Immunogenicity of a mRNA-based vaccine encoding the House Dust Mite allergen Derp1

Een vaccin tegen huisstofmijtallergie

Allergie, het is haast niet weg te denken uit onze Westerse wereld. Wie heeft geen vriend, broer, moeder of neef die allergisch is? Hangen de eerste pollen in de lucht, dan worden de zakdoeken boven gehaald. Maar mensen allergisch aan huisstofmijt snotteren en niezen het hele jaar door. Zou het niet interessant zijn een vaccin te vinden om hen te helpen?

Inleiding

Allergieën komen steeds vaker voor: in Europa heeft 25 % van de bevolking last van allergische rhinitis. Een onevenwicht in de cellen van het immuunsysteem draagt hiertoe bij. T-cellen zijn immuuncellen die bijdragen tot het vernietigen van indringers als bacteriën of virussen, maar ze dragen ook hun steentje bij in de ontwikkeling van allergieën. Een deelgroep van deze cellen zijn de T-helper cellen, die weer ingedeeld kunnen worden in T helper 1 (Th1) en T helper 2 cellen (Th2). Hoe meer Th1 cellen een persoon heeft, hoe minder Th2 en omgekeerd (zie Figuur 1). Elke deelgroep scheidt andere stoffen uit, die leiden tot allergische of anti-microbiële acties van het immuunsysteem. In allergische patiënten is er een overwicht aan Th2 cellen. Volgens de ‘Hygiëne hypothese’ heeft een kind dat op jonge leeftijd voldoende blootgesteld wordt aan microben minder kans op het ontwikkelen van allergieën. Dit zou er immers voor zorgen dat het aandeel Th1-cellen groter wordt, waardoor dat aan Th2 cellen kleiner. Daarom doelden wij met ons vaccin op het versterken van de Th1-respons en zodus verzwakken van de Th2 respons en de allergie.

De W.H.O. definieert een vaccin als “Een biologisch preparaat dat immuniteit in een specifieke ziekte verbetert. Het vaccin bevat een agens dat lijkt op het ziekteverwekkend micro-organisme, en wordt vaak gemaakt van verzwakte of gedode vormen van de microbe, zijn toxines of een van zijn oppervlakte-eiwitten. Het agens stimuleert het immuunsysteem om het als vreemd te herkennen, te vernietigen en zich te ‘herinneren’, opdat het immuunsysteem dit makkelijker kan doen bij later hercontact met dit micro-organisme.”

Wij kozen er echter voor om met een vaccin te werken bestaande uit messenger-RNA (mRNA). Dit is een afgeleide van DNA, dat ervoor zorgt dat genen vanuit het DNA omgezet kunnen worden tot eiwitten (zie Figuur 2). Een mRNA vaccin kan je dus laten coderen voor elk gewenste eiwit. Wij kozen ervoor om dit mRNA te laten coderen voor het Derp1 eiwit, een eiwit van de huisstofmijt. Bovendien voegden we een mRNA mix toe die het immuunsysteem een extra boost geeft (TriMix), alsook mRNA coderend voor Luciferine opdat beeldvorming op de proefmuisjes mogelijk werd. Dit vaccin werd vervolgens geïnjecteerd in lymfeklieren van muizen. In de lymfeklier zitten alle immuuncellen immers verzameld, waardoor het vaccin dus rechtstreeks bij zijn doelwitcellen werd geïnjecteerd.

Het onderzoek

Om dit te onderzoeken werden acht muizen driemaal in de lymfeklier (intranodaal) geïnjecteerd met het mRNA, met een interval van 10 dagen. 24 uur na elke injectie werd met bioluminescentie beeldvorming nagekeken of de injectie wel degelijk intranodaal was (Zie figuur 3). Bloedstalen werden afgenomen via de staart 5 en 9 dagen na de laatste vaccinatie. Negen dagen na de laatste immunizatie werden de muisjes geëuthanasieerd en werd de milt verwijderd, om hieruit de immuuncellen te isoleren.

Deze cellen secreteren stoffen die de immuunrespons sturen, cytokines genaamd. Th1-cellen secreteren interferon-gamma (IFN-γ), terwijl Th2-cellen vooral interleukine-4 (IL-4) secreteren. De secretie van deze stoffen werd gemeten met verschillende tests (ELISPOT, ELISA). Deze toonden aan dat er IFN-γ productie was door T-cellen specifiek gericht tegen Derp1 in 75 tot 100 % van de muizen. De hoeveelheid gesecreteerd IL-4 was dan weer verwaarloosbaar in alle muisjes. Dit bevestigt dat er door het vaccin een sterkere Th1-respons was en een zwakkere Th2-respons.

Besluit

We kunnen besluiten dat intranodale vaccinatie met een mRNA-vaccin - coderend voor het huisstofmijt eiwit Derp1 - IFN-γ producerende T-cellen gericht tegen dit eiwit induceert. Het vaccin kan dus schijnbaar een Th1-overheerste immuunrespons uitlokken. Of dit vaccin ook degelijk bruikbaar zal zijn in de klinische praktijk, zal afhangen van verder onderzoek.