Een synthetisch vaccin tegen meningokokken
Leidse chemici maakten in het lab de bacteriële capsule van meningokokken na. Met een paar aanpassingen kunnen deze capsules dienen als extra veilig en effectief vaccin tegen deze beruchte bacteriën, die onder andere hersenvliesontsteking kunnen veroorzaken. Promovendus Jacopo Enotarpi en zijn team publiceerden de eerste veelbelovende resultaten in Nature Communications.
Meningokokken
‘Onze groep onderzoekt hoe het afweersysteem reageert op verschillende bacteriedeeltjes,’ vertelt Enotarpi. ‘We maken deze deeltjes zelf in ons lab. Deze kennis is essentieel voor het ontwikkelen van nieuwe vaccins tegen bacteriën. Dat is belangrijk, zeker nu bacteriën in toenemende mate resistent worden voor de antibiotica die ons tot nu toe konden beschermen.’
De onderzoekers richtten zich op de meningokok bacterie, die ernstige infecties zoals hersenvliesontsteking veroorzaakt. ‘Het type meningokokken waar wij naar hebben gekeken, is verantwoordelijk voor epidemische meningokokkenuitbraken in Afrikaanse ontwikkelingslanden,’ aldus Enotapri. Sinds een eerste vaccin is het aantal zieken drastisch gedaald, maar het vaccin is nog niet volmaakt. ‘Het vaccin is nog niet stabiel genoeg om in een volledig vloeibare vorm te bewaren en op de markt te brengen.’
Hoe zat het ook alweer?
Bij vaccinatie breng je een verzwakte of dode ziekteverwekker in het lichaam. Het lichaam kan deze zwakke ziekteverwekker gemakkelijk overwinnen en onthoudt ook hoe dat moet. Zo heb je bij een volgende infectie (van een sterke bacterie of virus) de wapens al klaar liggen: je kunt de ziekteverwekker snel onschadelijk maken en wordt niet ziek.
Suikerjasjes
Dit eerste vaccins tegen meningokokken is anders dan traditionele vaccins, die meestal bestaan uit verzwakte levende bacteriën of dode bacteriën. Het is een zogenaamde subunit vaccin dat enkel een klein bestanddeel van de ziekteverwekker bevat. Het meningokokkenvaccin bevat zogenaamde bacteriële capsules. Dit zijn suikersjasjes die bacteriën beschermen tegen indringers. Maar de capsules hebben ook een nadeel voor de bactiere: afweercellen van de gastheer kunnen de bacterie aan de capsule herkennen en zo gemakkelijker aanvallen. Om deze reden zijn bacteriële capsules een goed ingrediënt voor een vaccin.
Er is echter één probleem bij capsulevaccins: de capsules activeren het geheugen van het afweersysteem niet. Het afweersysteem ruimt ze op, zonder te onthouden hoe dat moet. Dit betekent dat het lichaam dus niet beschermt is tegen een volgende infectie (zie kader). Dit is echter goed op te lossen door een speciaal transporteiwit toe te voegen, dat het immuungeheugen wel activeert.
Synthetische deeltjes
Om de veiligheid en efficiëntie van subunit vaccins nog verder te verhogen, hebben Enotarpi en zijn team nu de bacteriële capsules nagemaakt in het lab. Enotarpi: ‘Als je grote hoeveelheden vaccin maakt, is de samenstelling daarvan vaak niet constant wanneer je complete levende of dode ziekteverwekkers gebruikt. Doordat het deactiveren en zuiveren van bacteriën een lastig proces is, is het eindresultaat niet altijd honderd procent gelijk. Dit bekent dat ook de resultaten bij gebruikers zullen variëren. Als je synthetische vaccindeeltjes maakt in het lab, is de samenstelling altijd precies hetzelfde. Hierdoor krijg je een sterkere en consistente respons.’
‘Onze synthetische deeltjes lijken heel erg op de natuurlijke structuur en door een kleine chemische aanpassing zijn ze ook nog eens een stuk stabieler in water. Deze aanpassing is alleen mogelijk bij nagemaakte deeltjes.’ Het team koppelde de deeltjes aan een transporteiwit om in muismodellen te testen of ze ook daadwerkelijk een langdurige reactie van het imuunsysteem konden opwekken. En met succes: ‘We zagen dat er na vaccinatie met onze nagemaakte capsules net zoveel antistoffen in het lichaam aanwezig waren als na vaccinatie met het traditionele vaccin. Het is de eerste keer dat een synthetisch capsulevaccin daadwerkelijk actief is. Ik hoop dat ons onderzoek een nuttige bijdrage levert aan de strijd tegen antibioticaresistentie.’