Att ge TB-vaccin intravenöst ökar effekten
Experiment med rhesusmakak visar att förändring av administreringssätt för ett befintligt vaccin ger "fantastiska" resultat i kampen mot tuberkulos (TB).
Globalt är TB en av de 10 främsta dödsorsakerna och den främsta dödsorsaken till följd av infektion, som är högre än HIV och AIDS.
Cirka 10 miljoner människor över hela världen fick TB under 2018, enligt Världshälsoorganisationen (WHO).
Även om de flesta av dessa fall tenderar att inträffa i Sydostasien och Afrika, är läkemedelsresistent tuberkulos ett ”hot mot folkhälsan” världen över.
Det finns för närvarande bara ett tillgängligt vaccin, som kallas bacillus Calmette – Guérin (BCG). Hälso- och sjukvårdspersonal administrerar vaccinet intradermalt; det vill säga de injicerar det direkt under huden.
Med detta administreringssätt varierar dock vaccinets effektivitet avsevärt från person till person. Men, ny forskning antyder att administrering av vaccinet intravenöst istället kan drastiskt förbättra dess effektivitet.
JoAnne Flynn, Ph.D., som är professor i mikrobiologi och molekylär genetik vid University of Pittsburghs Center for Vaccine Research i Pennsylvania, ledde den nya forskningen tillsammans med Dr. Robert Seder från National Institute of Allergy and Infectious Diseases (NIAID) ) i Bethesda, MD.
Flynn och hennes kollegor publicerade sina resultat i tidskriften Natur.
Betydelsen av T-celler för TB-immunitet
Som författarna förklarar i sitt papper kräver förebyggande och kontroll av TB-infektion T-cellimmunitet. T-celler är vita immunceller, även kallade lymfocyter.
En av de största utmaningarna med att skapa ett effektivt vaccin är att utlösa och upprätthålla ett T-cellsvar i lungorna för att kontrollera infektionen samtidigt som minneceller utlöses som kan fylla på lungvävnaden.
Med direkt injektion i huden producerar inte BCG-vaccinet många inhemska minnes-T-celler i lungorna, förklarar författarna.
Några tidigare studier på icke-humana primater har dock visat att injicering av vacciner intravenöst gör dem effektivare.
Så antog forskarna att "en tillräckligt hög dos" av intravenös BCG skulle göra tricket.
De gick ut för att testa sin hypotes och ta reda på hur man framkallade ett tillräckligt antal T-celler som kunde skydda mot TB-infektion i rhesusmakaker som var benägna att infektionen.
”100 000-faldig minskning av bakteriebelastningen”
Forskarna delade aporna i sex grupper: apor som inte fick vaccin, apor som fick en standardinjektion av människor, apor som fick en starkare dos men med samma standardinjektionsväg, apor som inhalerade vaccinet i form av en dimma apor som fick en injektion plus dimma och apor som fick en starkare dos BCG men i ett enda intravenöst skott.
Efter sex månader utsatte forskarna aporna för TB. Som ett resultat utvecklade majoriteten av aporna lunginflammation.
Teamet undersökte tecken på infektion och sjukdomsförlopp bland de olika grupperna av makaker.
Av alla grupper hade de som fick vaccinet intravenöst mest skydd mot TB-bakterier. Det fanns nästan inga TB-bakterier i lungorna hos dessa apor, medan aporna som hade fått vaccinet på vanligt sätt hade nästan lika många bakterier som de som inte genomgick vaccination alls.
"Effekterna är fantastiska", säger Flynn. ”När vi jämförde lungorna hos djur som fick vaccinet intravenöst mot standardvägen, såg vi en 100 000-faldig minskning av bakteriebelastningen. Nio av tio djur visade ingen inflammation i lungorna. ”
"Anledningen till att den intravenösa vägen är så effektiv [...] är att vaccinet färdas snabbt genom blodomloppet till lungorna, lymfkörtlarna och mjälten, och det primar T-cellerna innan det dödas."
JoAnne Flynn
Ett ”paradigmskifte” för TB-vacciner
Flynn och teamet fann att T-cellsvaret i lungorna hos aporna som fått en intravenös injektion var mycket mer aktiv än i de andra grupperna. De noterade också att T-celler var fler i dessa apor, särskilt i deras lungparenkymlober.
Intravenös administrering ”inducerade väsentligt mer CD4- och CD8-T-cellsvar i blod, mjälte, bronkoalveolär sköljning och lunglymfkörtlar”, skriver författarna.
Innan man går vidare till människor måste forskarna genomföra fler tester för att bedöma säkerheten och användbarheten av detta vaccin.
"Vi är långt ifrån att förverkliga translationens potential i detta arbete", säger Flynn. "Men så småningom hoppas vi testa hos människor."
Fram till dess markerar studien ett "paradigmskifte" i hur vi utvecklar TB-vacciner för att "förhindra latens, aktiv sjukdom och överföring", avslutar författarna i sin uppsats.
