background image

Kultury Tkankowe Zwierzęce i Roślinne 

Hodowle komórkowe w produkcji 
szczepionek przeciwwirusowych, 

przeciwnowotworowych.

maria.widel@polsl.pl

background image

Układ odpornościowy/immunologiczny:

• Narządy limfatyczne 

- centralne: 

grasica, szpik

- obwodowe

: węzły chłonne, grudki limfatyczne, migdałki, 

wyrostek robaczkowy, śledziona

*

• Krążące limfocyty

*

narząd krwiolimfatyczny

background image

• Limfocyty T

(tymocyty) po opuszczeniu centralnych narządów 

lokują się w obszarach grasiczozależnych (thymus dependent): 

strefa przykorowa węzłów i wokół tętniczek w śledzionie gdzie 

namnażają się  i dojrzewają

• Limfocyty B

(bone marrow dependent

) lokują się w obszarach 

grasiczoniezależnych: rozsiane i skupione grudki limfatyczne 

także namnażają się i dojrzewają 

• Limfocyty T - odpowiedź immunologiczna typu komórkowego 

• Limfocyty B - odpowiedź humoralna (produkcja przeciwciał)

background image

Subpopulacje limfocyt

ów/antygeny różnicowania CD 

(cluster of differentiation)

Limfocyty B (CD19) 

aktywność humoralna

Limfocyty T (CD4), pomocnicze

Limfocyty T (CD8), supresorowe

Komórki NK (CD16) naturalni zabójcy

DP= podwójnie dodatni 
(CD4CD8) tymocyt

Aktywność 
komórkowa

background image

Limfocyty T pomocnicze (helper T)

background image

Limfocyty T cytotoksyczne/supresorowe

background image

Naturalni zabójcy 

(natural killer T lymphocytes)

background image

Limfocyty B

background image

Komórki plazmatyczne powstające z dzielących się 
limfocytów B intensywnie uwalniają przeciwciała do 
osocza i przestrzeni pozakomórkowej

Antygeny związane 
przez przeciwciała 
są pożerane przez 
makrofagi

Odpowiedź humoralna i komórkowa są powiązane

APC, 

antigen 

presenting cell

Każdy limfocyt B w stanie spoczynku zawiera na 
powierzchni swoiste przeciwciało (receptor).

background image

Rodzaje odporności przeciwzakaźnej

1. 

Odporność naturalna:

-

bierna (przejście przeciwciał klasy IgG przez łożysko)

-

czynna (zakażenie, przechorowanie)

2. 

Odporność sztucznie wytworzona:

- czynna (szczepionki)

-

adoptywna (podanie swoistych limfocytów Tc)

- bierna (podanie immunoglobin)

- czynno-bierna (szczepienie + podanie IgG) 

background image

• Szczepionka

- produkt pochodzenia biologicznego 

zawierający substancje (antygeny) zdolne do indukcji 
określonych procesów immunologicznych warunkujących 
powstanie trwałej odporności bez wywoływania działań 
toksycznych

• Odporność 

jest wynikiem wytworzenia 

przeciwciał

immunoglobin mających zdolność wiązania się  z antygenem 
(obecne w płynach ustrojowych i wydzielinach błon 
śluzowych dróg oddechowych, układu pokarmowego)

background image

Cel szczepień

• Wytworzenie indywidualnej odporności adaptacyjnej 

wobec określonego drobnoustroju

• Eliminacja drobnoustrojów ze środowiska życiowego 

człowieka (także zwierząt)

background image

Szczepionki swoiste

• Indukują trwałą i specyficzną odpowiedź immunologiczną 

przeciw danemu drobnoustrojowi

-

Monowalentne 

(zawierają jeden typ drobnoustroju/antygenu)

-

Poliwalentne

(kilka typów serologicznych tego samego 

drobnoustroju, n.p. szczepionka przeciw grypie, poliomyelitis
pneumokokom)

-

Swoiste skojarzone (bakteryjne, Di-Per-Te p-

w błonicy, 

krztuścowi i tężcowi lub wirusowe p-w różyczce, odrze i śwince)

background image

Szczepionki nieswoiste

• Mieszaniny zabitych drobnoustrojów lub ich lizaty

niespecyficzne stymulatory odporności stosowane w 

nawracających zakażeniach o różnej etiologii
(zwykle słabo oczyszczone: białka, peptydy, lipopolisacharydy, 

kwasy nukleinowe; możliwość efektów niepożądanych)

• Autoszczepionki 

(zawiesiny inaktywowanych drobnoustrojów 

wyizolowanych z flory bakteryjnej chorego)

• Oba rodzaje nie przeszły żadnych tzw. randomizowanych badań 

klinicznych!

background image

Zgodnie z technologią otrzymywania wyróżniamy szczepionki:

Zawierające żywe drobnoustroje

(atenuowane/odzjadliwione)             

o zmodyfikowanych właściwościach (osłabiona wirulencja, szczepy 
niezjadliwe 

–na drodze manipulacji genetycznej)

Zawierające inaktywowane drobnoustroje

(chemicznie np. 

fortmaldehyd, alkohole; fizycznie np. ultrawirowanie, wysokie 

ciśnienie, temperatura)

Zawierające oczyszczone fragmenty

drobnoustrojów (antygeny 

powierzchniowe, inaktywowane toksyny)

Zawierające produkty rekombinowanego DNA

Najwyższy poziom bezpieczeństwa !

background image

BCG (Bacillus Calmette-

Guérin) 

-

szczepionka przeciw gruźlicy 

opracowana we Francji przez Alberta Calmette i Camille'a Guérin

i wprowadzona w 1921. 

Stanowi ona atenuowany szczep Mycobacterium bovis 

(wywołuje 

gruźlicę bydła), uodparnia na Mycobacterium tuberculosis (gruźlica    
u człowieka. 

Atenuacja zaszła wskutek 231 pasaży na podłożu z żółcią. 

BCG jest przydatna w immunoterapii nowotworów (powierzchownych 
postaci raka pęcherza moczowego).  Mechanizm jest niejasny, wydaje 
się, że przeciwko guzowi zostaje uruchomiona lokalna reakcja 
immunologiczna, zapobiega nawrotom w ⅔ przypadków. 

BCG bywa także do wykorzystywana w immunoterapii raka okrężnicy.

background image

Wirusowe szczepionki atenuowane: 

Wirus odry, różyczki, świnki, polio

Szczególny typ szepionki p-ospie

Edward Jenner -

1796 dokonał szczepienia wirusem krowianki 8-letniego 

chłopca

Jedyną szczepionkę 

z żywych wirusów 

stosowano do roku 1980 

przeciwko ospie prawdziwej. Były to wirusy krowianki, mało wirulentne 
dla człowieka, ale dawały odporność przeciw ospie prawdziwej (Variola 
vera
); 

Obecnie ospa została opanowana  i na całym świecie nie stwierdza 

się choroby

background image

Wirus ospy prawdziwej; Orthopoxvirus; duży –
widoczny w mikroskopie świetlnym (230x400nm);

dwuniciowe, linearne DNA; glikolipidowa otoczka

- bardzo odporny na wysychanie 

– średnio kilka lat 

ale izolowany z mumii Ramzesa V (1100r.p.n.e.) !

background image

Obecnie, zgodnie z zaleceniami WHO

przechowuje się 200 

mln dawek szczepionki liofilizowanej (Genewa, Lozanna, New 
Dehli); 

każdy kraj posiada swoje zapasy

istnieje obowiązek zgłaszania niejasnych przypadków 
gorączki z wysypką i wykluczenia zakażenia na podstawie 
badań laboratoryjnych

wirus przechowywany jest w USA (Atlanta, CDC) i w Rosji 
(Moskwa, Instytut Preparatów Wirusowych), gdzie 
prowadzone są badania nad tzw. białymi pokswirusami, tj. 
ortopokswirusami podobnymi do ospy prawdziwej.

background image

Szczepionki atenuowane:

• Poliomyelitis  , choroba Heinego-Medina (zapalenie rogów 

przednich rdzenia).

• Komórki pierwotne z nerek małp, linie komórek nerki  małp, 

komórki diploidalne ludzkie, fibroblasty MRC5)

Szczepionka Sabina (OPV 

– Oral Poliovirus Vaccine), w 

zależności od ilości typów wirusa (I, II lub III) rozróżnia się: 
mOPV 

– monovalent OPV lub tOPV – trivalent OPV)- zawiera 

żywe, atenuowane wirusy. Jest podawana doustnie. 
(Możliwość rewersji zjadliwości wirusa)

• Hilary Koprowski

(ur.1916) 

– twórca pierwszej atenuowanej 

szczepionki przeciw polio

background image

Następstwo choroby poliomyelitis

background image

Nagminne wirusowe zapalenie przyusznic

– świnka (mumps), 

Niebezpieczna dla chłopców w okresie dojrzewania !

Do produkcji szczepionki używa się komórki diploidalne 
ludzkie, fibroblasty MRC5

Odra, różyczka*, żółta febra, opryszczka-varicella zoster

(diploidalne komórki ludzkie lub fibroblasty zarodków kurzych) 

*

Niebezpieczna dla płodu: wady serca, opóźnienie w rozwoju, 

głuchota, zaćma, niekiedy obumarcie płodu. 

background image

2. Szczepionki przeciwwirusowe inaktywowane: 

• Poliomyelitis

(komórki pierwotne z nerek małp, linie komórek 

nerki  małp, komórki diploidalne ludzkie, fibroblasty MRC5)
Szczepionka Salka 
(IPV

– Inactivated Poliovirus Vaccine) –

zawiera zabite wirusy podawane pozajelitowo (iniekcja). 
Wywołuje tylko odpowiedź ogólnoustrojową, wirusy nie 
kolonizują nabłonka jelit i nie pobudzają produkcji 
odpowiedniej Ig A.

• Wścieklizna 

• (ludzkie komórki diploidalne lub fibroblasty zarodków kurzych) 

• Odkleszczowe zapalenie opon mózgowo-rdzeniowych

(fibroblasty zarodków kurzych)

background image

Szczepionki, które nie pochodzą z hodowli 

komórek ludzkich:

• Szczepionka przeciw grypie

(wirus namnażany jest w 

zarodkach kurzych jaj)

Szczepionka przeciw WZW B

(wirusowemu zapaleniu 

wątroby,  hepatitis B). Antygen wytwarzany jest na drodze 

inżynierii genetycznej w komórkach drożdży, szczepionka 
podjednostkowa

• Infekcja wirusem HBV o przebiegu chronicznym  może 

prowadzić do powstania raka wątroby

background image

Wirus HBV 

– szczepionka podjednostkowa

• Genom zawiera 3182 nukleotydy

• Kapsyd zbudowany jest z glikoproteiny HBsAg (antygen Australia) 

• Hepatocyty chorych wydzielają do krwi antygen HBsAg związany z 

lipidami w postaci 22 nm-

sferycznych cząstek i większe 42 nm-

cząstki DNA-zakaźne, cząstki Dana; 

• Do ~1980 r cząstki te, z surowicy ozdrowieńców (inaktywowane 

formaliną) były stosowane jako szczepionka

• Produkt inżynierii genetycznej uzyskano przez rekombinację 

genomu drożdży z sekwencją kodującą HBsAg (835 par zasad) 
genomu wirusa HBV 

• Produkowany przez drożdże antygen prezentuje dobrą 

immunogenność, a pacjenci szczepieni taką szczepionką wykazują 

dobrą tolerancję.
(Szczepienia trzeba powtarzać po 1/2, 3 i 5 latach)

background image

Szczepionki trzeciej generacji (szczepionki DNA)

(profilaktyka genowa/wprowadzenie do organizmu czystego 

genu) 

Szczepionki te często określa się mianem "nagich”

Celem-

dostarczenie organizmowi DNA kodującego białka   

antygenów wirusowych
(S

ynteza endogennego białka naśladuje infekcję wirusową,   

produkowany antygen jest prezentowany LyT

przez cząsteczki MHC kl.I)

Komórki wykazujące ekspresję antygenu wirusowego są niszczone,   
antygen jest uwalniany i dalej prezentowany przez komórki MHC kl.II
komórkom produkującym przeciwciała

background image

Wprowadzanie szczepionek DNA 

Bezpośrednio do komórek mięśniowych lub śródskórnie 

(śródskórne 200-300 razy bardziej wydajne), lub w postaci aerozolu 

do górnych dróg oddechowych

Na przykład :
Wstrzyknięcie do komórek mięśni szkieletowych cząsteczek kwasu 

nukleinowego wirusa grypy w postaci plazmidu stymuluje 
powstanie wyspecjalizowanych populacji cytotoksycznych 

limfocytów (Tc), (

na etapie prób klinicznych

).

Zaletą szczepionek uzyskiwanych z zastosowaniem technik 

rekombinacji  DNA jest:

-

stabilność, 

-

bezpieczeństwo procesu produkcji 

-

brak efektów ubocznych. 

-

możliwość relatywnie szybkiej modyfikacji (wprowadzanie

zmian odzwierciedlających mutacje zachodzące w patogenach).

background image

Szczepionki przeciwgrypowe

• Grypa – ostra choroba zakaźna powodowana przez wirus 

grypy atakujący górne drogi oddechowe

• Wirus grypy (Influenzavirus A, B, C)

• Objawy: wysoka gorączka, kaszel, ból głowy, ogólne rozbicie

• Groźne dla zdrowia i życia są powikłania pogrypowe: 

zapalenie oskrzeli, płuc, ucha środkowego oraz zapalenie 
mięśnia sercowego i osierdzia

background image

• Według WHO, co roku na świecie choruje na grypę od 

330 mln do 1,5 mld ( z czego umiera 0,5-1 mln)

• Zachorowania mają charakter epidemii

• Co kilkanaście/kilkadziesiąt lat mają charakter pandemii 

(zasięg ogólnoświatowy):

• 1918-1919 „hiszpanka” (100 mln zgonów, a w I wojnie 

św. 9 mln)

• 1957-1958 pandemia grypy azjatyckiej
• 1968-1970 pandemia grypy Hongkong

• Pandemie

wywoływane przez nowo pojawiający się  typ 

wirusa, na który większość ludzi nie jest uodporniona 
(np. wirus ptasi)

background image

• Szczepionki p-grypie są szczepionkami inaktywowanymi

(zawierają fragmenty wirusa niezdolnego do namnażania się 

w komórce, „zabity”-pozbawiony jakiegoś genu 

odpowiadającego za proliferację)

• Szczepienia  na dany sezon chronią jedynie przed typem 

wirusa, który wchodzi w skład szczepionki lub przed blisko 
spokrewnionymi

• Szczepienia nie chronią przed ptasią grypą i przed pandemią 

(nigdy nie wiadomo jaki typ wirusa, jaki mutant wywoła 

pandemię). 

• Zmniejszają jednak ryzyko podwójnego zakażenia wirusem 

grypy ludzkiej i ptasiej (co mogłoby doprowadzić do 
powstania mutanta, nowego typu wirusa zdolnego do 

wywołania pandemii)

background image

W ostatnim roku rzekomą pandemię grypy wiązano 

głównie z wirusem grypy ptasiej podtypu A/H5N1/

Zanamivir - do leczenia i profilaktyki 

Oseltamivir 

– do leczenia, okazał się skuteczny 

przeciwko ptasiej grypie

background image

Czy szczepionki przeciw chorobom wirusowym              

(a także bakteryjnym) są bezpieczne ?

• Bardziej bezpieczne są szczepionki zawierające drobnoustroje 

inaktywowane (są jednak mniej immunogenne od atenuowanych)

• W rzadkich przypadkach obserwowano rewersję zjadliwości 

atenuowanego wirusa poliomyelitis (rok 1970, Dominikana), 

świnki szczepu Urabe Am9 i innych – wynik upośledzonej 

odporności tych osób (?)

• Działania niepożądane mogą wywoływać adiuwanty* i substancje 

konserwujące

*

adiuwanty 

-

nieswoiste modulatory zwiększające naturalne 

zdolności antygenu do wywołania odpowiedzi immunologicznej 

(spowalniają uwalnianie antygenu, aktywują limfocyty: 
wodorotlenek/ fosforan glinu, LPS, liposomy i polimery, emulsje 
olejowe, cytokiny)

background image

Szczepionka 

Podejrzewany związek 

ze szczepieniem

Wyniki badań

Czterowalentna
szczepionka rotawirusowa
(RRV-TV)

Wgłobienie jelit

Potwierdzono związek, wycofana 

Szczepionka doustna Polio

Rewersja zjadliwości, poszczepienne 
poliomyelitis

Potwierdzono dla typu 2 i 3 wirusa w 
pierwszych szczepionkach; obecnie 
nie stosowana

Skojarzona p-odrze, 
różyczce i śwince

Przewlekłe zapal. jelita grubego; 
autyzm

Wykluczono związek przyczynowy

Rekombinowana szcz. p-
wirusowemu zapaleniu 
wątroby typu B

Zespoły demielinizacyjne i 
autoimunizacyjne

SM, toczeń 

rumieniowaty, reumatoidalne 
zapalenie stawów

Brak danych potwierdzających
związek; szerokie badania w toku

Szczepionki produkowane 
w zarodkach kurzych (p-w
odrze, różyczce i żółtej 
febrze)

Zanieczyszczenie wirusem ptasim

Wykazano małą aktywność odwrotnej 
transkryptazy

wirusowej, bez wpływu 

na bezpieczeństwo szczepionek

Szczepionka p-grypie, typ 
A/New Jersey

Zespół Giullaina Barrego

1 przypadek/mln szczepionych; 
obecnie nie stosuje się tego serotypu

Pełnokomórkowa szcz. p-
krztuścowi; p-grypie

Astma, zaostrzenie choroby 
oskrzelowo-

płucnej

Niektóre szcz. aktywują odpowiedź 
typu Th2, jednak w bad. epidemiol. nie 
wykazano związku z alergią

Szczepionki BCG, DTP, 
ospa wietrzna, hemofilus
influenzae typ b 
(niemowlęce)

Cukrzyca typu pierwszego

Wykluczono związek przyczynowy w 
badaniach epidemiologicznych

Obecny stan wiedzy na temat powikłań poszczepiennych

background image

• Większość obecnie stosowanych szczepionek uzyskuje 

się z hodowli ludzkich diploidalnych linii komórkowych:

-

Fibroblastów 

-

Niektóre są produkowane w hodowlach fibroblastów 

zarodków kurzych

-

Komórek nerek małp 

-

Zarodkach kurzych

-

W drożdżach

background image

Systemy komórkowe do produkcji szczepionek 

wirusowych

• Wyjściowe kultury (klonowane z jednej komórki,  namnożone w 

większych ilościach i bankowane) stanowią 

zasób komórek 

matecznych

• Z odbankowanych komórek zakłada się hodowlę na większą 

skalę uzyskując 

bank komórek produkcyjnych

(część 

ponownie zamraża się dla zachowania zapasu komórek 
produkcyjnych)

System banków komórkowych można stworzyć tylko dla komórek, 

które są zdolne dzielić się  w nieskończoność, albo przynajmniej w 
ograniczonym zakresie (human diploid cells, HDC, np. fibroblasty 
ludzkie MRC-5, WI-38)

background image

Charakterystyka systemów komórkowych

Próbki z obu banków (mateczne i produkcyjne) poddaje 

się wszechstronnej kontroli:  

Za pomocą testów serologicznych i cytogenetycznych     

wykonuje się identyfikację komórek 

Bada się mutagenność i genotoksyczność– testy in vitro 
in vivo

Bada się ewentualną kontaminację bakteryjną – testy 
bakteriologiczne

Wykonuje się testy na obecność wirusów – złożone

background image

Testy na obecność wirusów:

Inokulacje komórkami zarodków kurzych dla wykazania 
zakaźności

Iniekcje zwierzętom doświadczalnym w celu wykazania 
zakaźności lub wywoływania przeciwciał przez ewentualne 
wirusy 

Testy na obecność specyficznych polimeraz wirusowych

Bezpośrednie sprawdzanie obecności wirusów z użyciem 
mikroskopii elektronowej, metody HIS/FISH

background image

Systemy komórkowe do produkcji 

szczepionek i procedury postępowania

Linie komórkowe

Zasób komórek 
matecznych 

(master cell bank)

Kwarantanna 
dostawców komórek 
pierwotnych

Testowanie w kierunku: 
potwierdzenia linii, mutagenności, 
nieobecności mykoplazmy, bakterii, 
wirusów

Testowanie w kierunku: 
potwierdzenia nieobecności    
i nosicielstwa bakterii 
chorobotwórczych i wirusów

Zasób komórek 
produkcyjnych 

(working cell bank)

Pobieranie materiału i 
zakładanie hodowli   
pierwotnych 

(primary 

cultures)

Komórki pierwotne

background image

Drobnoustroje  

(wirusy)

Zasób wirusów matecznych 

(master seed)

Kontrola identyczności, wykazanie 
nieobecności mykoplazmy, bakterii, 
wirusów zanieczyszczających

Zasób wirusów   
produkcyjnych 

(working seed)

background image

Podłoża i inne niezbędne substancje      

oraz materiały

Sprawdzanie jałowości 

(kwarantanna)

Analiza identyczności, 
sterylności, specyfikacje 
(opis szarż), 

testy  „zwalniające”

Wyniki testów: 

materiał zwolniony

background image

• kilkustopniowy system kolekcji komórek          

i drobnoustrojów oraz kwarantanna 

są niezbędne dla zapewnienia właściwej 

jakości zarówno materiałów wyjściowych, 
jak i ostatecznego produktu tj. szczepionek 

background image

Proces produkcyjny

Założenie hodowli komórkowej

Zaszczepienie i namnożenie wirusów

Zbiór oraz oddzielenie komórek

Oczyszczanie wstępne oraz zatężanie

Oczyszczanie główne

Oczyszczanie ostateczne

Formułowanie

Stabilizowane

Porcjowanie

Pakowanie

inaktywacja

liofilizacja

background image

Wymagania wobec szczepionek (idealnych)

• Wysoka immunogenność (indukowanie odporności 

najlepiej w 100% po jednorazowym podaniu)

• Odporność utrzymująca się przez całe życie

• Brak efektów toksycznych (samej szczepionki i adiuwantu)

• Łatwość podania (najlepiej doustna, donosowa)

• Akceptowalna cena wytworzenia

background image

IMMUNOTERAPIA NIESWOISTA obejmuje: 

preparaty immunostymulujące i cytokiny, komórki LAK 
(lymphokine activated killer), 

monocyty, komórki 

dendrytyczne (DC). 

IMMUNOTERAPIA SWOISTA obejmuje: 

„szczepionki” antynowotworowe (cancer vaccines)

przeciwciała monoklonalne 

limfocyty (głównie limfocyty T) 

Szczepionki przeciwnowotworowe/Immunoterapia 

nowotworów

background image

Immunoterapia nieswoista

Komórki LAK 

-

duże dawki IL-2 stymulują prekursory komórek LAK 

(limfocyty) do proliferacji.

Odzyskiwane z krwi, namnaża się  i ponownie aplikuje chorym.

Skuteczność tej terapii badano w stosunku do czerniaka, raka nerki    
i wątroby jednak nie okazała się ona specjalnie efektywna. 

Monocyty 

-

źródło komórek fagocytujących - makrofagów, które po 

stymulacji in vitro (rekombinowanymi cytokinami, głównie INF-γ         
i podaniu miejscowym wykazują lokalny efekt terapeutyczny. 

background image

Preparaty immunostymulujące i cytokiny

Celem jest wzmocnienie odpowiedzi immunologicznej chorego.

Levamisol

– lek immunostymulujący, którego skojarzenie z chemioterapią 

5-FU (5-

fluorouracyl) wybitnie obniżyło remisje nowotworów u pacjentów 

po resekcji guza okrężnicy

BCG

(bacille Calmette Guerin)

– preparat atenuowanych prątków 

gruźlicy; stosowany w nowotworach pęcherza

IFN-

α

– wykorzystywany w leczeniu od 1986 r.; skuteczny w schorzeniach 

tj. białaczka włochatokomórkowa, przewlekła białaczka szpikowa, mięsak 
Kaposiego, czerniak, nowotwory nerki 

IL-2

– zarejestrowana w 1992 r. przez US. FDA; stosowana w leczeniu raka 

nerki i czerniaka złośliwego 

background image

Inne zastosowanie cytokin w immunoterapii nowotworów- działanie 
ochronne ograniczające niepożądane efekty wywoływane chemio- i 
radioterapią (głównie ich destrukcyjny wpływ na czynność szpiku 
kostnego pacjenta) :

G-CSF

(granulocyte colony-stimulating factor)

– pobudzający 

proliferację granulocytów w szpiku 

GM-CSF

(granulocyte-macrophage colony-stimulating factor)

pobudzający proliferację granulocytów i makrofagów w szpiku 

IL-11

– pobudzająca powstawanie płytek krwi 

Erytropoetyna

– pobudzająca regenerację erytrocytów 

background image

Immunoterapia nowotworów

• Immunoterapia swoista

-

indukcja swoistych mechanizmów 

odporności (przy trwającej już chorobie)

• Polega na podawaniu autologicznych lub allogenicznych, 

odpowiednio spreparowanych (np. napromieniowanych) 

komórek nowotworowych lub ich ekstraktów (często +BCG)

• Mogą być najbardziej skuteczne w przypadku nowotworów o 

dobrze zdefiniowanych antygenach (czerniak); w Kanadzie 

dopuszczono szczepionkę „Melacin” – z 2 linii czerniaka, 
testowana jest inna CancerVax

background image

Komórki dendrytyczne - cztery etapy różnicowania

1. Prekursorowe komórki dendrytyczne – obecne w szpiku,

2. Niedojrzałe komórki dendrytyczne – obecne w narządach 
nielimfatycznych, gotowe do kontaktu z obcym antygenem                           
i przeniesienia go do narządów limfatycznych,

3. Migrujące komórki dendrytyczne – obecne w limfie i krwi,

4. Dojrzałe komórki dendrytyczne – obecne w narządach limfatycznych, 
przygotowane do prezentacji antygenu związanego w trakcie pobytu             
w narządach nielimfatycznych.

W różnicowaniu i proliferacji DC biorą udział m.in. GM-CSF, TNF-α,  oraz 
IL-

4, natomiast hamuje ich aktywację IL-10. DC fuzjowane z komórkami 

nowotworowymi, transfekowane genami antygenów nowotworowych 
mogą wywołać skuteczną odpowiedź immunologiczną.

background image

PREKURSORY 

SZPIKOWE

NIEDOJRZAŁE

(mielolimfoidalne

FcγRI, FcγRII

CD68, CCR1

CCR4, CCR5

CXCR4

WELONOWATE 

CD80

CD83

CD86

CCR7

DOJRZAŁE DCs

CD54, CD58

CD80, CD86

CD83, CD40L

DC-LAMP

CCR7

ZMIANA FENOTYPU KOMÓREK DENDRYTYCZNYCH W TRAKCIE DOJRZEWANIA

Krew

NIEDOJRZAŁE DCs  
„wartownicy spokoju 
immunologicznego”

Tkanki

Narządy 

limfatyczne

Naczynia 

limfatyczne

Dojrzewające po 
kontakcie z 
antygenem

Do kontaktu komórek dendrytycznych z antygenami dochodzi w nabłonkach i tkance 
łącznej większości narządów, skąd antygeny są transportowane naczyniami 
limfatycznymi doprowadzającymi do węzłów chłonnych, tam są prezentowane 
limfocytom T. 

Tylko dojrzałe DC indukują odpowiedź immunologiczną. 

background image

Ze względu na funkcje, miejsce występowania, zestaw antygenów, 
produkcję cytokin wyróżnia się:

1. 

mieloidalne komórki dendrytyczne (MDC)

: CD11c+, CD123

dim

, CD1c+ 

(BDCA-1+), CD141+ (BDCA-

3+), z silną ekspresją antygenów HLA-DR; 

zdolne do rozpoznawania, przetwarzania   i prezentacji antygenów; 
znajdowane są w różnych tkankach organizmu

2. 

plazmocytoidalne komórki dendrytyczne (PDC)

, CD11c-, CD123

bright

CD303+ (BDCA-2+), CD304+ (BDCA-

4+); ze słabą zdolnością 

przetwarzania i prezentacji antygenu, będące głównym producentem 
interferonu α (IFNα) w organizmie; mogą aktywować odpowiedź 
antywirusową i antynowotworową

3. 

grudkowe komórki dendrytyczne (FDC)

,

w grudkach chłonnych, 

węzłach chłonnych, śledzionie; nie mają zdolności do migracji                      
i przetwarzania antygenów, zapobiegają apoptozie limfocytów B, 
pobudzają interakcje między komórkami i ich stymulują ich proliferację 

background image

Komórki nowotworowe

, przeciwko którym przygotowywana jest 

szczepionka, powinny prezentować określone antygeny:

1. specyficzny antygen nowotworowy TSA (Tumor Specific Antigen), 
np. białko chimeryczne bcr-abl występujące w przewlekłej białaczce 
szpikowej, PSA (prostate specific antigen) w raku stercza;

2. antygen związany z nowotworem TAA (Tumor Associated 
Antigen), np. związane z różnymi nowotworami geny Ras, p53 
występujący w guzach litych (np. raku piersi), gen MAGE-1 związany 
z czerniakiem.

Komórki DC jako szczepionka powinny zawierać antygen TSA lub 
TAA konkretnego pacjenta.

background image

Metody uzyskania komórek dendrytycznych jako „szczepionek”                      
dla celów immunoterapii

Trzy podstawowe źródła DC stosowane obecnie to:

1. Monocyty uzyskane drogą leukaferezy (separacji komórek 
jednojądrzastych z krwi obwodowej), różnicowane do mieloidalnych 
komórek dendrytycznych (MDC) przy pomocy GM-CSF i IL-4 (lub IL-13)

2. Hematopoetyczne komórki progenitorowe CD34+ uzyskane drogą 
leukaferezy, różnicowane do komórek dendrytycznych in vitro przy 
pomocy GM-CSF I TNF-

α (uzyskuje się mieszaninę śródmiąższowych 

komórek dendrytycznych i komórek Langerhansa)

3. Bezpośrednia izolacja komórek dendrytycznych z krwi (wirowanie       
w gradiencie gęstości, izolacja na kolumnach immunomagnetycznych);       
w efekcie - mieszanina plazmocytoidalnych i mieloidalnych (PDC+ MDC). 

DC uzyskane każdą z metod mogą stymulować antygenowo specyficzną 
odpowiedź limfocytów T (mechanizm nie jest do końca poznany).

background image

Dojrzewanie DC 

(uzyskanie komórek zdolnych do prezentacji antygenu, 

przebiega w hodowlach 

wzbogaconych w mediatory prozapalne: 

interleukiny (IL-

1β, IL-6), interferony (IFNα/β, IFNγ), MCM (Monocyte 

Conditioned Medium), TNFα, PGE2 (Prostaglandin E2); chemokiny; 
kompleksy immunologiczne

Komórka DC staje się aktywną (prezentująca antygen) po ekspozycji 
cząsteczek MHC na antygen i wprowadzeniu go do wnętrza komórki (tzw. 
pulsowanie DC). Ważnym etapem jest wybór antygenu nowotworowego, 
przy czym powinien to być antygen krytyczny dla wzrostu i przeżycia 
nowotworu. 

W preparatyce szczepionek z komórek dendrytycznych wykorzystywane   
są zarówno określone epitopy, antygeny  związane z guzem lub całe 
komórki nowotworowe

background image

Antygeny wprowadzanego do komórki dendrytycznej:

1. peptydy, proteiny/rekombinowane białka;

2. zabite komórki nowotworowe, lizaty komórek nowotworowych;

3. kompleksy antygen-

przeciwciało;

4. RNA, DNA (z nowotworu 

– pojedynczy gen lub cały genom guza);

5. białka idiotypowe (monoklonalne immunoglobuliny zawierające 
specyficzne sekwencje białkowe w regionach zmiennych, w miejscach 
wiążących antygen, produkowane przez komórki nowotworowe);

6. fuzje DC-

komórka nowotworowa;

7. ciałka apoptotyczne komórek guza;

8. wektory wirusowe;

9. Antygeny nienowotworowe (VEGF, VEGFR).

background image

Szczególny rodzaj szczepionek przeciwnowotworowych 
stanowią szczepionki uzyskane z komórek nowotworowych 
zmienionych genetycznie 

– temat  kolejnego wykładu

„Terapii Genowej”