Neusvaccinboosters kunnen een sterke immuunafweer in de luchtwegen veroorzaken, zo blijkt uit onderzoek

Neusvaccinboosters kunnen een sterke immuunafweer in de luchtwegen veroorzaken, zo blijkt uit onderzoek

De meeste vaccins – en boosters – worden rechtstreeks in het spierweefsel geïnjecteerd, meestal in de bovenarm, om het immuunsysteem van het lichaam te stimuleren de ziekte te bestrijden. Voor luchtwegaandoeningen zoals Covid-19 kan het echter belangrijk zijn om bescherming te hebben op de plek waar het virus binnendringt: het ademhalingssysteem.

In een nieuwe studie ontdekten Yale-onderzoekers dat nasale vaccinboosters een sterke immuunafweer in de luchtwegen kunnen veroorzaken, zelfs zonder de hulp van immuunversterkers die bekend staan ​​als adjuvantia. De resultaten, zo suggereren onderzoekers, zouden kritische inzichten kunnen verschaffen in de ontwikkeling van veiligere, effectievere neusvaccins in de toekomst.

Onze studie laat zien hoe een eenvoudig viraal eiwitantigeen de immuunrespons van de luchtwegen tegen virussen kan verhogen. Deze gegevens impliceren dat virale eiwitten in de neusspray kunnen worden gebruikt om antivirale immuniteit te bevorderen op de plaats waar het virus binnendringt. “

Akiko Iwasaki, Sterling hoogleraar immunobiologie aan de Yale School of Medicine (YSM) en senior auteur van het onderzoek

De studie werd gepubliceerd in het tijdschrift Nature Immunology. De eerste auteur is Dong-Il Kwon, een postdoctoraal onderzoeker bij de afdeling Immunobiologie van Yale.

Voor het onderzoek injecteerden onderzoekers muizen eerst met een traditionele mRNA Covid-19-injectie, rechtstreeks in de spier. Het team gaf de muizen vervolgens een boostervaccin via hun neus. Het team wilde specifiek de effecten evalueren van vaccinboosters die geen speciale ingrediënten bevatten die adjuvantia worden genoemd. In sommige vaccins worden adjuvantia gebruikt die een sterkere, langduriger immuunrespons stimuleren, maar ze kunnen ook nadelige effecten veroorzaken, zoals ontsteking en zwelling van de aangezichtszenuwen.

"We noemen deze vaccinstrategie 'prime and spike', waarbij de muizen intramusculair werden geprimed met mRNA-vaccins, gevolgd door een nasale boost met niet-adjuvans spike-eiwit", zegt Kwon, lid van Iwasaki's laboratorium.

De door Yale ontwikkelde ‘prime and spike’-aanpak brengt de immuunrespons in het ademhalingssysteem – het eerste deel van het lichaam dat door Covid-19 wordt geïnfecteerd – op gang. ‘Prime’ verwijst naar het proces van het toedienen van een traditionele intramusculaire vaccininjectie, terwijl ‘spike’ verwijst naar een vervolgvaccinatie die nasaal wordt toegediend – meestal in de vorm van een spray die van het coronavirus afkomstige spike-eiwitten bevat.

Na de eerste injectie werden de immuuncellen in de lymfeklieren van de muizen geprimed. Na de nasale booster migreerden B-cellen van de lymfeklieren naar de longen en produceerden immunoglobuline A (IGA), een antilichaam dat de neus en longen beschermt tegen infecties. Geheugen-CD4+-helper-T-cellen fungeerden als natuurlijke adjuvantia door B-cellen te rekruteren en hen te helpen IgA in de longen te verwijderen.

Alleen de nasale booster veroorzaakte deze sterke lokale immuunrespons, ontdekten de onderzoekers. Boosters die andere opties kregen, waaronder intramusculaire injectie, produceerden niet veel IGA en activeerden niet de immuuncellen in de longen van de muizen. Toen de onderzoekers de muizen een tweede neusversterker gaven, stegen hun IGA-niveaus nog meer in zowel de longen als de neusholtes.

"Deze bevindingen verklaren waarom nasale boosters geen adjuvans nodig hebben om robuuste mucosale immuniteit bij het ademhalingsslijmvlies te induceren en kunnen worden gebruikt om veilige en effectieve vaccins tegen respiratoire virale pathogenen te ontwerpen", aldus Kwon.
Normale Covid-19-injecties produceren niet veel IgA in de neus en longen. Mensen kunnen dus nog steeds besmet zijn of het doorgeven, ook al zijn ze gevaccineerd. Uit dit onderzoek blijkt echter dat neusboosters een sterke, langdurige immuunbescherming kunnen veroorzaken tegen luchtwegaandoeningen zoals de eerste aanval van Covid-19.

“Als we begrijpen hoe deze veilige en eenvoudige neusversterker de beschermende mucosale immuniteit bevordert, wordt het gemakkelijker om deze aanpak in de nabije toekomst voor menselijk gebruik te ontwikkelen,” zei Iwasaki.

Iwasaki is ook hoogleraar dermatologie en moleculaire, cellulaire en ontwikkelingsbiologie aan de Yale Faculteit der Kunsten en Wetenschappen, hoogleraar epidemiologie (microbiële ziekten) aan de Yale School of Public Health, en onderzoeker bij het Howard Hughes Medical Institute.

Andere Yale-auteurs zijn onder meer Tianyang Mao, een voormalig afgestudeerde student die nu postdoctoraal onderzoeker is aan het Broad Institute of MIT en Harvard. Benjamin Israelow, universitair docent geneeskunde (infectieziekten) bij YSM; Keyla Santos Guedes de Sá, een postdoctoraal onderzoeker; en Huiping Dong, een onderzoeksmedewerker.

Deze studie werd ondersteund door subsidies van het National Institute of Allergy and Infectious Diseases en het Howard Hughes Medical Institute.

Bronnen: