Comparația eficacității anticorpului și a imunității mediată de celule împotriva inhalării și

Abstract

fundal

Pentru a evalua imunitatea împotriva gripei, studiile de provocare la șoareci se efectuează de obicei prin instilarea intranazală a unei suspensii de virus la animalele anesteziate. Acest lucru duce la un mediu nefiresc în tractul respirator inferior în timpul infecției și, prin urmare, există o anumită îngrijorare că mecanismele imune identificate în acest model ar putea să nu le reflecte pe cele care protejează împotriva particulelor de virus infecțios livrate direct în tractul respirator inferior ca aerosoli.

Metodă

Pentru a evalua diferențele de protecție împotriva virusului instilat și inhalat, șoarecii au fost imunizați cu antigeni gripali cunoscuți pentru a induce răspunsuri mediate de anticorpi sau celule și apoi provocați cu 100 LD50 A/PR/8/34 (PR8) sub formă de aerosoli (inhalați) sau suspensie lichidă (instilată).

Rezultate

Șoarecii imunizați cu adenovirus recombinant (Ad) care exprimă hemaglutinină au fost protejați împotriva pierderii în greutate și deces în ambele modele de provocare, cu toate acestea imunizarea cu Ad exprimând nucleoproteina gripei A (NPA) sau M2 a dus la o protecție mai mare împotriva virusului aerosolizat inhalat decât virusul instilat în suspensie lichidă . Șoarecii imunizați cu Ad-M2, dar nu cu Ad-NPA au fost protejați împotriva unei doze mai mici de provocare a instilației.

Concluzii

Aceste rezultate demonstrează diferențe de protecție care sunt dependente de metoda provocării și sugerează că imunitatea mediată de celule poate fi demonstrată mai exact în studiile de inhalare a șoarecilor. Mai mult, datele sugerează că mecanismele imune caracterizate în general ca incomplete sau slabe la modelele de șoareci care utilizează provocări intranazale lichide pot oferi o imunitate mai mare împotriva infecției cu gripă decât se credea anterior.

fundal

Epidemiile anuale de gripă au ca rezultat aproximativ 40.000 de decese în SUA și cel puțin un milion de decese în întreaga lume [1, 2]. Vaccinarea oferă protecție împotriva bolilor atunci când antigenele din vaccinurile divizate inactivate se potrivesc antigenic cu virusurile gripale circulante, reflectând activitatea anticorpilor care neutralizează infectivitatea virusului și limitează răspândirea virusului. Atât anticorpii care inhibă hemaglutinina (HA), cât și neuraminidaza (NA) sunt corelații independenți ai imunității [3]. Cu toate acestea, imunitatea mediată de celule contribuie la eliminarea virusului, numărul de celule T secretoare de IFN-γ corelându-se cu eficacitatea vaccinului gripal viu, atenuat, la copii [4].

Studiile timpurii ale șoarecilor arată că sunt necesare mai puține unități infecțioase pentru a infecta șoarecii prin inhalare decât instilarea [21] și că pentru depunerea directă în tractul respirator inferior, picăturile aerosolizate ar trebui să fie

rezultate si discutii

Imunizarea cu virus viu și adenovirus recombinant (Ad) care exprimă proteinele gripale

Șoarecii BALB/c au fost expuși intranazal la o doză subletală de PR8 (H1N1) sau un virus H3N2 reasortant heterolog X-31 sau vaccinați intramuscular cu adenovirus recombinant (Ad) care exprimă HA, M2 și NP de virusuri gripale A (Ad-NPA ), sau NP al virusurilor gripale B (Ad-NPB). Ultimul grup de vaccinuri, precum și șoarecii naivi au servit ca martori negativi, deoarece acești șoareci nu ar trebui protejați împotriva provocării cu PR8. La trei săptămâni după vaccinare, șoarecii au fost sângerați și s-au măsurat titrurile anticorpilor de inhibare a hemaglutinării (HAI). Șoarecii imunizați cu Ad-HA, dar nu Ad-M2 sau Ad-NP au avut titruri HAI de aproximativ 1: 100 care arată că această strategie de vaccinare este eficientă în inducerea unui răspuns de anticorp. Capacitatea Ad-M2 și Ad-NP de a induce anticorpi M2-specifici și celule T CD8 + NP-specifice, a fost stabilită de alții folosind aceleași preparate de adenovirus recombinant [5, 6, 28]. Anticorpii HAI reactivi cu PR8 au fost prezenți și în serurile șoarecilor expuși la doza subletală de PR8 (titruri HAI de aproximativ 1: 600), dar nu după expunerea la X-31 (H3N2). Așa cum au raportat alții, celulele T CD8 + NP-specifice sunt activate după infecția cu virusul gripal A viu și sunt recrutați în număr substanțial la plămâni în urma provocării cu virusul care are un subtip diferit [29].

Replicarea virusului în plămânii șoarecilor vaccinați este similară la 4 zile după provocarea PR8 inhalată și instilată

La cinci săptămâni după expunerea la virus sau vaccinare, un număr egal de șoareci (n = 10) din fiecare grup de vaccin au fost expuși la PR8 ca aerosol inhalat sau ca suspensie lichidă instilată. Provocarea cu aerosoli a fost efectuată așa cum este descris în Metode și materiale, folosind un sistem de expunere numai pentru nas, fără sedarea șoarecilor. În schimb, instilarea a fost efectuată prin plasarea picăturilor unei suspensii de virus pe nare de la șoareci anesteziați. A fost utilizată aceeași doză letală (100 LD50); deoarece șoarecii BALB/c mor atunci când se inhalează o cantitate de 10 ori mai mică de PR8 comparativ cu instilația intranazală [26], cantitatea de virus utilizată în provocarea prin inhalare a fost de aproximativ 10 ori mai mică decât în ​​provocarea cu instilare.

Cinci șoareci din fiecare grup au fost sacrificați la 4 zile după provocare și plămânii îndepărtați pentru titrarea virusului; semnele clinice ale bolii și mortalității au fost monitorizate la animalele rămase. Aceste rezultate arată cantități similare de virus în plămânii șoarecilor provocați, indiferent de metoda de provocare (Figura 1). În acest moment, virusul nu a fost detectat în plămânii șoarecilor expuși anterior la PR8 sau vaccinați cu rAd-HA. A existat o reducere semnificativă a titrurilor virusului pulmonar la șoarecii expuși anterior la virusul heterolog X-31, oferind dovezi că imunitatea heterosubtipică indusă de infecția anterioară cu virus viu, oferă o protecție similară împotriva virusului inhalat și instilat. Cu toate acestea, imunizarea cu Ad-M2 și Ad-NPA nu a redus titrurile de virus din ziua 4 după inhalare sau instilare.

eficacității

Compararea titrurilor de virus în plămânii șoarecilor vaccinați după instilare și inhalare provocare PR8. Titrurile medii geometrice ale virusului (TCID50/ml) sunt prezentate pentru șoarecii provocați prin instilare (bare gri) și inhalare (bare albe). Titrurile de virus au fost determinate pentru plămâni (5 șoareci per grup) colectate în ziua 4 post-provocare și omogenizate în 1 ml de mediu fără ser. Barele de eroare indică abaterea standard, iar linia punctată este limita de cuantificare pentru acest test.

Imunitate completă împotriva gripei inhalate și instilate la șoareci expuși anterior la virusuri omoloage sau heterologi vii sau vaccinați cu Ad-HA

Șoarecii care fuseseră expuși anterior la PR8 infecțios sau care fuseseră imunizați cu rAd-HA nu aveau virus în plămâni la 4 zile după inhalare sau instilarea a 100 LD50 a virusului omolog (Figura 1). Nu numai că acești șoareci au fost protejați de infecție, dar au fost protejați complet împotriva pierderii în greutate (Figura 2) și a morții (Figura 3). Această protecție se corelează cu prezența anticorpilor inhibitori ai HA, despre care se știe că neutralizează infectivitatea virusului.

Șoarecii imunizați cu rAd-M2 și rAd-NP sunt protejați împotriva pierderii în greutate atunci când virusul este inhalat, dar nu și atunci când virusul este instilat. Procentul mediu al greutății inițiale pentru fiecare grup este indicat pentru șoarecii care au fost provocați de (A) instilație și () inhalare. Șoarecii din fiecare grup (n = 5) au fost cântăriți individual în fiecare zi după provocare. Fiecare grafic arată schimbarea medie în greutate procentuală a greutății în raport cu greutățile corporale de bază, cu bare de eroare care indică abaterea standard pentru grup.