1 (preferentemente 3D-MPL) que es
capaz de seroconvertir o inducir una respuesta humoral de
anticuerpos contra el antígeno polisacárido dentro de una población
de no respondedores.
Se sabe que el 10-30% de la
población son no respondedores a la inmunización con polisacáridos
(no responden a más del 50% de los serotipos en una vacuna)
(Konradsen y co., Scand. J. Immun 40: 251 (1991); Rodríguez y col.,
JI', 173: 1347 (1996)). Esto puede también ser el caso para las
vacunas conjugadas (Musher y col., Clin. Inf. Dis. 27: 1487
(1998)). Esto puede ser particularmente serio para áreas de alto
riesgo de la población (lactantes, niños pequeños y ancianos).
Los presentes inventores han encontrado que una
combinación de un polisacárido neumocócico conjugado (que es
propenso a una respuesta baja en una población concreta) con un
adyuvante Th1 (véase "Adyuvantes Th1 de la invención",
anteriormente) puede superar, sorprendentemente, esta falta de
respuesta. Preferentemente, se debe usar 3D-MPL, y
más preferentemente 3D-MPL desprovisto de adyuvante
basado en aluminio (que proporciona una respuesta todavía mejor).
Por tanto, la presente invención proporciona tales composiciones y
además proporciona un uso de un adyuvante Th1 en la fabricación de
un medicamento que comprenda antígenos polisacáridos neumocócicos
conjugados, para el tratamiento contra (o protección de) la
enfermedad neumocócica en individuos que sean no respondedores al
antígeno polisacárido.
En una forma de realización existe un uso de una
cantidad segura y eficaz de un antígeno polisacárido de
Streptococcus pneumoniae y un adyuvante Th1, o una proteína
neumocócica (y preferentemente ambos) en la fabricación de una
vacuna, como se describe en la presente memoria descriptiva, para la
prevención o mejora de la neumonía en un humano anciano.
En otra forma de realización se proporciona un
uso de una cantidad segura y eficaz de un antígeno polisacárido de
Streptococcus pneumoniae y un antígeno proteico de
Streptococcus pneumoniae o un adyuvante Th1 (y
preferentemente ambos) en la fabricación de una vacuna para la
prevención o mejora de la otitis media en lactantes y niños
pequeños.
En los procedimientos de la invención, como se
ha descrito antes, el antígeno polisacárido está presente en forma
de un conjugado proteico polisacárido.
Las preparaciones de vacuna de la presente
invención se pueden usar para proteger o tratar un mamífero
susceptible a la infección por medio de la administración de dicha
vacuna por vía sistémica o mucosa. Estas administraciones pueden
incluir inyección mediante las vías intramuscular,
intraperitoneal, intradérmica o subcutánea; o mediante
administración mucosa a los tractos oral/alimentario, respiratorio,
genitourinario. Se prefiere la administración intranasal de vacunas
para el tratamiento de la neumonía o la otitis media (dado que el
transporte nasofaríngeo de los neumococos puede prevenirse de un
modo más eficaz, lo que atenúa la infección en su etapa más
precoz).
La cantidad de antígeno conjugado en cada dosis
de vacuna se selecciona en forma de una cantidad que induce una
respuesta inmunoprotector sin efectos secundarios adversos
significativos en las vacunas típicas. Tal cantidad variará
dependiendo de qué inmunógeno específico se emplee y cómo se
presente. En general, cabe esperar que cada dosis comprenda
0,1-100 \mug de polisacárido, preferentemente
0,1-50 \mug, preferentemente
0,1-10 \mug, de los cuales de
1 a 5 \mug es el intervalo más preferible.
1 a 5 \mug es el intervalo más preferible.
El contenido de los antígenos proteicos en la
vacuna estará normalmente en el intervalo de 1-100
\mug, preferentemente 5-50 \mug, más
normalmente en el intervalo de 5-25 \mug.
Cantidades óptimas de componentes para una
vacuna concreta se pueden establecer mediante estudios estándar que
implican la observación de respuestas inmunitarias adecuadas en
sujetos. Tras una vacunación inicial, los sujetos pueden recibir
una o varias inmunizaciones de refuerzo espaciadas
adecuadamente.
En general, la preparación de vacunas se
describe en Vaccine Design ("The subunit and adjuvant approach"
(Eds. Powell M.F. y Newman M.J.) (1995) Plenum Press New York).
Fullerton describe la encapsulación dentro de liposomas se describe
en la patente de EE.UU. 4.235.877.
Para los fines de esta descripción, el término
"conjugados polisacáridos neumocócicos de la descripción"
describe los conjugados de polisacáridos capsulares de
Streptococcus pneumoniae que son más inmunogénicos en
composiciones que comprenden 3D-MPL en comparación
con las composiciones que comprenden 3D-MPL junto
con un adyuvante con base de aluminio (por ejemplo, conjugados de
serotipo 4; serotipo 6B, serotipo 18C; serotipo 19F o serotipo
23F).
Para los fines de esta descripción, el término
"sustancialmente desprovisto de adyuvantes con base de
aluminio" describe una composición que no contiene suficiente
adyuvante con base de aluminio (por ejemplo, hidróxido de aluminio
y, particularmente, fosfato de aluminio) para causar cualquier
disminución en la inmunogenicidad de un conjugado polisacárido
neumocócico de la descripción en comparación con una composición
equivalente que comprende 3D-MPL sin adición de
adyuvante con base de aluminio. Preferentemente, la composición
antigénica deberá contener adyuvante que consista esencialmente
3D-MPL. Las cantidades de adyuvante con base de
aluminio añadidas por dosis deberán ser, preferentemente,
inferiores a 50 \mug, más preferentemente inferiores a 30 \mug,
todavía más preferentemente inferiores a 10 \mug, y más
preferentemente no se añade adyuvante con base de aluminio a las
composiciones antigénicas de la descripción.
Para los fines de esta descripción, la
determinación de si un conjugado polisacárido neumocócico es
significativamente más inmunogénico en composiciones que comprenden
3D-MPL en comparación con composiciones que
comprenden 3D-MPL junto con un adyuvante con base
de aluminio, debe establecerse como se describe en el Ejemplo 2.
Como indicación de si una composición es significativamente más
inmunogénica cuando comprende 3D-MPL solo, la
proporción de la CMG de IgG (como se determina en el Ejemplo 2)
entre composiciones que comprenden 3D-MPL solo
frente a una composición equivalente que comprende
3D-MPL junto con adyuvante de fosfato de aluminio
debe ser superior a 2, preferentemente superior a 5, más
preferentemente superior a 7, todavía más preferentemente superior
a 9 y más preferentemente superior a 14.
Entre los problemas asociados con el enfoque
polisacárido de la vacunación se encuentra el hecho de que los
polisacáridos per se son malos inmunógenos. Entre las
estrategias que se han diseñado para superar esta falta de
inmunogenicidad se incluyen la unión (conjugación) del polisacárido
a portadores proteicos grandes, que proporcionan ayuda de células T
inespecíficas. Ejemplos de dichos portadores que se pueden usar
incluyen los toxoides de difteria, mutante de difteria, y del
tétanos (TD, CRM197 y TT, respectivamente), la hemocianina de lapa
californiana (KLH), el derivado proteico purificado de la
tuberculina (PPD) y OMPC de Neisseria meningitidis.
La proteína D de Haemophilus influenzae
(documento EP 0 594 610-B), o fragmentos de la misma
(véase la sección C), se usa como portador proteico inmunogénico
para los polisacáridos neumocócicos de la invención.
En una forma de realización, la composición
antigénica de la descripción comprende el serotipo 4 del
polisacárido neumocócico (PS) conjugado con una proteína
inmunogénica y formulado con adyuvante 3D-MPL, donde
la composición está sustancialmente desprovista de adyuvante con
base de aluminio. En otras formas de realización, la composición
antigénica comprende PS 6B, 18C, 19F o 23F, respectivamente,
conjugado con una proteína inmunogénica y formulado con adyuvante
3D-MPL, donde la composición está sustancialmente
desprovista de adyuvante con base de aluminio.
En otra forma más de realización de la
descripción, se proporciona una combinación de composición
antigénica que comprende dos o más conjugados polisacáridos
neumocócicos del grupo PS 4, PS 6B, PS 18C, PS 19F y PS 23F,
formulados con adyuvante 3D-MPL, donde la
composición está sustancialmente desprovista de adyuvante con base
de aluminio.
La inmunogenicidad de los conjugados
polisacáridos neumocócicos de la descripción no está
significativamente afectada por la combinación con otros conjugados
polisacáridos neumocócicos (Ejemplo 3). En consecuencia, un aspecto
preferido de la descripción proporciona una combinación de
composición antigénica que comprende uno o más conjugados
polisacáridos neumocócicos de la descripción en combinación con uno
o más conjugados polisacáridos neumocócicos, donde la composición
está formulada con adyuvante 3D-MPL, pero está
sustancialmente desprovista de adyuvante con base de aluminio.
En otras formas más de realización preferidas de
la descripción se proporcionan composiciones antigénicas de
combinación que contienen al menos uno, y preferentemente 2, 3, 4 o
los 5 conjugados polisacáridos neumocócicos PS 4, 6B, 18C, 19F o
23F, y, además, cualquier combinación de otros conjugados
polisacáridos neumocócicos, que se formulan con un adyuvante
3D-MPL pero sustancialmente desprovistas de
adyuvante con base de aluminio.
Normalmente, la combinación de composición
antigénica de Streptococcus pneumoniae de la presente
invención comprenderá antígenos conjugados polisacáridos, en la que
los polisacáridos derivan de al menos cuatro, siete, once, trece,
quince o veintitrés serotipos (véase "Antígenos polisacáridos de
Streptococcus pneumoniae de la invención", anteriormente
sobre las combinaciones preferidas de serotipos en función de la
enfermedad que se va a
tratar).
tratar).
Las composiciones antigénicas de la invención se
usan, preferentemente, como composiciones de vacunas para prevenir
(o tratar) las infecciones neumocócicas, en particular en ancianos y
lactantes y niños pequeños.
Otras formas de realización de la presente
invención incluyen: la condición de las anteriores composiciones
antigénicas para usar en medicina; y el uso de una de las anteriores
composiciones antigénicas en la fabricación de un medicamento para
la prevención (o tratamiento) de la enfermedad neumocócica.
Para la prevención/mejora de la neumonía en la
población de ancianos (+ 55 años) y de la otitis media en lactantes
(hasta 18 meses de edad) y niños pequeños (normalmente de 18 meses a
5 años), otra forma de realización preferida es combinar un
conjugado polisacárido multivalente de Streptococcus
pneumoniae formulado como se ha descrito en la presente memoria
descriptiva con una proteína de Streptococcus pneumoniae, o
un equivalente inmunológicamente funcional de la misma. Véase la
sección anterior "Proteínas neumocócicas" sobre combinaciones
preferidas de proteínas/proteína.
Preferentemente, las composiciones antigénicas
(y vacunas) descritas antes en la presente memoria descriptiva,
están liofilizadas hasta que están a punto de usarse, punto en el
cual se reconstituyen de forma extemporánea con diluyente. Más
preferentemente se liofilizan en presencia de 3D-MPL
y se reconstituyen de forma extemporánea con solución salina.
La liofilización de las composiciones tiene como
resultado una composición más estable (por ejemplo previene la
degradación de los antígenos polisacáridos). Sorprendentemente, el
procedimiento es también responsable de un título de anticuerpos
todavía más elevado contra los polisacáridos neumocócicos. Se ha
demostrado que esto es particularmente significativo para los
conjugados con PS 6B. Por tanto, otro aspecto de la descripción es
una composición antigénica liofilizada que comprende un conjugado de
PS 6B adyuvado con 3D-MPL y sustancialmente
desprovisto de adyuvantes con base de aluminio.
Para la preparación de las vacunas, véase la
sección anterior "Preparaciones de vacunas de la
invención".
La tendencia hacia las vacunas de combinación
posee la ventaja de reducir las molestias para el receptor, lo que
facilita la programación y garantiza la finalización del régimen;
pero también existe el riesgo concomitante de reducir la eficacia
de la vacuna (véase anteriormente la discusión sobre la supresión
del epítopo a través del sobreuso de proteínas portadoras). Por
tanto, sería ventajoso fabricar combinaciones de vacunas que
satisfagan las necesidades de una población y que, además, no
exhiban interferencias inmunogénicas entre sus componentes. Estas
ventajas se pueden llevar a cabo mediante las composiciones
inmunogénicas (o vacunas) de la invención, que son de un beneficio
particular para la administración de vacunas de combinación a grupos
de alto riesgo, tales como lactantes, niños pequeños o
ancianos.
La presente invención proporciona una proteína D
de Haemophilus influenzae, o fragmentos de la misma, como
portador de una composición inmunogénica basada en polisacáridos,
incluidas las vacunas. Fragmentos adecuados para usar incluyen
fragmentos que abarquen epítopos de células T colaboradoras. En
particular, el fragmento de proteína D contendrá preferentemente el
1/3 del extremo N de la proteína.
La proteína D es una proteína de unión a la IgD
de Haemophilus influenzae (documento EP 0 594 610 B1) y es un
potencial inmunógeno.
Entre los polisacáridos que se van a conjugar
con la proteína D contemplada por la presente invención se incluyen,
entre otros, el antígeno polisacárido Vi contra Salmonella
typhi, los polisacáridos meningocócicos (incluidos los tipos A,
C, W135 e Y, y el polisacárido y los polisacáridos modificados del
meningococo del grupo B), polisacáridos de Staphylococcus
aureus, polisacáridos de Streptococcus agalactae,
polisacáridos de Streptococcus pneumoniae, polisacáridos de
micobacterias, por ejemplo Mycobacterium tuberculosis (tal
como manofosfoinosítidos trehalosas, ácido micólico, arabinomananos
con manosa terminales, la cápsula del mismo y arabinogalactanos),
polisacárido de Cryptococcus neoformans, los
lipopolisacáridos de Haemophilus influenzae no tipificable,
el polisacárido capsular de Haemophilus influenzae b,
los lipopolisacáridos de Moraxella catarrhalis, los
lipopolisacáridos de Shigella sonnei, el
lipopéptidofosfoglucano (LPPG) de Trypanosoma cruzi, los
gangliósidos asociados con cáncer GD3, GD2, las mucinas asociadas
con tumores, especialmente el antígeno T-F, y el
antígeno sialil T-F y el polisacárido asociado con
el VIH estructuralmente relacionado con el antígeno
T-F.
El polisacárido puede estar unido a la proteína
portadora por cualquier procedimiento conocido (por ejemplo, por
Likhite, patente de EE.UU. 4.372.945 y por Armor y col., patente de
EE.UU. 4.474.757). Preferentemente se lleva a cabo la conjugación
con CDAP (documento WO 95/08348).
En CDAP, preferentemente se usa el reactivo
cianilante tetrafluoroborato de
1-ciano-dimetilaminopiridinio
(CDAP) para la síntesis de conjugados de
polisacárido-proteína. La reacción de cianilación se
puede realizar en condiciones relativamente suaves, que evita la
hidrólisis de los polisacáridos sensibles alcalinos. Esta síntesis
permite el acoplamiento directo a una proteína portadora.
El polisacárido se solubiliza en agua o una
solución salina. El CDAP se disuelve en acetonitrilo y se añade
inmediatamente a una solución de polisacáridos. El CDAP reacciona
con los grupos hidroxilo del polisacárido para formar un éster
cianato. Tras la etapa de activación se añade la proteína portadora.
Los grupos amino de la lisina reaccionan con el polisacárido
activado para formar un enlace covalente isousea.
Tras la reacción de acoplamiento se añade un
gran exceso de glicina para inactivar las funciones activadas
residuales. A continuación el producto se pasa a través de
permeación en gel para eliminar la proteína portadora que no ha
reaccionado y los reactivos residuales. En consecuencia, la
invención proporciona un procedimiento de producir conjugados de
proteína D y polisacárido, que comprende las etapas de activar el
polisacárido y unir el polisacárido con la proteína D.
En una forma de realización preferida de la
invención se proporciona una formulación de composición inmunogénica
(o vacuna) para la prevención de infecciones producidas por
Streptococcus pneumoniae.
Los mecanismos por los cuales los neumococos se
extienden a los pulmones, el líquido cefalorraquídeo y la sangre no
están bien entendidos. El crecimiento de las bacterias que alcanzan
los alveolos pulmonares normales se inhibe por su relativa sequedad
y por la actividad fagocítica de los macrófagos alveolares.
Cualquier cambio anatómico o fisiológico de estas defensas
coordinadas tienden a aumentar la susceptibilidad de los pulmones a
la infección. La pared celular de Streptococcus pneumoniae
tiene un papel importante en la generación de una respuesta
inflamatoria en los alveolos de los pulmones (Gillespie y col.,
(1997), I&I 65: 3936).
Normalmente, la vacuna de Streptococcus
pneumoniae de la presente invención comprenderá conjugados de
proteína D y polisacárido, en los que el polisacárido deriva de al
menos cuatro, siete, once, trece, quince o 23 serotipos. Véase
anteriormente "Antígenos polisacáridos de Streptococcus
pneumoniae de la invención" sobre las combinaciones
preferidas de serotipos dependiendo de la enfermedad que se va a
tratar.
En otra forma de realización de la invención se
proporciona una vacuna de Neisseria meningitidis; en
particular, de los serotipos A, B, C, W135 e Y. Neisseria
meningitidis es una de las causas más importantes de la
meningitis bacteriana. La cápsula de carbohidrato de estos
organismos puede actuar como determinante de la virulencia y una
diana para un anticuerpo protector. No obstante, se sabe bien que
los carbohidratos son malos inmunógenos en niños pequeños. La
presente invención proporciona una proteína portadora
particularmente adecuada para estos polisacáridos, la proteína D,
que proporciona epítopos de células T que pueden activar una
respuesta de células T para ayudar a la proliferación y maduración
de las células B específicas del antígeno polisacárido, así como la
inducción de una memoria inmunológica.
En una forma de realización alternativa de la
invención se proporciona un conjugado de polisacárido capsular de
Haemophilus influenzae b (PRP)-proteína
D.
La presente invención también contempla vacunas
de combinación que proporcionan protección contra una gama de
diferentes patógenos. Sorprendentemente, una proteína D portadora es
útil como portador en vacunas de combinación en las que se conjugan
múltiples antígenos polisacáridos. Como se ha mencionado antes, es
probable que la supresión de epítopo se produzca si se usa el mismo
portador para cada polisacárido. El documento WO 98/51339 presentó
composiciones para intentar minimizar esta interferencia mediante la
conjugación de una proporción de los polisacáridos en la
composición en el TD y el resto en el TT.
Sorprendentemente, los presentes inventores han
descubierto que la proteína D es particularmente adecuada para
minimizar tales efectos de supresión de epítopo en las vacunas de
combinación. Uno o más polisacáridos en una combinación pueden
conjugarse de forma ventajosa en la proteína D, y preferentemente
todos los antígenos están conjugados en la proteína D dentro de
tales vacunas de combinación.
Una combinación preferida incluye una vacuna que
confiere protección contra la infección por Neisseria
meningitidis C e Y (y preferentemente A), en la que el antígeno
polisacárido de uno o más serotipos Y y C (y más preferentemente A)
están unidos a la proteína D.
La vacuna basada en el polisacárido de
Haemophilus influenzae (PRP conjugado con, preferentemente,
TT, TD o CRM197, o más preferentemente con la proteína D) puede
formularse con las vacunas de combinación anteriores.
En la actualidad, muchas vacunas pediátricas se
administran en forma de una vacuna de combinación de modo que se
reduzca el número de inyecciones que un niño tiene que recibir. Por
tanto, para las vacunas pediátricas se pueden formular otros
antígenos con las vacunas de la invención. Por ejemplo, las vacunas
de la invención se pueden formular, o administrar por separado pero
al mismo tiempo, con la bien conocida vacuna de combinación
"trivalente" que comprende el toxoide diftérico (TD), el
toxoide del tétanos (TT) y los componentes de pertussis
[normalmente toxoide de PErtussis destoxificado (TP) y hemaglutinina
filamentosa (FHA) con pertactina opcional (PRN) y/o aglutinina
1+2], por ejemplo la vacuna comercializada
INFANRIX-DTPa^{TM} (SmithKlineBeecham
Biologicals), que contiene antígenos TD, TT, TP, FHA y PRN, o con
un componente pertussis de célula entera, por ejemplo el
comercializado por SmithKlineBeecham Biologicals como
Tritanrix^{TM}: La vacuna combinada puede también comprender otro
antígeno, tal como el antígeno de superficie de la hepatitis B
(HbsAg), los antígenos del virus de la polio (por ejemplo, el virus
de la polio trivalente inactivado-VPI), proteínas de
la membrana externa de Moraxella catarrhalis, proteínas de
Haemophilus influenzae no tipificable, proteínas de la
membrana externa de
N. meningitidis.
N. meningitidis.
Ejemplos de antígenos proteicos preferidos de
Moraxella catarrhalis que se pueden incluir en una vacuna de
combinación (especialmente para la prevención de la otitis media)
son: OMP106 [documento WO 97/41731 (Antex) y documento WO 96/34960
(PMC)]; OMP21; LbpA y LbpB [documento WO 98/55606 (PMC)]; TbpA y
TbpB [documento WO 97/13785 y documento WO 97/32980 (PMC)]; CopB
[Helminen ME, y col. (1993) Infect. Immun. 61:
2003-2010]; UspA1/2 [documento WO 93/03761
(Universidad de Texas)]; y OmpCD. Ejemplos de antígenos no
tipificables de Haemophilus influenzae que se pueden incluir
en una vacuna de combinación (especialmente para la prevención de la
otitis media) incluyen; proteína fimbrina [(documento US 5766608-
Ohio State Research Foundation)] y fusiones que comprenden péptidos
de los mismos [p. ej., LB1(f) fusiones de péptidos; documento
US 5843464 (OSU) o documento WO 99/64067]; OMP26 [documento WO
97/01638 (Cortecs)]; P6 [documento EP 281673 (State University of
New Cork)]; TbpA y TbpB; Hia; Hmw 1,2; Hap; y D15.
Vacunas pediátricas preferidas contempladas por
la presente invención son:
- a)
- Conjugado polisacárido de N. meningitidis C y conjugado polisacárido de Haemophilus influenzae b, opcionalmente con el conjugado polisacárido de N. meningitidis A y/o Y, siempre que todos los polisacáridos estén conjugados con la proteína D.
- b)
- Vacuna a) con TD, TT, componentes de pertussis (preferible TP, FHA y PRN), antígeno de superficie de la hepatitis B y VPI (vacuna de poliovirus trivalente inactivado)
- c)
- Antígenos polisacáridos de Streptococcus pneumoniae conjugados con la proteína D.
- d)
- Vacuna c) con uno o más antígenos de Moraxella catarrhalis y/o Haemophilus influenzae no tipificable.
\newpage
Todas las vacunas de combinación anteriores se
pueden beneficiar de la inclusión de la proteína D como portador.
Claramente, cuantos más portadores implicados en una vacuna de
combinación (por ejemplo para superar una supresión de epítopo), más
cara y compleja es la vacuna final. Por tanto, tener todos, o la
mayoría, de los antígenos polisacáridos de una vacuna de combinación
conjugados a la proteína D proporciona una ventaja consi-
derable.
derable.
Para la prevención de la neumonía en la
población de ancianos (+ 55 años) y de la otitis media en lactantes
o niños pequeños, es una forma de realización preferida de la
invención combinar antígenos polisacáridos multivalentes de
Streptococcus pneumoniae-proteína D como se ha descrito en la
presente memoria descriptiva con una proteína de Streptococcus
pneumoniae, o un equivalente inmunológicamente funcional del
mismo. Véase la sección anterior "Proteínas neumocócicas de la
invención" sobre las combinaciones preferidas proteínas/proteína
que se pueden incluir en tal combinación.
En consecuencia, la presente invención
proporciona una composición inmunogénica que comprende un conjugado
polisacárido de Streptococcus pneumoniae-proteína D y un
antígeno proteico de Streptococcus pneumoniae.
Preferentemente, los antígenos conjugados
polisacárido-proteína D de la presente invención
están adyuvados en la formulación de vacuna de la invención. Entre
los adyuvantes adecuados se incluyen una sal de aluminio tal como
gel de hidróxido de aluminio (alumbre) o fosfato de aluminio, pero
también puede ser una sal de calcio, hierro o cinc, o puede ser una
suspensión insoluble de tirosina acilada, o azúcares acilados,
polisacáridos catiónica o aniónicamente derivados, o
polifosfazenos.
Para las vacunas para ancianos se prefiere que
el adyuvante se seleccione de modo que sea un inductor preferencial
de un tipo Th1 de respuesta.
Para los adyuvantes Th1 concretos véase
"Adyuvantes Th1 de la invención", en lo que antecede.
En otro aspecto de la presente invención se
proporciona un inmunógeno o vacuna como se ha descrito en la
presente memoria descriptiva para usar en medicina.
Para la preparación/administración de vacunas
del conjugado, véase "Preparación de vacuna de la invención",
en lo que antecede.
La proteína D también se usa de forma ventajosa
en una vacuna contra la otitis media, ya que en sí misma es un
inmunógeno capaz de producir protección mediada por células B contra
Haemophilus influenzae no tipificable (ntHi). El ntHI puede
invadir las células huésped y evadir los efectos mediados por las
células B inducidos por el antígeno proteico. Los presentes
inventores han encontrado, sorprendentemente, un modo de incrementar
la eficacia de la proteína D (bien pos sí sola o como portadora
para un polisacárido) como antígeno para una vacuna contra la
otitis media. Esto se realiza mediante la adyuvación de la proteína
D de modo que se induce una fuerte respuesta Th1 en el sujeto de
modo que se optimiza contra la proteína D la rama del sistema
inmunitaria mediada por células. Esto sorprendentemente se consigue
usando una composición liofilizada que comprende la proteína D y un
adyuvante Th1 (preferentemente 3D-MPL), que se
reconstituye poco antes de la administración. Por tanto, la
invención también proporciona tales composiciones, un procedimiento
para fabricar tales composiciones (mediante liofilización de una
mezcla que comprende la proteína D y un adyuvante Th1) y un uso de
tal composición en el tratamiento de la otitis media.
En un sentido más amplio, los inventores
establecen que liofilizar un inmunógeno en presencia de un adyuvante
Th1 (véase "Adyuvantes Th1 de la invención"), preferentemente
3D-MPL, aumentará generalmente la respuesta
inmunitaria Th1 contra el inmunógeno. Por tanto, la presente
invención es aplicable a cualquier inmunógeno para el que se
requiera una respuesta inmunitaria Th1 más fuerte. Tales inmunógenos
comprenden antígenos bacterianos, virales y de proteínas tumorales,
así como proteínas y péptidos propios.
\vskip1.000000\baselineskip
Los ejemplos ilustran pero no limitan la
invención.
La vacuna candidata 11-valente
incluye los polisacáridos capsulares de serotipos 1, 3, 4, 5, 6B,
7F, 9V, 14, 18C, 19F y 23F, preparados esencialmente como se
describe en el documento EP 72513. Cada polisacárido se activa y
deriva usando química de CDAP (Documento 95/08348) y se conjuga a la
proteína portadora. Todos los polisacáridos están conjugados en su
forma nativa, a excepción del serotipo 3 (cuyo tamaño se redujo para
disminuir su
viscosidad).
viscosidad).
El potador proteico seleccionado en la proteína
D recombinante (PD) de Haemophilus influenzae no tipificable,
expresado en E. coli:
La proteína D está altamente conservada entre
todos los serotipos de H. influenzae y las cepas no
tipificables. El vector pHIC348 que contiene la secuencia de ADN
que codifica la totalidad del gen de la proteína D se ha obtenido
del Dr. A. Forsgren, Departamento de Microbiología Médica,
Universidad de Lund, Malmö, Suecia. Janson y col. (1991) Infect.
Immun. 59: 119-125 han publicado la secuencia de ADN
de la proteína D.
El vector de expresión pMG1 es un derivado de
pBR322 (Gross y col., 1985) en el que se introdujeron
elementos de control derivados del bacteriófago \lambda para la
transcripción y traducción de genes extraños insertados (Shatzman
y col., 1983). Además, se intercambió el gen de resistencia a
ampicilina por el gen de resistencia a kanamicina.
LA cepa AR58 de E. coli se generó
mediante transducción de N99 con una reserva del fago P1 previamente
cultivado en un derivado SA500 (ga1E::TN10, labdakil^{-}cl857
\DeltaH1). N99 y SA500 son cepas K12 de E. coli derivadas
del laboratorio del Dr. Martin Rosenberg en el Instituto Nacional de
Salud.
Para la producción de proteína D, se ha clonado
el ADN codificador de la proteína en el vector de expresión pMG 1.
Este plásmido usa señales del ADN del fago lambda para dirigir la
transcripción y la traducción de los genes extraños insertados. El
vector contiene el promotor PL, el operador OL y dos puntos de
utilización (NutL y NutR) para romper los efectos de polaridad
transcripcional cuando se proporciona la proteína N (Gross y
col., 1985). Los vectores que contienen el promotor PL se
introducen en un huésped lisogénico E. coli para estabilizar
el ADN plasmídico. Las cepas del huésped lisogénico contienen ADN
del fago lambda con replicación defectuosa integrado en el genoma
(Shatzman y col., 1983). Ale ADN cromosómico del fago lambda
dirige la síntesis de la proteína represora cl que se une al
represor de OL del vector y previene la unión de la ARN polimerasa
al promotor OL y, por tanto, la transcripción del gen insertado. El
gen cl de la cepa de expresión AR58 contiene un mutante sensible a
la temperatura de modo que la transcripción dirigida por PL puede
regularse mediante cambios de temperatura, es decir un incremento
en la temperatura del cultivo inactiva el represor y se inicia la
síntesis de la proteína extraña. Este sistema de expresión permite
la síntesis controlada de proteínas extrañas, especialmente de
aquéllas que pueden ser tóxicas para la célula (Shikamata y
Rosenberg, 1981).
La cepa lisogénica AR58 de E. coli usada
para la producción de la proteína D portadora es un derivado de la
cepa estándar de E. coli del NIH K12 N99
(F^{-}su^{-}galK2, lacZ^{-}thr^{++}). Contiene un fago
lambda lisogénico defectivo (galE::TN10, lambdaKil^{-}ci857
\DeltaH1). El fenotipo Kil^{-} previene el cierre de la
síntesis de macromoléculas del huésped. La mutación cl857 confiere
una lesión sensible a la temperatura al represor cl. La deleción
\DeltaH1 elimina el operón derecho del fago lambda y los loci bio,
uvr3 y chlA de los huéspedes. La cepa AR58 se generó mediante
transducción de N99 con la reserva del fago P1 previamente
cultivada en un derivado de SA500 (galE::TN10, lanbdaKil^{-}cl857
\DeltaH1). La introducción del lisogen defectivo en N99 se
seleccionó con tetraciclina en virtud de la presencia de un
transposón TN10 codificador de la resistencia a tetraciclina en el
gen GalE adyacente.
El vector pMG 1 que contiene el gen codificador
de la proteína no estructural S1 del virus Influenzae (pMGNSI) se
usó para construir pMGMDPPrD. El gen de la proteína D se amplificó
mediante PCR a partir del vector pHIC348 (Janson y col.,
1991) con cebadores de PCR que contiene los sitios de restricción
NcoI y XbaI en los extremos 5' y 3', respectivamente. A
continuación, el fragmento NcoI/XbaI se introdujo en pMGNS1 entre
NcoI y XbaI, lo que crea una proteína de fusión que contiene los 81
aminoácidos del extremo N de la proteína NS1 seguidos de la
proteína D. Este vector se llamó pMGNS I PrD.
Basándose en el constructo descrito antes se
generó el constructo final para la expresión de la proteína D. Un
fragmento BamHI/BamHi se eliminó del pMGNS1PrD. Esta hidrólisis de
ADN elimina la región codificadora NS1, a excepción de los primeros
tres residuos N-terminales. Una vez que el vector se
ha vuelto a unir se ha generado un gen codificador de una proteína
de fusión con la siguiente secuencia de aminoácidos en el extremo
N:
- - -MDP
SSHSSNMANT- - - - -
NS1 \hskip3cm Proteína D
La proteína D no contiene un péptido líder o la
cisteína en el extremo N a la que las cadenas lipídicas normalmente
están unidas. Por tanto, la proteína no se excreta en el periplasma
ni está lapidada y permanece en el citoplasma en forma soluble.
El constructo final pMG-MPPrD se
introdujo en la cepa huésped AR58 mediante shock térmico a 37ºC. Las
bacterias que contienen el plásmido se seleccionaron en presencia
de kanamicina. La presencia del inserto de ADN codificador de la
proteína D se demostró mediante la digestión de ADN plasmídico
aislado con endonucleasas seleccionadas. Las cepa recombinante de
E. coli se denomina ECD4.
La expresión de la proteína D está bajo el
control del promotor P_{L}/Operador O_{L} de lambda. La cepa
huésped AR58 contiene un gen cl sensible a la temperatura en el
genoma que bloquea la expresión del P_{L} de lambda a una
temperatura baja mediante la unión a O_{L}. Una vez que la
temperatura está elevada se libera cl del O_{L} y se expresa la
proteína D. Al final de la fermentación, las células se concentran y
congelan.
La extracción desde las células recolectadas y
la purificación de la proteína D se realizó del siguiente modo. El
precipitado del cultivo de las células congeladas se descongela y
resuspende en una solución de rotura celular (tampón citrato ph
6,0) hasta una DO_{650} final= 60. La suspensión se pasa dos veces
a través de un homogeneizador de presión a P= 1000.10^{5}
Pascales. El homogeneizado del cultivo celular se aclara mediante
centrifugación y los residuos celulares se eliminan mediante
filtración. En la primera etapa de purificación, el lisado filtrado
se aplica a una columna de cromatografía de intercambio de cationes
(SP Sepharose Fast Flow^{TM}). LA PD se une a la matriz de gel
mediante interacción iónica y se eluye mediante un incremento
escalonado de la fuerza iónica del tampón de elución.
En una segunda etapa de purificación se retienen
las impurezas en una matriz de intercambio aniónico (Q Sepharose
Fast Flow^{TM}). La PD no se une al gel y se puede recolectar en
el flujo continuo.
En ambas etapas de la cromatografía en columna
la recolección de la fracción se monitoriza mediante DO. El flujo
continuo de la cromatografía de columna de intercambio aniónico que
contiene la proteína D purificada se concentra mediante
ultrafiltración.
La proteína D que contiene el producto retenido
mediante ultrafiltración se pasa por último a través de una
membrana de 0,2 \mum.
Las condiciones de activación y acoplamiento son
específicas para cada polisacárido. Estas se indican en la Tabla 1.
El polisacárido nativo (a excepción de PS3) se disolvió en NaCl 2M o
en agua para inyectable. La concentración óptima del polisacárido
se evaluó para todos los serotipos.
De una solución madre 100 mg/ml en acetonitrilo,
a la solución del polisacárido se añadió CDAP (proporción de
CDAP/PS de 0,75 mg/mg de PS). 1,5 minutos más tarde se añadió
trietilamina 0,2M para obtener el pH de activación específico. La
activación del polisacárido se realizó a este pH durante 2 minutos a
25ºC. La proteína D (la cantidad depende de la proporción PS/PD
inicial) se añadió al polisacárido activado y la reacción de
acoplamiento se llevó a cabo al pH específico durante 1 hora. A
continuación la reacción se inactivó con glicina durante 30 minutos
a 25ºC y durante la noche a 4ºC.
Los conjugados se purificaron mediante
filtración en gel usando una columna de filtración en gel
Sephacryl^{TM} 500HR equilibrada con NaCl 0,2M.
Se determinó el contenido en carbohidrato y
proteína de las fracciones eluidas. Los conjugados se acumularon y
filtraron en esterilidad en una membrana de esterilización de 0,22
\mum. Se determinaron las proporciones de PS/Proteína en las
preparaciones del conjugado.
Cada conjugado se caracterizó y cumplió las
especificaciones descritas en la Tabla 2. El contenido en
polisacárido (\mug/ml) se midió mediante la prueba de resorcinol
y el contenido proteico ((\mug/ml) mediante la prueba de Lowry.
La proporción final de PS/PD (p/p) se determinó mediante la
proporción de las concentraciones.
La activación del polisacárido con CDAP
introduce un grupo cianato en el polisacárido y se libera DMAP
(4-dimetilamino-piridin). El
contenido residual de DMAP se determinó mediante un ensayo
específico desarrollado en SB.
El contenido de polisacárido libre de los
conjugados mantenido a 4ºC o almacenado 7 días a 37ºC se determinó
en el sobrenadante obtenido tras incubación con anticuerpos
\alpha-PD y sulfato amónico saturado, seguido por
una centrifugación.
Para la cuantificación del polisacárido libre en
el sobrenadante se usó un ELISA DE
\alpha-PS/\alpha-PS. La
ausencia de conjugado también se controló mediante ELISA
\alpha-PD/\alpha-PS. La
reducción de la cantidad de polisacárido libre tiene como resultado
una mejora de la vacuna conjugada.
La antigenicidad en los mismos conjugados se
analizó en un ELISA de tipo sándwich, en el que la captura y la
detección de anticuerpos fueron \alpha-PS y
\alpha-PD respectivamente.
El nivel de proteína D residual "libre" se
determinó usando un procedimiento con tratamiento con SDS de la
muestra. El conjugado se calentó 10 min a 100ºC en presencia de SDS
al 0,1% y se inyectó en una columna de filtración en gel
SEC-HPLC (TSK 3000-PWXL). Dado que
la proteína D es un dímero, existe un riesgo de sobreestimar el
nivel de proteína D "libre" mediante disociación de la
estructura con SDS.
El tamaño molecular se midió en una columna de
filtración en gel SEC-HPLC (TSK
5000-PWXL).
La estabilidad se midió en una columna de
filtración en gel SEC-HPLC (TSK
6000-PWXL) para los conjugados mantenidos a 4ºC y
almacenados durante 7 días a 371C.
La caracterización 11-valente se
indica en la Tabla 2.
Los conjugados proteicos se pueden adsorber en
fosfato de aluminio y se agruparon para formar la vacuna final.
Se han producido conjugados inmunogénicos que se
ha mostrado que son componentes de una prometedora vacuna. Se
descubrieron las condiciones de CDAP optimizadas para la obtención
del producto final de polisacárido neumocócico conjugado de la
mejor calidad para cada una de las 11 valencias. Los conjugados de
estos polisacáridos neumocócicos obtenibles mediante el
procedimiento CDAP anterior mejorado (optimizado) (con independencia
de la proteína portadora, pero preferentemente la proteína D) es,
por tanto, otro aspecto de la invención.
\vskip1.000000\baselineskip
Las ratas lactantes se inmunizaron con una
vacuna neumocócica conjugada PS-PD
11-valente a una dosis de 0,1 \mug cada
polisacárido (preparado de acuerdo con el procedimiento del Ejemplo
1) y usando las formulaciones adyuvantes siguientes: ninguna,
AIPO_{4}, 3D-MPL, 3D-MPL sobre
AIPO_{4}.
La formulación con únicamente
3D-MPL fue estadísticamente (sorprendentemente) más
inmunogénica (CMG de IgG mayor) que para las otras formulaciones
para 5 de 11 antígenos. Esto fue cierto a concentraciones tanto
altas como bajas de 3D-MPL.
La opsonofagocitosis confirmó los resultados de
la CMG.
Las ratas OF1 lactantes se aleatorizaron a
diferentes madres y tenían 7 días cuando recibieron la primera
inmunización. Recibieron 2 inmunizaciones adicionales 14 y 28 días
después. El día 56 (28 días después de III) se realizó una
extracción de sangre Todas las vacunas se inyectaron s.c. y había 10
ratas por grupo de vacuna.
Las ratas se inmunizaron con una vacuna
neumocócica conjugada 11-valente que comprende los
siguientes serotipos de polisacáridos conjugados en la proteína D:
1, 3, 4, 5, 6B, 7F, 9V, 14, 18C, 19F, 23F.
Para examinar el efecto de diferentes adyuvantes
avanzados, la dosis del conjugado se mantuvo constante a 0,1 \mug
de cada polisacárido y los adyuvantes AIPO_{4} y
3D-MPL se formularon en dosis y combinaciones
diferentes sin que incluyan adyuvante en absoluto. En la Tabla 3 se
indican numéricamente para referencia.
Se prepararon monovalentes adsorbidos
concentrados de acuerdo con el procedimiento siguiente. Se
mezclaron
50 \mug de AIPO_{4} (pH 5,1) con 5 \mug de polisacáridos conjugados durante 2 horas. El pH se ajustó a pH 5,1 y la mezcla se dejó durante otras 16 horas. Se añadió NaCl 1500 mM para hacer la concentración de sales hasta 150 mM. Tras 5 minutos se añadieron 5 mg/ml de 2-fenoxietanol. Después de otros 30 minutos el pH se ajustó a 6,1 y se dejó durante más de 3 días a 4ºC.
50 \mug de AIPO_{4} (pH 5,1) con 5 \mug de polisacáridos conjugados durante 2 horas. El pH se ajustó a pH 5,1 y la mezcla se dejó durante otras 16 horas. Se añadió NaCl 1500 mM para hacer la concentración de sales hasta 150 mM. Tras 5 minutos se añadieron 5 mg/ml de 2-fenoxietanol. Después de otros 30 minutos el pH se ajustó a 6,1 y se dejó durante más de 3 días a 4ºC.
Se prepararon tres diluyentes en NaCl 150 mM/5
mg/ml de fenoxietanol
- \quad
- A: AIPO4 a 1 mg/ml
- \quad
- B: 3D-MPL en AIPO_{4} a 250 y 1000 \mug/ml respectivamente, proporción en peso de 3D-MPL/AIPO_{4}= 5/20
- \quad
- C: 3D-MPL en AIPO_{4} a 561 y 1000 \mug/ml respectivamente, proporción en peso de 3D-MPL/AIPO_{4}= 50/89
\vskip1.000000\baselineskip
Los once monovalentes de PS-PD
adsorbidos, concentrados se mezclaron a la proporción correcta. El
complemento de AIPO4 se añadió como diluyente A. Cuando fue
necesario se añadió 3D-MPL bien como una solución
acuosa (no adsorbida, Modo 1, véase más adelante) o como diluyente
B o C (3D-MPL adsorbido en AIPO_{4} a 2 dosis,
Modo 2, véase más adelante).
Modo 1
A los conjugados adsorbidos combinados se añadió
3D-MPL como suspensión acuosa. Se mezcló con el
undecavalente durante 10 minutos a temperatura ambiente y se
almacenó a 4ºC hasta su administración.
Modo 2
3D-MPL se
pre-adsorbió en AIPO4 antes de la adición a los
conjugados adsorbidos combinados (diluyente B y C). Para preparar 1
ml de diluyente, se mezcló una suspensión acuosa de
3D-MPL (250 o 561 \mug) con 1 mg de AIPO4 en NaCl
150 mM a pH 6,3 durante 5 min a temperatura ambiente. Esta solución
se diluyó en NaCl pH 6,1/fenoxi y se incubó durante la noche a
4ºC.
Los once conjugados PS-PD se
mezclaron y diluyeron a la correcta proporción en NaCl 150 mM a pH
6,1, fenoxi. Cuando se requirió se añadió 3D-MPL
como solución (no adsorbida).
Las formulaciones para todas las inyecciones se
prepararon 18 días antes de la primera administración.
El ELISA se realizó para medir la IgG de rata
usando el protocolo derivado del Taller de la OMS sobre el
procedimiento ELISA para la cuantificación de los anticuerpos IgG
contra los polisacáridos capsulares de Streptococcus
pneumoniae en suero humano. En esencia, el polisacárido capsular
purificado reviste directamente la placa de microtitulación. Las
muestras de suero se pre-incuban con el polisacárido
de pared celular común a todos los neumococos (sustancia C) y que
está presente en aproximadamente el 0.5% de los polisacáridos
neumocócicos purificados de acuerdo con la descripción (documento
EP 72513 B1). Para detectar la IgG murina unida se emplearon
reactivos de Jackson ImmunoLaboratories Inc. Mediante ecuación
logística log modelada las curvas de titulación se realizaron con
referencia a patrones internos (anticuerpos monoclonales). Los
cálculos se efectuaron usando software SoftMaz Pro. Se previó un
error absoluto máximo en estos resultados del orden de un
factor de 2. El error relativo es inferior al 30%.
Los títulos opsónicos se determinaron para los
serotipos 3, 6B, 7F, 14, 19F y 23F usando el protocolo del CDC
(opsonofagocitosis de Streptococcus pneumoniae usando células
HL60 diferenciadas, versión 1.1) con PMN humanos purificados y
complemento de conejo lactante. La modificación incluyó el uso de
cepas neumocócicas internas y las células HL60 fagocíticas se
sustituyeron por neutrófilos PMN humanos purificados (existe un
grado elevado de correlación entre estas células fagocíticas).
Además, a los pocillos de microtitulación se añadieron esferas de
vidrio de 3 mm para incrementar el mezclado, y esto permitió la
reducción de la proporción fagocito:bacteria que se recomendó que
fuera 400.
La media geométrica de las concentraciones de
IgG para cada serotipo y la PD se muestran en las Tablas 4 a 10.
Para los serotipos 6B, 14, 19F y 23F, se incluyen para comparación
los resultados previos obtenidos usando una formulación
tetravalente.
Las concentraciones más elevadas de IgG se han
destacado en las Tablas 4 a 10. El valor estadístico p para las
composiciones de 3D-MPL frente a las composiciones
de 3D-MPL/AIPO_{4} se indica en la Tabla 11. La
formulación adyuvante número 4 (conjugados no adsorbidos con dosis
elevada de 3D-MPL) da las CMG más elevadas para 9 de
11 casos. En 5/11 casos, la dosis baja de MPL es la segunda más
inmunogénica. Además, la adyuvación da CMG más elevadas que
mediante la modificación de la dosis para todos los serotipos (datos
no mostrados), y esto es estadísticamente significativo para los
serotipos 4, 6B, 7F, 18C y 23F (p< 0,05 del IC del 95%).
Los resultados de la opsonofagocitosis en suero
combinado para los serotipos 3, 6B, 7F, 14, 19F y 23F se muestran
en las Tablas 4 a 8. En su mayor parte, estos títulos opsónicos
confirman la CMG de IgG. De hecho, la correlación con la
concentración de IgG es superior al 85% para los serotipos 6B, 19F,
23F (datos no mostrados). Para el serotipo 3 es importante destacar
que sólo el grupo de 3D-MPL indujo actividad
opsónica por encima del umbral.
En este experimento, fue inesperado que el uso
de 3D-MPL solo induciría las concentraciones más
elevadas de IgG.
La CMG máxima de IGG obtenida con la
modificación del adyuvante se comparó con la CMG máxima obtenida
mediante la modificación de la dosis de PS y se descubrió que
3D-MPL podría inducir respuestas significativamente
más elevadas en 5/11 serotipos.
La Tabla 11 muestra que cuando se comparan las
composiciones de 3D-MPL y
3D-MPL/AIOP_{4} (comparando el procedimiento de
la formulación y la dosis de 3D-MPL), 5 de los
conjugados polisacáridos mejoran significativamente, en términos de
inmunogenicidad, cuando se formulan con sólo 3D-MPL
en lugar de 3D-MPL más AIPO_{4}: PS 4, PS 6B, PS
18C, PS 19F y PS 23F.
\vskip1.000000\baselineskip
Ratas adultas se inmunizaron con vacunas
conjugadas de polisacárido neumocócico-proteína D,
bien individualmente o bien combinados en una composición
multivalente (bien tetra-, penta-, hepta- o decavalente). Grupos de
10 ratas se inmunizaron dos veces con una separación de 28 días y
se obtuvieron análisis de sangre el día 28 y el día 42 (14 días
después de la 2ª dosis).
Los sueros se analizaron mediante ELISA para
detectar anticuerpos IGG frente a los polisacáridos neumocócicos.
Todos los conjugados indujeron anticuerpos IgG específicos, medidos
mediante ELISA. La tabla 12 muestra el efecto de la combinación de
conjugados monovalentes PS 6B, PS 18C, PS 19F Y PS 23F con proteína
D sobre su inmunogenicidad en ratas adultas, medido mediante la
concentración de IgG a los 14 días de la 2ª dosis.
Se realizó un análisis estadístico en todas las
muestras para determinar si las diferencias en la concentración del
anticuerpo tras la combinación eran significativas. La combinación
de cualquiera de los serotipos PS 6B, PS 18C, PS 19F y PS 23F
conjugados con proteína D en una vacuna multivalente no cambió de
forma significativa su inmunogenicidad.
\vskip1.000000\baselineskip
Inmunoplacas Nunc Maxisorp^{TM} se recubrieron
durante 2 horas a 37ºC con 100 \mul/pocillo de 2 \mug/ml de
neumolisina nativa recombinante (PLY) diluida en PBS. Las placas se
lavaron 3 veces con tampón de NaCl al 0,9% Tween-20
al 0,05%. A continuación, diluciones seriadas al doble (en
PBS/Tween-20^{TM} 0,05%, 100 \mul por pocillo)
de una referencia sérica de anti-PLY añadidas como
curva estándar (comenzando a 670 ng/ml de IgG) y muestras de suero
(comenzando a una dilución 1/10) se incubaron durante 30 minutos a
20ºC en agitación. Tras lavar como se ha descrito anteriormente, se
incubó IgG anti-ratón de cabra conjugada con
peroxidasa (Jackson) diluida 5000 veces en
PBS/Tween-20 al 0,05% (100 \mul/pocillo) durante
30 minutos a 20ºC en agitación. Después de lavar, las placas se
lavaron durante 15 minutos a temperatura ambiente con 100
\mul/pocillo de tampón de revelado (OPDA 0,4 mg/ml y
H_{2}O_{2} al 0,05% en tampón citrato 100 mM a pH 4,5). El
revelado se detuvo añadiendo 50 \mul/pocillo de HCl 1N. Las
densidades ópticas se leyeron a 490 y 620 nm usando el inmunolector
Emax (Molecular Devices). El título de anticuerpos se calculó
mediante el método matemático de 4 parámetros usando el software
SoftMax.
Este ensayo se realizó para medir la capacidad
de los anticuerpos séricos para inhibir la actividad hemolítica de
la neumolisina (PLY). Con el fin de eliminar el colesterol
(susceptible de interaccionar con PLY), las muestras de suero se
trataron 2 veces del siguiente modo: se mezclaron con un volumen
igual de cloroformo y después se incubaron durante 45 minutos en
agitación. Los sobrenadantes se recogieron tras la centrifugación
durante 10 minutos a 1000 rpm. Los sueros sin colesterol se
diluyeron (diluciones seriadas 1:2 en ditiotreitol 1 mM, BSA al
0,01%, TRIS 15 mM, NaCl 150 mM, pH 7,5) en microplacas de 96
pocillos (Nunc). A cada posillo se añadieron cincuenta \mul de
una solución que contiene 4 HU (Unidad de hemólisis) de PLY y se
incubaron durante 15 minutos a 37ºC. A continuación, se añadieron
100 \mul de glóbulos rojos de oveja (solución del 1%) durante 30
minutos a 37ºC. Tras la centrifugación durante 10 minutos a 1000
rpm, los sobrenadantes se recogieron (150 \mul) y se colocaron en
otra microplaca de 96 pocillos para la lectura de la densidad óptica
a 405 nm. Los resultados se expresaron en forma de títulos de
dilución en el punto medio.
La neumolisina nativa recombinante (PLY) se
dializó contra tampón fosfato 50 mM NaCl 500 mM a pH 7,6. Las
etapas siguientes se realizaron a 39,5ºC en agitación episódica. El
día 1 se añadieron Tween-80 10% (1/250 v/v),
N-acetiltriptófano 57,4 mM a pH 7,6 (3/100 v/v),
glicina 2,2M en tampón fosfato (1/100 v/v) y formaldehído al 10% en
tampón fosfato (3/100 v/v) en la solución de PLY. Los días 2 y 3 se
añadió folmaldehído al 10% de nuevo a una proporción de 3/100 y
2/100 v/v respectivamente. La incubación a 39,5ºC se mantuvo hasta
el día 7 en agitación episódica. Por último, la PLY se dializó
contra tampón fosfato 50 mM NaCl 500 mM a pH 7,6. La inactivación
completa de PLY se demostró en el ensayo de hemólisis.
En ratones hembra OF1 de siete semanas de edad
se inoculó intranasalmente con anestesia 5.10^{5} UFC de S.
pneumoniae de serotipo 6B adaptado para ratones. A las 6 horas
de la provocación se extrajeron los pulmones y se homogeneizaron
(Ultramax, 24000 rpm, 4ºC) en medio Todd Hewith Broth (THB, Gibco).
Diluciones seriadas 1:10 de los homogeneizados de pulmón se
sembraron en placas durante la noche a 37ºC en placas Petri que
contenían agar THB suplementado con extracto de levadura. La
infección pulmonar neumocócica se determinó como el número de
UFC/ratón, expresado en forma de media logarítmica ponderada. El
límite de detección fue 2,14 log UFC/ratón.
Ejemplo
4A
En el presente ejemplo evaluamos el impacto de
la adyuvación con 3D-MPL sobre la respuesta
inmunitaria a la neumolisina nativa recombinante (PLY,
proporcionada por J. Paton, Children's Hospital, North Adelaide,
Australia) y su homólogo químicamente destoxificado (DPLY). La
destoxificación química se realizó tal y como se ha descrito
antes.
Grupos de 10 ratones hembra Balb/c de 6 semanas
de edad se inmunizaron por vía intramuscular los días 0, 14 y 21
con 1 \mug de PLY o DPLY contenida en A: 100 \mug de AIPO_{4};
o B: 100 \mug de AIPO_{4} + 5 \mug de 3D-MPL
(lípido A
3-des-O-acilado
monofosforilo, suministrado por Ribi Immunochem). Las Figuras 1A y
1B muestran la IgG en ELISA y los títulos de inhibición de hemólisis
(IHL) medidos en sueros tras III.
Cualquiera que fuera el antígeno, las mejores
respuestas inmunitarias se indujeron en animales vacunados con
formulaciones suplementadas con 3D-MPL. Es
interesante el hecho de que DPLY fue tan inmunogénica como PLY
cuando se administró con AIPO4 + 3D-MPL, mientras
que era un inmunógeno más débil en la formulación de AIPO4. Esto
mostró la ventajosa capacidad de 3D-MPL para mejorar
la respuesta de anticuerpos a la neumolisina
destoxificada.
destoxificada.
En composiciones que contienen neumolisina,
puede ser preferible usar neumolisina químicamente destoxificada en
lugar de la neumolisina destoxificada mutacionalmente. Esto es
porque las mutantes destoxificadas obtenidas hasta la fecha todavía
tienen actividad de toxina residual, la neumolisina químicamente
destoxificada no tiene. Por tanto, se considera otro aspecto de la
invención que, en general, las composiciones que comprenden
neumolisina (o mutantes de neumolisina) que ha sido químicamente
destoxificada para usar en una vacuna, deberán adyuvarse con un
adyuvante Th1, preferentemente 3D-MPL. La invención
proporciona dichas composiciones. También se establece un
procedimiento de incremento de la respuesta inmunitaria de la
neumolisina químicamente destoxificada dentro de una composición
inmunógena, que comprende las etapas de añadir a la composición un
adyuvante Th1 (preferentemente 3D-MPL).
Ejemplo
4B
En el presente ejemplo los inventores han
evaluado la eficacia profiláctica de una vacuna que contiene el
conjugado undecavalente polisacárido-proteína D,
antígeno atenuado de neumolisina mutante (PdB, documento Wo
90/06951) y adyuvantes AIPO4 + 3D-MPL, comparada con
la clásica formulación de conjugado undecavalente
polisacárido-proteína D adsorbida en AIPO4.
Grupos de 12 ratones hembra OF1 de 4 semanas de
edad se inmunizaron por vía subcutánea los días 0 y 14 con
formulaciones que contenían A: 50 \mug de AIPO4; B: 0,1 \mug de
PS/serotipo de vacuna undecavalente de polisacárido conjugada con
PD + 50 \mug de AIPO4 o C: 0,1 \mug de PS/serotipo de vacuna
undecavalente de polisacárido conjugado con PD + 10 \mug de PdB
(proporcionado por J. Paton, Children's Hospital, North Adelaide,
Australia) + 50 \mug de AIPO4 + 5 \mug de 3D-MPL
(suministrado por Ribi Immunochem). La provocación se realizó el
día 21 tal como se ha descrito antes.
Como se muestra en la Figura 1C, la vacuna
conjugada polisacárida undecavalente se suplementó con PdB y se
adyuvó con AIPO4 + MPL (las barras negras representan la media
aritmética). Por el contrario, no se observó una protección
significativa en animales inmunizados con la formulación de
conjugado polisacárido undecavalente/AIPO4. Este resultado probó
que la adición de antígeno neumolisina (incluso atenuado) y
adyuvante 3D-MPL potenció la eficacia de la vacuna
conjugada polisacárida undecavalente contra la neumonía.
Ejemplo
4C
Con el fin de establecer la correlación
inmunitaria de la protección conferida en el ejemplo 4B por la
vacuna conjugada polisacárida undecavalente suplementada con
neumolisina mutante atenuada (PDB) y 3D-MPL se
midieron las respuestas sexológicas de anticuerpos
pre-provocación al polisacárido 6B y PdB tal y como
se ha descrito antes.
A continuación se compararon los títulos de
anticuerpos con el número de colonias bacterianas medidas en los
pulmones de los animales correspondientes recolectados a las 6 horas
de la provocación. Las R^{2} se calcularon en regresiones
lineales log/log.
Las R^{2} calculadas fueron igual a 0,18 y
0,02 para las respuestas de anticuerpos anti-PdD y
anti-6B, respectivamente. Esto mostró la ausencia
de correlación entre las respuestas inmunitarias humorales y la
protección frente a ambos antígenos. Los títulos de anticuerpos
anti-6B no fueron significativamente diferentes en
los grupos inmunizados con la vacuna conjugada undecavalente (GMT=
0,318 ng/ml) o con la misma vacuna suplementada con PdD y
3D-MPL (GMT= 0,458 ng/ml). Por tanto, la mejora en
la protección observada con la formulación C no se debía
exclusivamente a una respuesta de anticuerpos más elevada al
polisacárido 6B.
En conjunto, los resultados sugieren que la
protección no estaba mediada por las respuestas inmunitarias
humorales solo, sino también por una inmunidad mediada por células
inducida por el antígeno PdB en presencia de 3D-MPL.
Esto dio soporte adicional a la adición de antígeno(s)
proteico(s) y potente(s) adyuvante(s) en la
vacuna conjugada polisacárida neumocócica, de modo que se coordinan
ambas ramas del sistema inmunitario para una protección óptima.
Ejemplo
5A
Grupos de vacuna: cuatro grupos de 16 ratones se
inmunizaron de forma pasiva (i.p.) el día -1 con 100 \mul de
antisuero antipolisacárido de rata no diluido de acuerdo con los
grupos que se detallan a continuación. (un total de 64 ratones)
Animales: 64 ratones macho CD-1
de Charles River, Canadá, de un peso aprox. de 35 g (de
aproximadamente 10 semanas de edad).
Anestesia: Los ratones se anestesiaron con
isoflurano (3%) más O2 (1 l/min).
Organismo: S. pneumoniae N1387
(serotipo 6) se recogió de placas de agar soja tripticasa (TSA)
suplementado con 5% de sangre de caballo y suspendido en 6 ml de
PBS. Inmediatamente antes de la infección, 1 ml de suspensión
bacteriana se diluyó en 9 ml de agar nutritivo fundido enfriado
(BBL) y se mantuvo a 41ºC. Los ratones recibieron aproximadamente
6,0 log10 UFC/ratón en un volumen de 50 \mul.
Infección: El día 0, los ratones se anestesiaron
como se ha descrito antes y se les infectó con S. pneumoniae
N1387 (50 \mul de suspensión bacteriana enfriada) mediante
instilación intrabronquial a través de intubación intratraqueal no
quirúrgica. Este procedimiento fue descrito por Woodnut y Berry
(Antimicrob. Ag. Chemotherap. 43: 29 (1999)).
Muestras: El día 3 tras la infección 8
ratones/grupo fueron sacrificados mediante sobredosis de CO2 y los
pulmones se extirparon y homogeneizaron en 1 ml de PBS. Se
prepararon diluciones seriadas 1:10 en PBS para enumerar el número
de bacterias viables. Las muestras se inocularon (20 \mul) por
triplicado en placas con TSA suplementado con 5% de sangre de
caballo y se incubaron durante la noche a 37ºC antes de la
evaluación. Otros grupos de ratones se sacrificaron el día 7 y se
tomaron muestras como se ha indicado antes.
\vskip1.000000\baselineskip
Las cifras entre paréntesis son el número de
animales que murieron antes del momento de la obtención de la
muestra.
Conclusión: En general, no se observó una
diferencia significativa en el número de bacterias aisladas de
ninguno de los grupos de tratamiento. Esto indica que el
anti-polisacárido no proporcionó protección
cuantificable a concentraciones de hasta, e incluida, 5
\mug/ml.
Esto es similar a lo observado en algunos
estudios clínicos humanos, es decir, los anticuerpos
anti-polisacárido son insuficientes para proteger
contra la neumonía neumocócica en algunas poblaciones.
\newpage
Ejemplo
5B
Animales: 128 ratones macho CD-1
(6 semanas de edad en el momento de la inmunización, 10 semanas de
edad en el momento de la infección) de Charles River, St. Constant,
Québec, Canadá. Los animales pesaron aprox. 20 g a las 6 semanas y
38 g a las 10 semanas.
Inmunizaciones: Seis grupos de 16 ratones se
inmunizaron mediante inyección subcutánea los días -22 y -14 con
100 \mul de vacuna, tal como se detalla más adelante. (un total de
128 ratones). PdB (documento WO 90/06951) se obtuvo por cortesía
del Dr. James Paton, Australia. El 3D-MPL se obtuvo
de Ribi/Corixa.
El día -1, se inmunizaron (i.p. 100 \mul)
grupos específicos (véase la Tabla siguiente) de forma pasiva con
una concentración de 4,26 \mug/ml (4 ml de 5 \mug/ml + 1,3 ml de
2 \mug/ml) de anticuerpos anti-polisacárido de
ratón.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Infección: El día 0, los ratones se anestesiaron
(isoflurano 3% más 1l/min de O2). Los inóculos bacterianos se
prepararon mediante la recolección del crecimiento de S.
pneumoniae N1287 (serotipo 6) de las placas de agar soja
tripticasa (TSA) suplementado con 5% de sangre de caballo y
suspendido en 6 ml de PBS. Se preparó una dilución 1:10 (1 ml más 9
ml) en agar nutritivo fundido enfriado (mantenido a 41ºC)
inmediatamente antes de la infección. Los ratones se infectaron
mediante instilación intrabronquial mediante intubación
intratraqueal y recibieron aproximadamente 6,0 log10 UFC/ratón en
un volumen de 50 \mul. Este procedimiento fue descrito por
Woodnut y Berry (Antimicrob. Ag. Chemotherap. 43: 29 (1999)).
Muestras: A los 72 horas tras la infección, 8
ratones/grupo fueron sacrificados mediante sobredosis de CO2 y los
pulmones se extirparon y homogeneizaron en 1 ml de PBS. Se
prepararon diluciones 1:10 en PBS para enumerar el número de
bacterias viables. Las muestras se inocularon (20 \mul) por
triplicado en placas con TSA suplementado con 5% de sangre de
caballo y se incubaron durante la noche a 37ºC antes de la
evaluación. Otros grupos de ratones se sacrificaron a los 8 días de
la infección y se tomaron muestras como se ha indicado antes.
La medida del resultado para la comparación del
tratamiento fue el número de bacterias en los pulmones a los 3 y 7
días de la infección. Los resultados se presentan en forma de las
medias del grupo con desviaciones estándar. El análisis estadístico
se realizó usando la prueba t de Student, en la que un valor P<
0,05 se consideró significativo.
Los recuentos bacterianos del grupo
1-4 fueron significativamente inferiores (p<
0,05) a los del grupo 1-3.
Los recuentos bacterianos del grupo
1-4 fueron significativamente inferiores (p<
0,05) a los del grupo 1-5.
El número de bacterias en todos los números fue
aproximadamente 2 logs inferior a los 8 días que a los 3 días, lo
que indica que la infección se estaba resolviendo.
Los recuentos bacterianos del grupo
1-2 fueron significativamente inferiores (p<
0,05) a los del grupo 1-5
Como se ha demostrado antes, los anticuerpos
anti-polisacárido solos (grupo 1-5)
no confieren protección contra el crecimiento de neumococos en los
pulmones. PdB adyuvado con AIPO4 tampoco confiere protección, pero
al día 8 existe una tendencia a la protección cuando PdB se combina
con 3D-MPL (grupo 1-2).
Al día 3, el grupo protegido más
significativamente, grupo 1-4, tenía los tres
elementos, PdB, 3D-MPL y anticuerpos
anti-polisacárido administrados pasivamente. Esta
conclusión está respaldada por el índice de mortalidad. El Grupo
1-4 sólo tuvo 2/8 muertes en comparación con los
5/10 para los grupos 1-5 y 1-3.
Dado que el experimento se realizó con animales
inmunizados pasivamente, el efecto sinérgico de inmunizar también
activamente con neumolisina y MPL no puede deberse a un incremento
en el nivel de los anticuerpos contra el antígeno polisacárido.
Dado que los animales sólo se inmunizaron
pasivamente contra el polisacárido neumocócico, el día 8 los niveles
de tal anticuerpo se habrían disipado en gran medida del
huésped.
Incluso así, se puedo observar una protección
significativa contra la neumonía neumocócica en los grupos
inmunizados con neumolisina más 3D-MPL y
especialmente en los grupos inmunizados con neumolisina más
3D-MPL más anticuerpo
anti-polisacárido administrado pasivamente, lo que
indica la sinergia de esta combinación.
Si la inmunización con
anti-polisacárido se había llevado a cabo de forma
activa (preferentemente con polisacárido conjugado), el efecto
habría sido todavía más marcado, ya que el efecto de memoria de las
células B y los niveles constantes de anticuerpos
anti-PS habrían contribuido a la cooperación de la
respuesta inmunitaria (véase, por ejemplo, la Fig. 1C, en la que se
mostró que muchos de los animales inmunizados de forma activa con
polisacárido y proteína no tenían bacterias en los pulmones tras la
provocación).
La protección frente a la infección neumocócica
está mediada por anticuerpos específicos de serotipo mediante
opsonofagocitosis. Puede conjeturarse que incrementos en la
concentración de anticuerpos tendrán como resultado una mayor
protección y, por tanto, se han realizado muchos esfuerzos para
encontrar modos de incrementar la respuesta humoral. Una estrategia
que se ha aplicado con éxito para conjugar las vacunas en los
estudios pre-clínicos es el uso de adyuvantes
inmunoestimulantes (revisado en Poolman y col., 1998,
Carbohydrate-based Bacterial Vaccines. En: Handbook
of Experimental Pharmacology eds. P. Perlmann y H. Wigsell.
Springer-Verlag,
Heidelberg, D).
Heidelberg, D).
Los datos presentados en esta sección muestran
los resultados del último experimento usando lotes clínicos en un
protocolo diseñado para simular un estudio clínico.
Ratones balb/c de un año de edad fueron
inmunizados con 1/10 de la dosis humana de vacuna conjugada con
polisacárido neumocócico y proteína D o con vacuna polisacárida
simple 23-valente. Las vacunas usadas fueron lotes
clínicos de DSP009, DSP013 o DSP014 correspondientes a las dosis de
1 mcg de los serotipos 6B y 23F y 5 mcg de los serotipos restantes
de la vacuna conjugada undecavalente, la dosis de 0,1 mcg de la
vacuna conjugada undecavalente o la dosis de 0,1 mcg de la vacuna
conjugada undecavalente adyuvada con 5 mcg de
3D-MPL, respectivamente. Todas las vacunas
conjugadas undecavalente también se adyuvaron con 50 \mug de
AIPO_{4}.
Grupos de 20 ratones fueron inmunizados
intramuscularmente. Las inyecciones de los grupos indicados en la
tabla siguiente se realizaron los días 0 y 21. La sangre para
análisis se obtuvo el día 35 (14 días después de la segunda
dosis).
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Los sueros se analizaron mediante ELISA para
detectar los anticuerpos IgG frente a los polisacáridos neumocócicos
siguiendo el protocolo consenso de CDC/OMS, es decir tras la
neutralización de los sueros con el polisacárido de la pared
celular. El ELISA se calibró para dar concentraciones de anticuerpos
en mcg/ml usando anticuerpos monoclonales IgG1 específicos de
serotipo.
Los análisis estadísticos de las comparaciones
se calcularon usando UNISTAT versión 5.0 beta. Se realizó un ANOVA
mediante el procedimiento de Tukey-HSD en
concentraciones IgG transformadas log. La comparación pareada de
los índices de seroconversión se realizó usando la prueba exacta de
Fisher.
La CMG de la IgG y el intervalo de confianza del
95% contra los 11 serotipos y la proteína D inducidos 14 días
después de la segunda inmunización (Dosis 2) se muestran en la tabla
siguiente. Se muestran los índices de seroconversión en los que no
se pudo calcular un intervalo de confianza del 95%.
El grupo 1 muestra el efecto de la inmunización
con polisacáridos sencillos, que normalmente induce sólo IgM en
animales. La mayoría de los niveles de IgG son inferiores al umbral
de detección; no obstante, los ratones balb/c fueron
capaces de sintetizar IgG frente a pocos polisacáridos neumocócicos, principalmente de los serotipos 3, 19F y 14.
capaces de sintetizar IgG frente a pocos polisacáridos neumocócicos, principalmente de los serotipos 3, 19F y 14.
La inmunización con vacunas conjugadas indujo
anticuerpos IgG con elevados índices de seroconversión contra todos
los serotipos a excepción del 23F.
Se observó una respuesta dependiente de la dosis
(grupo 4 frente al grupo 2) únicamente para los serotipos 7F y 19F,
pero estas observaciones no fueron estadísticamente significativas.
Una mayor respuesta se observó tras dos dosis (grupos b frente a
los grupos a) para los serotipos 3, 6B, 7F y 19F, y PD, y estas
observaciones fueron estadísticamente significativas en muchos
casos con las 3 formulaciones.
Más interesante es el efecto del
3D-MPL. Dos dosis de la vacuna formulada con
3D-MPL (grupo 3b) indujeron la CMG más elevada de
IgG específica, y esto fue estadísticamente significativo para todos
los serotipos a excepción del 23F, en cuyo caos presentó un índice
de seroconversión significativamente superior (p= 0,02 grupo 3b
frente al 2b, prueba exacta de Fisher).
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Los datos presentados en el presente documento
demuestran que la adición de 3D-MPL a la vacuna
conjugada undecavalente con polisacárido neumocócico y proteína D
incrementó la respuesta inmunitaria en ratones balb/c ancianos
frente a todos los serotipos analizados.
En la mayoría de los casos, dos dosis de vacunas
indujeron concentraciones medias geométricas de IgG superiores a
una dosis. Dado que esto no se observa usando la vacuna polisacárida
simple, incluso en humanos, se considera una indicación de una
respuesta inmunitaria dependiente de células T y la inducción de
memoria inmunitaria.
Estos datos avalan el esquema de administración
de una vacuna usando polisacáridos neumocócicos conjugados
adyuvados con adyuvantes Th1 (preferentemente
3D-MPL), en el que se administran al menos dos dosis
de la vacuna adyuvada., preferentemente con una separación de
1-12 semanas y más preferentemente con una
separación de 3 semanas. Tal esquema de administración se considera
otro aspecto de la invención.
Los ratones usados en el experimento fueron no
respondedores a PS 23 (simple o conjugada). Es interesante el hecho
de que, aunque los niveles de anticuerpos contra el polisacárido
permanecieron bajos con independencia de la composición de vacuna
usada, muchos más ratones respondieron a PS23 cuando se usó
3D-MPL como adyuvante (siendo la seroconversión
significativamente mayor). Un uso de adyuvantes Th1, en particular
3D-MPL, en composiciones de vacuna que comprenden
polisacáridos neumocócicos conjugados con el fin de aliviar la falta
de respuesta a un polisacárido neumocócico en una vacuna es otro
aspecto más de la invención. Un procedimiento de aliviar la falta
de respuesta con la composición mencionada anteriormente usando el
esquema de administración de dos dosis descrito antes es otro
aspecto más.
Como en el Ejemplo 1.
La fuente del polisacárido del grupo C es la
cepa C11 de N. meningitidis. Esta se fermenta usando técnicas
de fermentación clásica (documento EP 72513). Los polisacáridos en
polvo seco usados en el procedimiento de conjugación son idénticos
a Mencevax (SB Biologicals s.a.).
Se descongela una alícuota de la cepa C11 y 0,1
ml de la suspensión se frotan en una placa petri con medio Hinton
Mueller suplementado con dializado de extracto de levadura (10%,
v/v) y se incubó durante de 23 a 25 horas a 36ºC en un incubador de
aire saturado con agua.
A continuación, el crecimiento en superficie se
resuspende en medio de fermentación esterilizado y se inocula con
esta suspensión en un frasco Roux que contiene medio de Mueller
Hinton suplementado con dializado de extracto de levadura (10%,
v/v) y esferas de vidrio estériles. Tras la incubación del frasco
Roux durante 23 a 25 horas a 36ºC en un incubador de aire saturado
con agua, el crecimiento en superficie se resuspende en 10 ml de
medio de fermentación estéril y de 0,2 a 0,3 ml de esta suspensión
se inoculan en otros 12 frascos Roux con medio Mueller
Hinton.
Hinton.
Tras la incubación durante de 23 a 25 horas a
36ºC en un incubador de aire saturado con agua, el crecimiento en
superficie se resuspende en 10 ml de medio de fermentación estéril.
La suspensión bacteriana se combina en un matraz cónico.
A continuación, esta suspensión se transfiere
asépticamente al fermentador usando jeringas estériles.
La fermentación de meningococos se realiza en
fermentadores contenidos en una estancia limpia a presión reducida.
Generalmente la fermentación se completa tras 10-12
horas, correspondiente a aproximadamente 10^{10} bacterias/ml (es
decir, la fase estacionaria precoz) y se detecta mediante el
incremento del pH.
En esta etapa, todo el caldo se inactiva con
calor (12 min a 56ºC) antes de la centrifugación. Antes y después
de la inactivación se toma una muestra del caldo y se frota en
placas petri con medio de Mueller Hinton.
El procedimiento de purificación es un
procedimiento de múltiples etapas realizado en todo el caldo de
fermentación. En la primera etapa de purificación, el cultivo
inactivado se aclara mediante centrifugación y se recupera el
sobrenadante.
LA purificación del polisacárido se basa en la
precipitación con una sal de amonio cuaternario (bromuro de
cetiltrimetilamonio/CTAB, CETAVLON R). CTAB forma complejos
insolubles con polianiones tales como polisacáridos, ácido nucleico
y proteínas, dependiendo de su pI. Siguiendo condiciones iónicas
controladas se puede usar este procedimiento para precipitar las
impurezas (conductividad baja) o polisacáridos (conductividad
alta).
Los polisacáridos incluidos en el sobrenadante
aclarado se precipitan usando una tierra de diatomeas
(CELITE® 545) como matriz para evitar la formación de masa inerte insoluble durante las diferentes precipitaciones/purificaciones.
(CELITE® 545) como matriz para evitar la formación de masa inerte insoluble durante las diferentes precipitaciones/purificaciones.
Etapa 1: Fijación del complejo
PSC-CTAB en CELITE® 545 y eliminación de los
residuos celulares, ácidos nucleicos y proteínas mediante lavado
con CTAB 0,05%.
Etapa 2: Elución de PS con EtOH 50%. Las
primeras fracciones que son turbias y contienen impurezas y LPS se
desechan. La presencia de PS en las fracciones siguientes se
verifica mediante la prueba de floculación.
Etapa 3: Refinación del complejo
PS-CTAB en CELITE® 545 y eliminación de los ácidos
nucleicos y proteínas más pequeños mediante lavado con CTAB
0,05%.
Etapa 4: Elución de PS con EtOH 50%. Las
primeras fracciones turbias se desechan. La presencia de PS en las
fracciones siguientes se verifica mediante la prueba de
floculación.
El eluato se filtra y se recoge el filtrado que
contiene el polisacárido bruto. El polisacárido se precipita del
filtrado mediante la adición de etanol hasta una concentración final
de 80%. A continuación se recupera el polisacárido en forma de un
polvo blanco, se seca al vacío y se almacena a -20ºC.
Para la conjugación de PSC y PD, se prefirió la
tecnología de conjugación CDAP a la clásica activación con CNBr y
acoplamiento a la proteína portadora a través de un espaciador.
Primero, el polisacárido se activa mediante cianilación con
tetrafluoroborato de
1-ciano-4-dimetilaminopiridinio
(CDAP). El CDAP es un reactivo de cianilación hidrosoluble en el
que se incrementa la electrofilicidad del grupo ciano sobre la de
CNBr, lo que permite que se realice la reacción de cianilación en
condiciones relativamente suaves. Tras la activación, el
polisacárido se puede acoplar directamente a la proteína portadora a
través de sus grupos amino sin introducir ninguna molécula
espaciadora. Los grupos éstercianato que no han reaccionado se
inactivan por medio de una extensa reacción con glicina. El número
total de etapas implicadas en la preparación de vacunas conjugadas
se reduce y, lo que es más importante, las moléculas espaciadoras
potencialmente inmunogénicas no están presentes en el producto
final.
La activación de polisacáridos con CDAP
introduce un grupo cianato en los polisacáridos y se libera
dimetilaminopiridina (DMAP). El grupo cianato reacciona con los
grupos NH'' en la proteína durante el posterior procedimiento de
acoplamiento y se convierte en carbamato.
La activación y el acoplamiento se realizan a
+25ºC.
Se disuelven en WFI 120 mg de PS durante al
menos 4 h.
Se añade la solución de CDAP (100 mg/ml recién
preparado en acetonitrilo) para alcanzar una proporción de CDAP/PS
(p/p) de 0,75.
Tras 1 minuto y medio, el pH se eleva hasta el
pH de activación (pH 10) mediante la adición de trietilamina y se
estabiliza hasta la adición de PD.
A los 3 min 30 segundos se añade NaCl hasta una
concentración final de 2M.
A los 4 min se añade PD purificada hasta
alcanzar una proporción de PD/PS de 1,5/1; el pH se ajusta de
inmediato hasta el pH de acoplamiento (pH 10). La solución se deja
1h en regulación de pH.
A la mezcla de PS/PD/CDAP se añaden 6 ml de una
solución de glicina 2M. El pH se ajusta hasta el pH de inactivación
(pH 8,8). La solución se agita durante 30 min a la temperatura de
trabajo, después durante la noche a +2-8ºC con
agitación lenta continua.
Tras la filtración (5 \mum), el conjugado
PS-PD se purifica en un cuarto frío mediante
cromatografía de permeación en gel en un gel S400HR
Sephacryl^{TM} para eliminar las moléculas pequeñas (incluida
DMAP) y la PD sin conjugar: Elución- NaCl 150 mM a pH 6,5;
Monitorización- UV 280 nm, pH y conductividad.
Sobre la base del diferente tamaño molecular de
los componentes de la reacción, los conjugados PS-PD
eluyen primero, seguidos por la PD libre y, por último, DMAP. Las
fracciones que contienen el conjugado detectadas mediante DMAB (PS)
y \muBCA (proteína) se combinan. Las fracciones combinadas se
filtran en esterilidad (0,2 \mum).
Con el fin de optimizar la adsorción del
conjugado PSC-PD en AIPO_{4}, el AIPO4 se lava
para reducir la concentración de PO_{4}^{3-}:
- -
- AIPO4 se lava con NaCl 150 nM y se centrifuga (4 veces);
- -
- El precipitado se resuspende después en NaCl 150 nM y después se filtra (100 \mum); y
- -
- El filtrado se esteriliza con calor
Este AIPO_{4} lavado se denomina WAP (fosfato
autoclavado lavado).
El conjugado PSC-PD a granel se
adsorbe en AIPO_{4} WAP antes de la formulación final del producto
terminado. El AIPO_{4} WAP se agitó con PSC-PD
durante 5 minutos a temperatura ambiente. El pH se ajustó hasta 5,1
y la mezcla se agitó durante otras 18 horas a temperatura ambiente.
A 150 mM se añadió la solución de NaCl y la mezcla se agitó durante
5 minutos a temperatura ambiente. A 5 mg/ml se añadió
2-fenoxietanol y la mezcla se agitó durante 15
minutos a temperatura ambiente, después se ajustó a pH 6,1.
- -
- PSC-PD: 10 \mug de PS
- -
- AIPO4 WAP: 0,25 mg Al^{3+}
- -
- NaCl: 150 mM
- -
- 2-fenoxietanol: 2,5 mg
- -
- Agua para inyección: hasta 0,5 ml
- -
- pH: 6,1
\vskip1.000000\baselineskip
La inmunogenicidad del conjugado
PSC-DP se ha evaluado en ratones BAlb/c de 8 semanas
de edad. El conjugado simple (no adsorbido) o el conjugado
adsorbido en AIPO4 se inyectó en forma de vacuna monovalente. Los
anticuerpos anti-PSC inducidos se midieron mediante
EILISA, mientras que los anticuerpos funcionales se analizaron
usando la prueba bactericida, basándose ambos procedimientos en los
protocolos de los CDC (Centros para el control y prevención de
enfermedades, Atlanta, EE.UU.). Se presentan los resultados de dos
experimentos diferentes realizados para evaluar la respuesta frente
a la dosis y el efecto del adyuvante (AIPO_{4}).
En este experimento, el PSC-PD
se inyectó dos veces (separados dos semanas) en ratones Balb/c. Se
usaron cuatro dosis diferentes de conjugado formulados en AIPO4:
0,1; 0,5; 2,5 y 9,6 \mug/animal. Se extrajo sangre de los ratones
(10/grupo) los días 14 (14 tras I), 28 (14 tras II) y 42 (28 tras
II). Las concentraciones medias geométricas (CMG) de los
anticuerpos específicos del polisacárido C medidas mediante ELISA se
expresaron en \mug de IgG/ml usando IGG purificada como
referencia. Los anticuerpos bactericidas se midieron en sueros
combinados y los títulos se expresaron en forma de la recíproca de
la dilución capaz de matar el 50% de las bacterias, usando la cepa
C11 de N. meningitidis en presencia de complemento de conejos
lactantes.
La respuesta a la dosis obtenida muestra una
meseta de la dosis de 2,5 \mug. Los resultados indican que existe
una buena respuesta de refuerzo entre el día 14 tras I y 14 tras II.
Los niveles de anticuerpos a los 28 días tras II son al menos
equivalentes a los observados a los 14 días tras II. Los títulos de
anticuerpos bactericidas concuerdan con las concentraciones medidas
en el ELISA y confirman la inmunogenicidad del conjugado
PSC-PD.
En este experimento se evaluó un lote del
conjugado PSC-PD formulado en AIPO4, el conjugado
simple (no adyuvado) se inyectó para comparación. En 10
ratones/grupo se realizaron inyecciones dos veces, separadas por dos
semanas, por vía subcutánea, de 2 \mug de conjugado. Se extrajo
sangre de los ratones los días 14 (14 tras I), 28 (14 tras II) y 42
(28 tras II) y se realizó el ELISA y se midieron los títulos de
anticuerpos funcionales (Sólo el día 14 tras II y 28 tras II para
la prueba bactericida). La formulación de AIPO4 induce títulos de
anticuerpos hasta 10 veces mayores en comparación con las
formulaciones no adyuvadas.
Se pueden extraer las siguientes conclusiones
generales de los resultados de los experimentos descritos antes:
- -
- El conjugado PSC-PD induce una respuesta anamnésica que demuestra que el PSC, cuando está conjugado, se convierte en un antígeno dependiente de células T.
- -
- Las concentraciones de anticuerpos anti-PSC medidas mediante ELISA se correlacionan bien con los títulos de anticuerpos bactericidas que muestran que los anticuerpos inducidos por el conjugado PSC-PD son funcionales contra el serogrupo C de N. meningitidis.
- -
- Parece que aproximadamente 2,5 \mug del conjugado adsorbido en AIPO4 provoca una respuesta óptima de anticuerpos en ratones.
- -
- La química del CDAP parece ser un procedimiento adecuado para fabricar conjugados PSC-PD inmunogénicos.
\vskip1.000000\baselineskip
Un polvo seco de polisacárido A (PSA) se
disolvió durante una hora en NACl 0,2M hasta una concentración final
de 8 mg/ml. A continuación el pH se fija hasta un valor de 6 con
HCl o NaOH y la solución se termorregula a 25ºC. A la solución de
PSA se añaden 0,75 mg de CDAP/mg de PSA (una preparación a 100 mg/ml
de acetonitrilo). Tras 1,5 minutos sin regulación de pH se añade
NAOH 0,2M para obtener un pH de 10. 2,5 minutos después se añade
proteína D (concentrada a 5 mg/ml) de acuerdo con una proporción de
PD/PSA de aproximadamente 1. Durante el periodo de la reacción de
acoplamiento de 1 hora se mantiene un pH de 10. Después se añaden 10
mg de glicina (2M pH 9,0)/mg de PSA y el pH se regula a un valor de
9,0 durante 30 minutos a 25ºC. A continuación la mezcla se conserva
durante la noche a 4ºC antes de la purificación mediante
cromatografía en columna de exclusión (Sephacryl S400HR de
Pharmacia). El conjugado eluye primero, seguido por el PD sin
reaccionar y los subproductos (DMAP, glicina, sales). El conjugado
se recoge y esteriliza mediante filtración en 0,2 \mum en una
membrana Sartopore de
Sartorius.
Sartorius.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
(Tabla pasa a página
siguiente)
\newpage
Las principales características se resumen en el
presente documento en la siguiente tabla:
\vskip1.000000\baselineskip
Como modelo animal se usaron ratones Balb/C para
analizar la inmunogenicidad de los conjugados. Los conjugados se
adsorbieron en IPO4 o Al(OH)3 (10 \mug de PS en 500
\mug de Al^{3+}) o no se adsorbieron. Los ratones recibieron
inyecciones del siguiente modo: 2 inyecciones a intervalos de dos
semanas (2 \mug de PS/inyección).
De estos resultados podemos concluir, primero
que el PS libre influye considerablemente sobre la respuesta
inmunitaria. Se han obtenido resultados mejores con los conjugados
que tienen menos del 10% de PS libre. Las mejoras anteriores del
procedimiento CDAP es, por tanto, otro aspecto de la invención.
La formulación es asimismo importante. Parece
que el AIPO_{4} es el adyuvante más adecuado en este modelo. Los
conjugados inducen un efecto de refuerzo que no se observa cuando
los polisacáridos se inyectan solos.
Los conjugados de N. meningitidis A y C
se obtuvieron con una proporción final de PS/proteína de 1 y
0,6-0,7 (p/p), respectivamente. El PS libre y la
proteína portadora libre fueron inferiores al 10% y 15%,
respectivamente. La recuperación del polisacárido es superior al
70%. Los conjugados de PSA y PSC obtenibles mediante el anterior
procedimiento con CDAP mejorado (optimizado) (con independencia de
la proteína portadora, pero preferentemente la proteína D) son, por
tanto, otro aspecto de la invención.
H. influenzae b es una de las principales
causas de la meningitis en niños menores de 2 años de edad. El
polisacárido capsular de H. influenzae (PRP) como conjugado
en el toxoide del tétanos es bien conocido (conjugado mediante
química desarrollada por J. Robbins). El CDAP es una química
mejorada. Los datos siguientes representan condiciones de CDAP
óptimas encontradas para conjugar el PRP, preferentemente con
PD.
Los parámetros que influyen sobre la reacción de
conjugación son los siguientes:
- \bullet
- La concentración inicial del polisacárido (que puede tener un impacto doble sobre los niveles finales del polisacárido libre y sobre la etapa de filtración estéril).
- \bullet
- La concentración inicial de la proteína portadora.
- \bullet
- La proporción inicial entre el polisacárido y la proteína (que también puede tener un doble impacto sobre los niveles finales del polisacárido libre y sobre la etapa de filtración estéril).
- \bullet
- La cantidad de CDAP usada (normalmente en gran exceso)
- \bullet
- La temperatura de la reacción (que puede influir sobre la degradación del polisacárido, la cinética de la reacción y la degradación de los grupos reactivos).
- \bullet
- El pH de la activación y el acoplamiento.
- \bullet
- El pH de la inactivación (que influye sobre el nivel de DMAP residual).
- \bullet
- El tiempo de activación, acoplamiento e inactivación.
Los presentes inventores han descubierto que los
3 parámetros más cruciales para optimizar la calidad del producto
final son: la proporción inicial de polisacárido/proteína; la
concentración inicial del polisacárido; y el pH de
acoplamiento.
Por tanto, se diseñó un cubo de reacción con
las 3 condiciones anteriores como los tres ejes. Los puntos
centrales (y el intervalo de valores experimentados) para estos ejes
fueron: proporción de PS/proteína - 1/1 (\pm 0,3/l); [PS]= 5
mg/ml (\pm 2 mg/ml); y pH de acoplamiento= 8,0 (\pm 1,0 unidad
de pH).
Los parámetros menos esenciales se fijaron en:
se usaron 30 mg de polisacárido; temperatura 25ºC; [CDAP]= 0,75
mg/mg de PS; pH titulado con NaOH 0,2M; pH de activación= 9,5;
temperatura para activación= 1,5 minutos; temperatura de
acoplamiento- 1 hora; [proteína]= 10 mg/ml; pH de inactivación= 9,0;
temperatura de inactivación= 1 hora; temperatura de disolución de
PS en disolvente= 1 hora en NaCl 2M, purificación en Sephacryl
S-400HR eluido con NaCl 150 mM a 12 cm/jora; y
filtración en esterilización con SARTOLAB P20 a 5 ml/min.
Los datos investigados para establecer
condiciones optimizadas al hacer productos dentro del cubo de
reacción mencionado anteriormente fueron: datos del procedimiento-
rendimiento máximo tras la filtración, nivel máximo de la proteína
incorporada; y calidad de los datos del producto- proporción final
PS/proteína, nivel de PS libre, nivel de proteína libre, niveles
mínimos de DMAP residual (un producto de la degradación de
CDAP).
El factor que afecta al rendimiento tras la
filtración es la interacción entre la [PS] inicial y el pH de
acoplamiento y la proporción inicial de PS/proteína. A una [PS] baja
existen poca interacción con los últimos 2 factores y siempre tiene
como resultado una buena capacidad de filtración (aprox., 95% para
todos los productos). No obstante, a concentraciones elevadas la
capacidad de filtración disminuye si el pH y la proporción inicial
aumentan ([PS] elevada, proporción menor, pH menor= filtración del
99%; pero [PS] elevada, proporción más elevada y pH= filtración del
19%).
La proporción de la proporción final de
PS/proteína en relación con la proporción inicial es una medida de
la eficacia del acoplamiento. A [PS] elevada, el pH no afecta a la
proporción de las proporciones. No obstante, la proporción inicial
sí lo hace (1,75 a una proporción inicial baja, 1,26 a proporciones
iniciales elevadas). A una [PS] baja, la proporción de proporciones
es, en su mayor parte, menor, no obstante ahora el pH tiene más
efecto (pH bajo, proporción baja= 0,96; pH bajo, proporción elevada=
0,8; pH elevado, proporción baja= 1,4; y pH elevado, proporción
elevada= 0,92).
La proporción final depende de la proporción
inicial y la [PS]. Las proporciones finales más considerables se
obtienen con una combinación de proporciones iniciales elevadas y
[PS] elevada. El efecto del pH sobre la proporción final no es tan
significativo como una [PS] débil.
Las cantidades menores de proteína D libre se
observan a un pH elevado y a una [PS] elevada (niveles cercanos a
0,0). El efecto de la [PS] elevada se convierte en especialmente
marcada cuando el ph es bajo. La elevación de la proporción inicial
contribuye un poco al incremento de la proteína D libre.
La proporción inicial no tiene un efecto
significativo. En contraste con ello, el nivel de DMAP incrementa
con la [PS] y disminuye cuando el pH aumenta.
Las condiciones de conjugación más preferibles
son, por tanto, las siguientes: pH de acoplamiento= 9,0; [PS]= 3
mg/ml; y una Proporción inicial = 1/1. Con tales condiciones, las
características del producto final son las siguientes:
Los conjugados de PRP obtenibles mediante el
anterior procedimiento de CDAP mejorado (optimizado) (con
independencia de la proteína portadora, pero preferentemente la
proteína D) son, por tanto, otro aspecto de la invención.
\vskip1.000000\baselineskip
Ratones Balb/c (10 por grupo) fueron inmunizados
(intramuscularmente) con la vacuna conjugada de polisacárido
neumocócico-proteína D por primera vez a la edad de
20 semanas (DO) y recibieron una segunda inmunización dos semanas
después (D14). Se recolectó sangre 7 días después de la segunda
inmunización. Los títulos de anticuerpos contra la proteína D se
midieron en términos de cantidad de los anticuerpos de tipo IgG1,
IgG2a e IgG2b.
Se prepararon vacunas undecavalentes
liofilizadas (sin AIPO4) mediante la combinación de los conjugados
con 15,75% de lactosa, agitando durante 15 minutos a temperatura
ambiente, ajustando el pH a 6,1 \pm 0,1 y liofilizando (el ciclo
normalmente comienza a -69ºC, y gradualmente se ajusta hasta -24ºC
durante 3 horas, después esta temperatura se mantiene durante 18
horas y después se ajusta gradualmente hasta -16ºC en 1 hora, esta
temperatura se mantiene durante 6 horas, después se ajusta
gradualmente hasta +34ºC durante 3 horas y, por último, esta
temperatura se mantiene durante 9 horas).
La composición de las formulaciones y
reconstituyentes para los liofilizados se presentan en la Tabla
13.
Se sabe que la medición más característica en
cuanto a si se ha producido una respuesta inmunitaria de tipo Th1
mediada por células o no se correlaciona con el nivel de anticuerpos
IgG2a. Como se puede observar de los datos se produce un incremento
sorprendentemente grande en los resultados de IgG2a so la proteína D
se ha liofilizado con un adyuvante Th1 (en este caso,
3D-MPL).
Claims (14)
1. Una composición inmunogénica que comprende
una pluralidad de antígenos conjugados polisacáridos que constan de
un antígeno polisacárido derivado de una bacteria patogénica
conjugada con la proteína D de Haemophilus influenzae o un
fragmento de proteína D de la misma que comprende epítopos de
células T colaboradoras.
2. La composición inmunogénica según la
reivindicación 1, en la que los antígenos polisacáridos se
seleccionan del grupo constituido por: polisacáridos Vi de
Salmonella typhi, polisacáridos meningocócicos, polisacáridos
y polisacáridos modificados de los meningococos del grupo B,
polisacáridos de Staphylococcus aureus, polisacáridos de
Streptococcus agalactiae, polisacáridos de Streptococcus
pneumoniae, polisacáridos de micobacterias, polisacáridos de
Cryptococcus neoformans, lipopolisacáridos de Haemophilus
influenzae no tipificable, polisacárido capsular de
Haemophilus influenzae b, lipopolisacáridos de Moraxella
catarrhalis, lipopolisacáridos de Shigella sonnei y
lipopeptidofosfoglucano (LPPG) de Trypanosoma cruzi.
3. La composición inmunogénica según la
reivindicación 2, que comprende antígenos polisacáridos de
Streptococcus pneumoniae de al menos cuatro serotipos de
Streptococcus pneumoniae.
4. La composición inmunogénica según la
reivindicación 2, en la que los antígenos polisacáridos conjugados a
la proteína D derivan de una combinación de los serotipos A, C o Y
de N. meningitidis.
5. La composición inmunogénica de la
reivindicación 1, que comprende polisacáridos capsulares conjugados
de Haemophilus influenzae b, meningococos C y meningococos
Y, en los que los antígenos polisacáridos capsulares están
conjugados a la proteína D de Haemophilus influenzae, con la
condición de que el polisacárido capsular de Haemophilus
influenzae b está conjugado con el toxoide del tétanos.
6. La composición inmunogénica de la
reivindicación 1, que comprende polisacáridos capsulares conjugados
de Streptococcus pneumoniae, Haemophilus influenzae
b, meningococos C y meningococos Y, en los que los antígenos
polisacáridos capsulares están conjugados a la proteína D de H.
influenzae, con la condición de que el polisacárido capsular de
Haemophilus influenzae b está conjugado con el toxoide del
tétanos.
7. Una composición inmunogénica según cualquiera
de las reivindicaciones precedentes, que adicionalmente comprende
un adyuvante.
8. Una composición inmunogénica según la
reivindicación 7, en la que los antígenos del conjugado
polisacárido-proteína D se adsorben en fosfato de
aluminio.
9. Una composición inmunogénica según la
reivindicación 7, en la que el adyuvante es un inductor preferencial
de una respuesta TH1.
10. Una composición inmunogénica según la
reivindicación 9, en la que el adyuvante comprende al menos uno de
los siguientes: 3D-MPL, un inmunoestimulante de
saponina o un oligonucleótido de CpG inmunoestimulador.
11. Una composición inmunogénica según
cualquiera de las reivindicaciones precedentes para usar como
medicamento.
12. Una vacuna que comprende la composición
inmunogénica de las reivindicaciones 1-10.
13. Un procedimiento de producir una composición
inmunogénica para una pluralidad de bacterias patogénicas, que
comprende las etapas de:
- aislar una pluralidad de antígenos polisacáridos de dichas bacterias patogénicas.
- activar los polisacáridos;
- conjugar los polisacáridos con la proteína D de H. influenzae; y
- mezclar los polisacáridos conjugados.
14. Un uso de una cantidad eficaz de la
composición inmunogénica según cualquiera de las reivindicaciones
precedentes en la fabricación de un medicamento para la prevención
o tratamiento de la infección por una bacteria patogénica.
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