ATTIVA PASSIVA

NATURALE

INNATA ACQUISITA

ARTIFICIALE NATURALE ARTIFICIALE

MALATTIA VACCINI MADRE FIGLIO SIERI

• 1796 Jenner: vaccinazione

antivaiolosa

• la prima usata ,la prima ad

essere accantonata, 1977 OMS

proclama la debellazione del

Vaiolo.

• Vaccino: prodotto biologico

proveniente da microrganismi,

utile nella prevenzione di una

malattia infettiva.

I vaccini sono preparazioni farmaceutiche in

grado di indurre un’immunità protettiva con

formazione di cellule B di memoria.

Vaccini

• La profilassi attiva si fonda sul principio

che provocando un incontro artificiale ed

innocuo con un patogeno, si può indurre

una risposta che genera memoria

immunologica e conferisce protezione.

VERSO IL SINGOLO

• provocare una risposta immune nei confronti di uno

o più antigeni di un agente patogeno per

proteggere il soggetto dalla patologia da esso

causata.

VERSO LA COLLETTIVITA’

• limitare la diffusione di una patologia e ove

possibile eradicarla definitivamente (es. vaiolo)

Immunogenicità: deve indurre livelli anticorpali elevati nei

confronti degli antigeni in esso contenuti.

Efficacia: gli anticorpi indotti devono proteggere il soggetto dalla

malattia per cui è sviluppato il vaccino e tale protezione deve

essere il più lunga possibile.

Sicurezza: alla sua somministrazione deve seguire una

percentuale minima di effetti collaterali, che deve essere

commisurata con la gravità della malattia.

Collasso del tessuto polmonare

Aria nel

tratto pleurico

Patologia

Ostruttiva

polmonare Pleura membrana

che avvolge il polmone

Vaccini

• Calendario italiano delle vaccinazioni obbligatorie

• :

• 3° mese . Polio orale,Difterite Tetano,virus Epatite B virus

• 5° mese Polio orale,Difterite,Tetano, virus Epatite B (HBV)

• 11° mese Polio orale, Difterite, Tetano, virus Epatite B (HBV)

• 3° anno Polio orale

• 6° anno Difterite ,Tetano

Vaccini

• Vaccinazioni rccomandate :

• 15° mese : MMR( morbillo parotite rosolia )

• 7°-8° anno TBC ( tubercolino negativi)

• 9°-10°anno MMR

• Vaccinazioni facoltative

• Pertosse, Haemophylus influenzae b

• Salmonella typhi

• Bordetella pertussis

Mumps parotite

Attenuated strains

• Domanda di nuovi vaccini, motivi:

• a) Comparsa di poliantibiotico resistenza

• c) Rapidità di decorso (meningococco).

• d) Alta endemicità

• e) Comparsa di nuove problematiche nosologiche

• (stafilococchi, streptococchi, E.coli, Pseudomonas,

Serratia).

I tre termini che fanno riferimento alla diffusione di una malattia tra la popolazione sono • ENDEMIA /per endemia si intende una malattia contagiosa

costantemente presente in un determinato territorio o

popolazione (per esempio la malaria nelle regioni tropicali) e il cui

numero di casi non sia soggetto a grosse variazioni temporali.

• EPIDEMIA/ per epidemia si intende una malattia con una

diffusione delimitata nello spazio e nel tempo, che colpisce un

numero di individui nettamente superiore a quanto ci si sarebbe

atteso in quel periodo di tempo e in quella zona; può originarsi da

un improvviso e insolito sviluppo di una malattia endemica, o dalla

diffusione di una malattia infettiva importata da un altro territorio.

• PANDEMIA / per pandemia si intende un'epidemia che presenta

un'ampissima diffusione e si propaga contemporaneamente in

diversi paesi e continenti

• Requisiti di un vaccino ideale:

• Costare poco

• Essere prodotto in grande quantità

• Essere immunogeno

• Fornire protezione di lunga durata

• Non determinare effetti tossici

• Possedere specificità di gruppo

• Inattivati (preparati con microorganismi uccisi)

• Attenuati (preparati con microrganismi a virulenza attenuata)

• Componenti purificate (componenti rilevanti per patogenicità e/o virulenza, incluse le anatossine)

• Sintetici

• Ricombinanti

• Vaccini a DNA

• Contengono microorganismi (virus o

batteri) uccisi (inattivati)

• Privi di virulenza, patogenicità ed

infettività

• Conservano antigenicità

• Anti-polio (IPV Salk),

• Anti-Epatite A,

• Anti-influenzali

• Antirabico

• Antitifico

• Anticolerico

• calore: causa estesa denaturazione delle proteine, alterando struttura antigeni = induzione anticorpi bassa affinità;

• formaldeide: assieme all’uso di altri agenti alchilanti è la tecnica che ha maggior successo;

• raggi U.V .

• Possono essere somministrati in soggetti a rischio, in quanto non possono causare infezione

• Sono facilmente conservabili anche in condizioni ambientali sfavorevoli, tipiche delle regioni del terzo mondo;

• Sono di facile allestimento e di costo contenuto.

• Difficile contaminazione durante la produzione

• Non idonei per virus con genoma infettante (es. Herpes simplex);

• Spesso conferiscono immunità breve e scarsamente protettiva e richiedono frequenti dosi di richiamo (specialmente antibatterici);

• Inducono solo IgM e IgG ma non IgA;

• Determinano attivazione della sola risposta di tipo B, senza quella cellulo-mediata (risposta T) che è essenziale nell’immunità antivirale.

• Necessità di adiuvanti nella formulazione (

• Somministrabili solo per via parenterale

Contengono batteri o virus vivi, che,

mantenendo inalterato il potere antigene, e

la capacità di indurre anticorpi ad alta

affinità, sono caratterizzati da ridotta

virulenza e/o patogenicità

• Anti-polio (Sabin)

• Anti-Morbillo

• Anti-parotite

• Anti-rosolia

• Antitubercolare (B.C.G.)

• Antitifico (Salmonella typhi Ty21a)

• Anticolerico

• Isolamento di mutanti naturalmente attenuati.

• Coltivazione per la selezione di mutanti a ridotta virulenza. (Instabilità genetica e possibile emergenza di mutanti revertanti)

• Creazione di mutazioni specifiche o delezioni di geni indispensabili per la virulenza mediante tecniche di ingegneria genetica. (Revertanti improbabili)

Isolamento di virus patogeno

da paziente e crescita su

colture di cellule umane

La progenie virale è utilizzata

per infettare colture cellulari di

scimmia

Il virus acquista mutazioni che

permettono una replicazione

migliore nelle cellule di scimmia

Il virus non è più in grado di

replicare nelle cellule umane

(attenuato)

•Clonazione del genoma virale

•Identificazione di gene bersaglio

•Mutazione/delezione del gene ed espansione del clone virale mutato

•Il virus attenuato si replica in vivo ed è immunogeno.

Isolamento virus patogeno

Isolamento gene della virulenza

Gene virulenza

mutato

Gene virulenza

eliminato

Virus vivo, immunogenico ma avirulento.

Può essere utilizzato per un vaccino

• Numero dosi ridotto

• Ridotta incidenza effetti collaterali

• Induzione di immunità duratura e protezione elevata

• Attivazione risposta umorale e cellulo-mediata (vaccini anti-virali)

• Attivazione immunità mucosale (IgA)

• Effetto protettivo a rapida insorgenza

• Svantaggi

• Somministrazione preclusa per immunocompromessi e

soggetti a rischio

• Possibile emergenza di revertanti o ricombinanti virulenti, per retromutazione

• Possibile insorgenza di infezioni persistenti

• Possibile diffusione nell’ambiente ed interazione con soggetti immunocompromessi

• Facilità di contaminazione durante la produzione

Allestiti con componenti purificate dell’agente

patogeno, implicate nella patogenicità e/o nella

virulenza:

• Adesine

• Antigeni capsulari

• Esotossine detossificate (anatossine o tossoidi)

• Proteine capsidiche e pericapsidiche virali

Vaccini

• Vaccini anatossici:

• L’esotossine trattate con formalina

al 4%o, x 40gg a 37°C, perdono il

potere tossico e mantengono il loro

potere antigenico (anatossina).

• L’anatossina evoca anticorpi

antitossici.

• Eseguire richiami dopo 5-10 anni

dalla vaccinazione completa

• ( Es.anti-difterite, anti-tetano).

ANATOSSINE • Vaccino antidifterico

• Vaccino antipertussico

• Vaccino antitetanico

POLISACCARIDI CAPSULARI • Vaccino antimeningococcico

• Vaccino antipneumococcico

• Stimolo diretto contro specifico bersaglio

• Induzione di titoli anticorpali specifici molto elevati

• Riduzione di reazioni avverse causate da altre componenti antigeniche.

• Polisaccaridi spesso scarsamente immunogeni, specialmente nella prima età pediatrica (vaccini anti-meningococco ed anti-pneumococco)

• Necessaria aggiunta adiuvanti peptidici

• Estesa variabilità antigenica

• Termolabilità

• Costi produttivi elevati

• Si ottengono mediante sintesi chimica in vitro di porzioni

dell’antigene la cui conformazione spaziale corrisponde a

quella di un determinante antigenico dell’antigene stesso

• Inducono risposta paragonabile a quella dei vaccini

inattivati convenzionali ma sono meno potenti (necessario

somministrare una maggiore quantità di antigene)

• I vaccini di sintesi finora ottenuti mostrano livelli di

protezione bassi.

Il gene che codifica per l’antigene di interesse, viene amplificato (PCR), isolato, e clonato in un vettore plasmidico.

Il gene viene quindi subclonato in un vettore di espressione (procariotico o eucariotico)

La proteina ricombinante viene purificata ed utilizzata per allestire il vaccino. Proteina

ricombinante Nessuna proteina ricombinante

espressa dal vettore

Il vaccino per HBV svolge un ruolo fondamentale

nel ridurre la prevalenza della malattia

(protezione = 95%)

Vaccini

Vaccini monovalenti : una sola

specie microbica.

• Vaccini polivalenti: preparati

con più specie microbiche

• Vaccini misti: anatossine +

batteri

La preparazione di un Vaccino a DNA solitamente si attua isolando uno o più geni dell’agente patogeno e integrandoli in plasmidi (a), piccoli anelli circolari di DNA. I plasmidi vengono rilasciati in piccoli gruppi di cellule, spesso per iniezione nelle cellule muscolari (b) o per trasferimento attraverso la pelle utilizzando una pistola genica (gene gun) (c). I geni codificano per gli Ag del patogeno. Gli Ag prodotti sono in grado di stimolare la risposta immune nell’ospite.

a

b

c

patogeno materiale

genetico

gene per

l’antigene

plasmide

modificato

pelle

muscolo

plasmide

Il vaccino a DNA penetra nel nucleo della cellula(1). I geni che codificano per gli Ag presenti sul plasmide vengono trascritti in RNA messaggero (2), che immediatamente viene tradotto nel citoplasma in proteine antigeniche (3, 4). Gli Ag vengono presentati al sistema immunitario in due modi. Lasciano semplicemente le cellule (5), oppure vengono tagliati in piccoli frammenti (6) e legati a MHC di classe I (7). Il complesso MHC-Ag viene successivamente portato sulla superficie cellulare (8) per essere presentato al sistema

immunitario.

nucleo

Cellule inoculate

RNA messaggero

ribosomi

Frammenti

Proteina

nascente

Copie di proteine

antigeniche

MHC I

proteici

Antigene

libero

Complesso

Ag-MHC I

sulla superficie

cellulare

Gene che codifica

per l’antigene

Vaccino

inoculato

DNA nucleare

• Produzione semplice ed economica

• Elevata stabilità

• Processo di sintesi proteica naturale

• Stimolazione prolungata dell’immunità

umorale e cellulare

Reverse vaccinology

• I vaccinologi iniziano la loro ricerca di antigeni candidati

sequenziando l’intero genoma di un agente patogeno.

Successivamente le migliaia di geni codificati in tutta la

sequenza di DNA sono sottoposti ad un’analisi

sofisticatissima al computer che identifica le proteine che

potrebbero essere utilizzate nel vaccino.

• Questo tipo di analisi è in grado di scartare le proteine

innocue, e di concentrarsi sulle proteine secrete o espresse

sulla superficie esterna del microbo, cioè quelle più

facilmente riconoscibili dal sistema immunitario

Vaccini • Modalità di somministrazione

dei vaccini:

• SC, IM, OS, ID, Inalatoria

• Una vaccinazione completa consta

di :

• 1a risposta

• 2a risposta

• 3a risposta

• Le prime due a distanza di 20-

30gg ,la 3a a distanza di 6 mesi-1

anno.

• Vanno somministrati a persone in

buona salute.

Vaccini

Vaccini

Immunoprofilassi

Attiva vaccini

sieri immuni

Passiva

g globuline

Sieri • Immunità passiva: la pratica di determinare un stato di

protezione passiva tramite la somministrazione di anticorpi

sia per la profilassi che per la terapia delle malattie infettive.

• Rapidità d’azione

• Omologhi: stessa specie

• Eterologhi: specie diversa

Sieri

• La somministrazione di Anticorpi risulta essenziale per

bloccare, migliorare stati tossinfettivi:

• Difterite, tetano, Botulismo, Gangrena gassosa.

• Per ottenere adeguata protezione in tempi brevi (profilassi

anti-tetano, Rabbia, Morbillo).

• Per attuare misure profilattiche in mancanza di preparati

vaccinali.

Sieri • Immunoterapia: la rapidità dell’intervento risolve lo stato

di malattia.

• Immunoprofilassi: Quando previene la comparsa di una

malattia o le eventuali possibilità di contagio.

• La preparazione di Ab ad uso clinico sono derivate o da

sieri animali (sieri immuni eterologhi) o da plasma umano

(Ig).

SIERI IMMUNI

VACCINO

IMMUNIZZAZIONE E SUCCESSIVO PRELIEVO DI IDONEE ALIQUOTE

EMATICHE

RACCOLTA IN CONTENITORI DI VETRO PER FAVORIRE LA FORMAZIONE DEL COAGULO

SEPARAZIONE DEL SIERO MEDIANTE

SEDIMENTAZIONE CENTRIFUGA

Sieri

• Gli Ab somministrati hanno una vita media di

2-30gg .Tale brevità si deve alla normale

degradazione metabolica ed al

riconoscimento della proteina estranea, ciò

determina l’attivazione di un esaltato

catabolismo legato all’eliminazione dei

complessi immuni.

Sieri • Le preparazioni di Ab vengono suddivise in base alle

loro caratteristiche di origine in :

• Sieri immuni

• Ig umane

• Ab monoclonali

• I sieri immuni sono preparazioni purificate, ottenute dal

siero di animali immunizzati che contengono le Ig dotate

della capacità specifica di neutralizzare le tossine, veleni,

virus, batteri.

• Es. Botulismo, Carbonchio, Difterite, Tetano, Rabbia.

• Gli animali più usati sono : il Cavallo ed il Bue.

Sieri

• La somministrazione di sieri immuni può presentare

complicazioni come :

• Reazioni anafilattiche

• Le Ig umane vengono preparate con soluzioni concentrate

di Ab ottenute dal sangue umano o da plasma proveniente

da donatori selezionati.

Sieri

• Difterite

• Tetano

• VZV

• Botulismo

• Puntura di scorpione

• Morso di vipera

• Rabbia

• HBV, HAV, Morbillo