Vaccinul antistafilococic

Stafilococul auriu reprezintă un patogen important (bacterie Gram pozitivă) în cadrul infecțiilor umane, fiind o cauză principală de bacteriemie asociată asistenței medicale (infecție nosocomială) dar și dobândită în cadrul comunităților. Mortalitatea este mult mai mare în cazul tulpinilor meticilin-rezistente (MRSA) comparativ cu cele meticilin-sensibile. Prezintă o rezistență la antibiotice înaltă, ceea ce aduce în lumină necesitatea existenței unui vaccin și a unor intervenții medicale auxiliare, pe lângă dezvoltarea și producerea unor antibiotice noi. (1), (2)

Până la momentul prezent eforturile realizate pentru crearea unui vaccin antistafilococic nu au avut succes, dar cercetările continuă și se axează pe identificarea unor noi formule care să inducă un răspuns imun umoral și celular adecvate. (2), (3)

Provocările în ceea ce privește obținerea unui vaccin eficient sunt în strictă concordanță cu o serie de caracteristici complexe ale patogenului în cauză, precum și relația patogen-gazdă. S. aureus deține anumite mecanisme (factori de virulență) prin care reușește să atenueze anumite componente din cadrul răspunsului imun, dar de obicei există și colonizarea gazdei umane, astfel încât majoritatea indivizilor pot deja să prezinte imunitate. Totodată, majoritatea tentativelor de producție s-au bazat majoritar pe stimularea limfocitelor B și mai puțin a limfocitelor T. (4)

S. aureus este foarte contagios, supraviețuiește și se multiplică la nivelul pielii și se poate transmite prin contact direct sau prin expunere la suprafețele contaminate. O treime din populație nu manifestă simptome, însă cei care dezvoltă infecții manifeste vor prezenta recurență. (1), (4)

Importanța clinică a acestui patogen rezidă și în faptul că poate crea un biofilm (agregat de microorganisme lipite între ele și care aderă și la o anume suprafață) mai ales la nivelul unor materiale biologice precum protezele ortopedice, protezele valvulare cardiace, diferite materiale destinate utilizării intravenoase, putând să cauzeze astfel infecții grave, dificil de tratat, asociate cu septicemie. (5)

În infecțiile cronice, de ordin sub-acut, culturile pot fi uneori dificil de obținut, fiind astfel necesare tehnici moleculare de diagnostic. Însă acestea reduc din posibilitatea utilizării unei terapii antibiotice țintite și astfel apare necesitatea introducerii terapiilor empirice a căror eficiență nu poate fi previzualizată pe deplin. (1), (2)

Noi perspective

Studiile s-au axat pe investigarea unei toxine produse de S. aureus, numită toxina alfa, cu rol important în leziunile tisulare care apar în infecțiile produse de bacterie și care a fost identificată atât la tulpinile rezistente la antibiotice cât și la cele încă sensibile. Au fost dezvoltate studii care să analizeze efectul alfa-toxinei pe răspunsul imun atât în cadrul unor infecții minore, localizate majoritar la suprafața pielii, cât și în cadrul unor infecții mai ample, diseminate, asociate cu bacteriemie. S-a observat că șoarecii cu infecții minore la nivelul pielii nu au fost protejați de celulele imune, dar pe de altă parte, în cazul celor cu bacteriemie, s-a dezvoltat un răspuns imun robust, pe baza celulelor T. Toxina a generat practic existența unor cantități reduse de celule T la nivelul pielii și astfel s-a ajuns la concluzia că S. aureus utilizează alfa-toxina pentru a preveni inducerea unui răspuns imun celular prin intermediul celulelor T. Și mai mult, există ipoteze conform cărora s-ar considera că acest patogen poate direcționa răspunsul imun celular în beneficiul propriei supraviețuiri, în detrimentul gazdei. (3), (4)

Primele tentative au urmărit administrarea vaccinului la adult iar toate eforturile de cercetare s-au axat pe adulți. În prezent, se consideră că vaccinul ar putea avea mult mai mult succes dacă este administrat copiilor chiar dinainte de a intra în contact cu stafilococul, deci imunizarea ar trebui să aibă loc înainte de expunerea primară, pentru a bloca eficient toxina și pentru a reuși obținerea unui răspuns imun viguros celular prin celulele T. De aceea, printre strategiile urmărite se numără și vaccinarea gravidelor și imunizarea copiilor imediat după naștere, în primele 24-48h. (3), (4)

Aproximativ jumătate din lucrările publicate pe tema imunizării antistafilococice descriu stadiile preclinice ale cercetărilor pe baza unor modele murine. Cea mai des utilizată metodă în cadrul trialurilor clinice a fost reprezentată de folosirea proteinelor sau a antigenelor polizaharidice din structura bacteriei pentru a obține un răspuns imun la nivelul gazdei. (2), (5)

Antigenele proteice luate în considerare pentru obținerea și dezvoltarea vaccinurilor sunt de obicei antigene de suprafață sau toxinele secretate, iar la baza acestor alegeri există argumente precum: (2), (5), (6)

• Detectabilitatea de către sistemul imun și inducerea unui răspuns imun.
• Anticorpii îndreptați către antigene de suprafață pot să conducă la fagocitoza prin opsonine (diverse proteine, componente ale sistemului complement care se leagă de particule străine și le pot face mai susceptibile atacului sistemului imun; opsonofagocitoză). Odată declanșată, poate bloca factorii virulenți precum adeziunea sau preluarea componentelor nutritive necesare supraviețuirii agentului patogen.
• Anticorpii îndreptați către toxine scad toxicitatea.

Foarte multe formule au fost direcționate împotriva învelișului antigenic al stafilococului auriu. Cercetările au urmărit succesul altor vaccinuri direcționate împotriva Streptococcus pneumoniae, Haemophilus influenzae B, Neisseria meningitidis, care au utilizat glicoconjugarea proteică (carbohidrați atașați de proteine) pentru a genera răspuns imun puternic prin intermediul limfocitelor B T-dependente (limfocitele B vor fi activate de celule T helper care recunosc același antigen) împotriva antigenelor polizaharidice. (2), (5), (6)

Această metodă de bioconjugare este considerată o noutate în acest câmp și constă în legarea proteinelor de antigenele polizaharidice folosind bacterii modificate prin inginerie genetică pentru a produce acești compuși conjugați. Această tehnică a stat la baza obținerii unui vaccin experimental pentru stafilococul auriu, iar serotipurile capsulare utilizate au fost CP5 și CP8, conjugate cu exoproteina A a Pseduomonas aeruginosa, obținându-se în final și un vaccin deținând CP5 conjugat cu alfa-toxina S. aureus. Conjugatul compus din cele doua serotipuri capsulare s-a dovedit a fi cel mai imunogenic în contexte precum bacteriemie și pneumonie (pe modelele murine). (2), (5)

O altă tehnică utilizată a fost cea bazată pe veziculele secretate de bacteriile Gram negative (reprezintă materialul periplasmic, dintre cele două straturi membranare, încapsulat). Acestea conțin cantități mari de PAMPs- pathogen associated molecular patterns care sunt lipopolizaharide bacteriene ce activează sistemul imun nespecific. Astfel, s-au folosit tulpini de Escherichia coli în care au fost transferate plasmide ce codifică antigene stafilococice pentru a putea fi transportate în vezicule externe membranare. Acestea au fost folosite cu succes pentru a imuniza șoarecii împotriva sepsisului provocat de S. aureus, abceselor renale și infecțiilor pielii.

Ulterior s-a descoperit că și bacteriile Gram pozitive secretă vezicule extracelulare, care sunt de mari dimensiuni, conținând citoplasmă și proteine membranare, cu rol în hemostază, eludarea sistemului imun și rezistență antibiotică. (2), (5)

Alte tipuri de vaccinuri dezvoltate au fost cele viu-atenuate, dar persistă riscuri importante care trebuie luate în considerare. Deși riscul de reconversie într-o tulpina virulentă este extrem de mic, există excepții. Vaccinurile inactivate au deținut și ele succes în cadrul studiilor preclinice, pe modele murine și bovine. În ceea ce privește vaccinurile bazate pe acizi nucleici, deocamdata există doar ipoteza unei astfel de tehnici, urmând a fi implementată și testată. (2)

Rezumând, există două vaccinuri până la ora actuală care au trecut prin trialuri clinice umane, însă rezultatele nu sunt conform așteptărilor.

• StaphVAX este un vaccin conjugat pe bază de proteine și polizaharide, îndreptat împotriva polizaharidelor capsulare CP5 și CP8, asociate în mod frecvent cu infecțiile manifeste clinic cu S. aureus. Studiile s-au axat pe capacitatea de prevenție a bacteriemiei la pacienții cu boala cronică de rinichi stadiul avansat. În primele săptămâni rezultatele păreau promițătoare, dar spre săptămâna 54, procentele de reducere a bacteriemiei au fost mici. Un alt studiu de fază III a evaluat eficiența în cadrul pacienților cu hemodializă referitor la bacteriemie, dar nu s-au observat diferențe între indivizii vaccinați și grupul de control cu placebo.
• Un alt vaccin V710 a fost dezvoltat împotriva unei proteine ancorate în peretele celular, de tip scavenger, un factor de achiziție a Fe, numit IsdB (the iron regulated surface determinant B). Însă trailurile de fază III desfășurate pe aproximativ 8.000 de adulți care erau pacienți cardiaci ce urmau să fie supuși intervenției chirurgicale cardiace nu a putut continua, fiind întrerupt pentru că s-a constat o creștere a mortalității legate de infecția cu S. aureus și o rată mai mare de efecte adverse.

• Încă un vaccin, SA4Ag, dezvoltat de Pfizer, axat împotriva CP5 și CP8 dar și împotriva unui factor de adeziune și împotriva unei proteine de transport pentru Mn (ClfA și MntC), nu a reușit să producă imunitate pe termen lung, deși a dovedit imunogenicitate mare și nici nu a reușit să reducă bacteriemia, infecțiile plăgilor chirurgicale și alte tipuri de complicații infecțioase la pacienții supuși intervențiilor chirurgicale la nivelul măduvei spinării. (5), (6)

Concluzii

Crearea unui vaccin antistafilococic rămâne încă o provocare majoră. Fiind vorba de un microorganism comensal, care colonizează gazda umană, atât mucoasele cât și pielea, a dobândit o multitudine de mecanisme care să deturneze sistemul imun și care să îi asigure supraviețuirea. Pe lângă acești factori de virulență multipli, tulpinile de S. aureus sunt diverse raportat la diferite arii geografice, paleta antigenică este iarăși deosebit de complexă și vastă. În același timp există o multitudine de formule îndreptate împotriva acestui arsenal antigenic, dar cheia este demonstrarea eficienței clinice și trecerea de stadiile preclinice. De asemenea, este important de știut amploarea eficienței raportat la tipul de infecție - limitată, la nivelul pielii sau poate proteja și împotriva infecțiilor severe, diseminate?

În studiile aflate în desfășurare în prezent, cercetătorii încearcă să schițeze așteptări mai realiste și mai bine definite, introduc populații ce prezintă caracteristici mult mai particulare și specifice, aflate la risc. Ținta este reprezentată de factorii de virulență și cei care practic favorizează eludarea sistemului imun de către Stafilococ. În plus, apar din ce în ce mai multe terapii profilactice, implementabile pe termen scurt, ca alternative la vaccinare. Mai recent, s-a ridicat ipoteza unei sinergii între vaccinuri și alte tipuri de tratament, eventual cele bazate pe imunoterapie (anticorpi monoclonali), iar studiile care testează aceste ipoteze vor fi desfășurate în tandem.