Βακτηριακά εμβόλια – Μια επισκόπηση

1
Βακτηριακά εμβόλια – Μια επισκόπηση

Τα πρώτα βακτηριακά εμβόλια αποτελούνταν από ολόκληρες καλλιέργειες βακτηρίων που είχαν αδρανοποιηθεί από τη θερμότητα ή τη φορμαλδεΰδη, αλλά τώρα μπορούν να χωριστούν σε δύο κατηγορίες: ζωντανά εμβόλια και Αδρανοποιημένες μορφές εμβολίων.

  • Ζωντανά εμβόλια αποτελούνται από ζωντανά εξασθενημένα (ασθενημένα) στελέχη του μητρικού λοιμογόνου στελέχους.
  • Απενεργοποιημένες φόρμες αποτελούνται από ολόκληρα βακτηριακά κύτταρα ή ένα κυτταρικό συστατικό ή μεταβολικό προϊόν (αντιγόνο κυτταρικού τοιχώματος, καψικά αντιγόνα, τοξίνη κ.λπ.), τα οποία τώρα μπορεί να είναι προϊόντα τεχνολογίας ανασυνδυασμένου DNA.

Μικροβιακή πρωτεΐνη Οι τοξίνες μπορούν να χρησιμεύσουν ως εμβόλια μετά την αδρανοποίησή τους με φορμαλδεΰδη ή θερμότητα για να σχηματίσουν τοξοειδή. Ο εμβολιασμός με αντιγονικό εμβόλιο τοξίνης οδηγεί στη δημιουργία αντιτοξίνης που εξουδετερώνει τη φαρμακολογική επίδραση της ενεργού τοξίνης. Αυτά τα εμβόλια ήταν επιτυχή κατά των θετικών κατά Gram βακτηρίων που ευθύνονται για τη διφθερίτιδα, τον τέτανο και πολλές άλλες ασθένειες που προκαλούνται από Clostridium είδος. Παρόμοια εμβόλια τοξοειδών που χρησιμοποιούνται για την αντιμετώπιση ορισμένων Gram-αρνητικών βακτηριακών ασθενειών έχουν αποδειχθεί λιγότερο αποτελεσματικά. Ωστόσο, τα επιφανειακά αντιγόνα τους, μερικά από τα οποία εμπλέκονται στην προσκόλλησή τους στους επιθηλιακούς ιστούς, έχουν χρησιμοποιηθεί για την ανάπτυξη αποτελεσματικών εμβολίων.

Παραγωγή εμβολίων απαιτεί εξαιρετικά ελεγχόμενες συνθήκες λειτουργίας και αυστηρή τήρηση των ορθών κατασκευαστικών πρακτικών. Συνήθως περιλαμβάνει την ανάπτυξη βακτηριακών καλλιεργειών σε εξελιγμένους ζυμωτήρες υψηλής ποιότητας χωρητικότητας συνήθως όχι μεγαλύτερης από 1000 L. Οι ζυμώσεις έχουν σχεδιαστεί για βελτιστοποιημένη απόδοση αντιγόνου (κύτταρα ή κυτταρικά συστατικά) και περιορισμό, που συνεπάγεται την πολύ αυστηρή τήρηση των πρωτοκόλλων που εμποδίζουν την απελευθέρωση βακτηρίων στο περιβάλλον. Οι εσωτερικές πιέσεις δεν υπερβαίνουν ποτέ την ατμοσφαιρική πίεση, για να μειωθούν οι κίνδυνοι διαρροής, και τα καυσαέρια από τους ζυμωτήρες πρέπει να περνούν από φίλτρα αποστείρωσης, αποτεφρωτήρες ή και τα δύο.

Ζυμώσεις για την παραγωγή εμβολίων που βασίζονται σε ολόκληρα κύτταρα στοχεύουν στη μεγιστοποίηση της παραγωγής βιομάζας. Για εμβόλια αδρανοποιημένων ολόκληρων κυττάρων, η κατάντη επεξεργασία συνήθως ακολουθεί την αδρανοποίηση των κυττάρων με θερμική επεξεργασία ή την προσθήκη φορμαλδεΰδης. Τα μικροβιακά κύτταρα, αδρανοποιημένα ή ζωντανά, στη συνέχεια διαχωρίζονται από το μέσο με φυγοκέντρηση. Όλος ο εξοπλισμός συγκομιδής ενσωματώνει απόλυτο περιορισμό μικροβίων και βρίσκεται μέσα σε ένα δωμάτιο που διατηρείται υπό αρνητική πίεση, έτσι ώστε να περιορίζεται κάθε διαφυγή. Τα ζωντανά εξασθενημένα εμβόλια παρασκευάζονται συνήθως ως λυοφιλοποιημένα προϊόντα.

Για την παραγωγή εμβολίων με βάση τοξίνες ή επιφανειακά αντιγόνα (κυτταρικό τοίχωμα ή καψικά συστατικά), οι συνθήκες ανάπτυξης στοχεύουν στην παραγωγή μέγιστων επιπέδων αυτών των ειδικών κυτταρικών αντιγόνων. Οι εκκρινόμενες τοξίνες και τα χαλαρά συνδεδεμένα επιφανειακά αντιγόνα που απορρίπτονται στο μέσο καθαρίζονται από τον διαυγασμένο ζωμό καλλιέργειας και τα συλλεγμένα κύτταρα απορρίπτονται με ασφάλεια. Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, οι τοξίνες συνήθως αδρανοποιούνται με επεξεργασία με θερμότητα ή φορμαλδεΰδη για να γίνουν βακτηριακά τοξοειδή που δεν έχουν τοξικότητα, αλλά διατηρούν την αντιγονικότητά τους. Ωστόσο, σε ορισμένες περιπτώσεις, ιδίως Clostridium botulinum τοξίνη, η δραστική νευροτοξίνη παρασκευάζεται επίσης για άλλες θεραπευτικές χρήσεις.

Παραδείγματα εμβολίων για ιατρική και κτηνιατρική χρήση

Αντιγόνα εμβολίου για την ανοσοποίηση του ανθρώπου είναι εξαιρετικά καθαρά. Οι διαδικασίες καθαρισμού μπορεί να περιλαμβάνουν συμβατικές τεχνικές καθίζησης θειικού αμμωνίου και διάφορα χρωματογραφικά στάδια. Η χρωματογραφία συγγένειας συνήθως ενσωματώνεται, χρησιμοποιώντας ειδικά αντισώματα ως συνδέτες, κατά προτίμηση μονοκλωνικά αντισώματα. Για μέγιστη αποτελεσματικότητα ως εμβόλιο, τα καθαρισμένα αντιγόνα προσροφούνται σε ένα ανοσοενισχυτικό που αυξάνει την ανοσοποιητική ισχύ. Τα ανοσοενισχυτικά περιλαμβάνουν ορυκτά άλατα, όπως υδροξείδιο του αργιλίου και θειικό αργίλιο κάλιο, ή γαλακτώματα λαδιού σε νερό. Για ορισμένες ασθένειες με έναν αριθμό ορότυπων, μείγματα αντιγόνων χρησιμοποιούνται στο τελικό εμβόλιο.

Τα σκευάσματα εμβολίου μπορούν να ενεθούν παρεντερικά ή να χορηγηθούν από το στόμα. Οι αδρανοποιημένες μορφές συνήθως ενίονται και τα ζωντανά εμβόλια λαμβάνονται κυρίως από το στόμα, ιδιαίτερα αυτά για εντερικές ασθένειες. Τα ενέσιμα εμβόλια διεγείρουν την παραγωγή αντισωμάτων στην κυκλοφορία του αίματος, ενώ τα από του στόματος εμβόλια διεγείρουν την τοπική παραγωγή αντισωμάτων στην επιφάνεια του βλεννογόνου του εντέρου.

Ιικά εμβόλια ήταν προηγουμένως διαθέσιμα μόνο μέσω καλλιέργειας σε ζωντανά ζώα ή από καλλιέργειες ζωικού ιστού και κυττάρων. Ωστόσο, η γενετική μηχανική επέτρεψε την παραγωγή ανασυνδυασμένων ιικών εμβολίων μέσω της κλωνοποίησης ιικών αντιγόνων σε κατάλληλο μικροοργανισμό ξενιστή. Για παράδειγμα, ο λοιμογόνος παράγοντας της ηπατίτιδας Β και η ιική πρωτεΐνη του ιού του αφθώδους πυρετού μπορεί να εκφραστεί σε Ε. coli για την παραγωγή πολύτιμων εμβολίων· Μόνο το ανασυνδυασμένο εμβόλιο ηπατίτιδας Β έχει παγκόσμιες πωλήσεις αξίας άνω των 1000 εκατομμυρίων δολαρίων ΗΠΑ.

Επίσης, η ασφαλής παραγωγή ανασυνδυασμένων εμβολίων για επικίνδυνα βακτηριακά παθογόνα είναι πλέον δυνατή, χρησιμοποιώντας καλοήθεις οργανισμούς ξενιστές που είναι κατάλληλοι για ζύμωση μεγάλης κλίμακας. Αυτό έχει το πρόσθετο πλεονέκτημα ότι ο ξενιστής μπορεί να χειραγωγηθεί για να ενισχύσει την παραγωγή αντιγόνου. Ορισμένα βακτήρια γαλακτικού οξέος είναι κατάλληλοι ξενιστές και αξιολογούνται για χρήση σε ανοσοποίηση από το στόμα. Αυτά τα βακτήρια έχουν γενικά αναγνωριστεί ως ασφαλής (GRAS) κατάσταση και χαμηλή ανοσογονικότητα και μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την έκφραση αντιγόνων, όπως θραύσματα τοξινών τετάνου και διφθερίτιδας.

Αναφορά και Πηγές

  • https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8149962/
  • https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5746733/
  • https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21346415/
  • https://www.annualreviews.org/doi/10.1146/annurev.mi.03.100149.002103
  • https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5847202/

Διαβάστε επίσης:

Schreibe einen Kommentar