Trained Immunity-Based Vaccines: A New Paradigm for the Development of Broad-Spectrum Anti-infectious Formulations
Trained Immunity-Based Vaccines: A New Paradigm for the Development of Broad-Spectrum Anti-infectious Formulations
Authors: Silvia Sánchez-Ramón1,2*, Laura Conejero3, Mihai G. Netea4,5, David Sancho6, Óscar Palomares7 and José Luis Subiza3
1Department of Clinical Immunology and IdISSC, Hospital Clínico San Carlos, Madrid, Spain
2Department of Immunology, ENT and Ophthalmology, Complutense University School of Medicine, Madrid, Spain
3Inmunotek, Alcalá de Henares, Spain
4Department of Internal Medicine and Radboud Center for Infectious Diseases, Radboud University Medical Center, Nijmegen, Netherlands
5Department for Genomics and Immunoregulation, Life and Medical Sciences Institute, University of Bonn, Bonn, Germany
6Immunobiology Laboratory, Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares, Madrid, Spain
7Department of Biochemistry and Molecular Biology, School of Chemistry, Complutense University of Madrid, Madrid, Spain
Abstract
Challenge with specific microbial stimuli induces long lasting epigenetic changes in innate immune cells that result in their enhanced response to a second challenge by the same or unrelated microbial insult, a process referred to as trained immunity. This opens a new avenue in vaccinology to develop Trained Immunity-based Vaccines (TIbV), defined as vaccine formulations that induce training in innate immune cells. Unlike conventional vaccines, which are aimed to elicit only specific responses to vaccine-related antigens, TIbV aim to stimulate broader responses. As trained immunity is generally triggered by pattern recognition receptors (PRRs), TIbV should be formulated with microbial structures containing suitable PRR-ligands. The TIbV concept we describe here may be used for the development of vaccines focused to promote host resistance against a wide spectrum of pathogens. Under the umbrella of trained immunity, a broad protection can be achieved by: (i) increasing the nonspecific effector response of innate immune cells (e.g., monocyte/macrophages) to pathogens, (ii) harnessing the activation state of dendritic cells to enhance adaptive T cell responses to both specific and nonrelated (bystander) antigens. This capacity of TIbV to promote responses beyond their nominal antigens may be particularly useful when conventional vaccines are not available or when multiple coinfections and/or recurrent infections arise in susceptible individuals. As the set of PRR-ligands chosen is essential not only for stimulating trained immunity but also to drive adaptive immunity, the precise design of TIbV will improve with the knowledge on the functional relationship among the different PRRs. While the TIbV concept is emerging, a number of the current anti-infectious vaccines, immunostimulants, and even vaccine adjuvants may already fall in the TIbV category. This may apply to increase immunogenicity of novel vaccine design approaches based on small molecules, like those achieved by reverse vaccinology.
DOI: 10.3389/fimmu.2018.02936
Las vacunas capacitadas basadas en la inmunidad (TIbV) pueden conferir una protección amplia más allá de los antígenos que contienen. Al apuntar adecuadamente a las células inmunes innatas para estimular la inmunidad entrenada, TIbV puede mejorar la respuesta inmune específica y no específica. Dichas respuestas también pueden ser impulsadas contra los agentes patógenos presentes encontrados por el huésped durante la ventana de inmunidad entrenada.Las vacunas que usan patógenos atenuados y / o inactivados pueden ser ejemplos de TIbV siempre que contengan PAMP capaces de desencadenar PRR que induzcan inmunidad entrenada. Se han descrito diferentes ligandos de PRR como estímulos de inmunidad entrenados, como el β-glucano derivado de Candida o el dipéptido de muramil derivado de BCG, que desencadenan CLR (dectina-1) o NLR (NOD2), respectivamente. Se puedan lograr diferentes resultados de inmunidad entrenada variando el conjunto de ligandos PRR utilizados en el TIbV. Es esencial el hecho de que las células inmunes innatas capacitadas puedan mejorar las respuestas adaptativas. El papel desempeñado por las células dendriticas, el enlace celular entre la inmunidad innata y adaptativa debe ser fundamental. Aunque la inmunidad entrenada está vinculada a las células innatas como los monocitos, los macrófagos y las células NK, la vacuna BCG promotora de la inmunidad entrenada también puede mejorar las respuestas de células T heterólogas. Se han descrito DC con altas propiedades inmunoestimulantes que mejoran las respuestas inmunes adaptativas a través de la liberación de IL-1β , esta asociada al inflamasoma lleva a la delineación de las respuestas inmunes adaptativas con respecto a la diferenciación de las células Th17 y la promoción de las funciones efectoras de las células Th1. Estos DC se vuelven "hiperactivos" al liberar IL-1β en ausencia de muerte celular en virtud de una vía alternativa de inflamasoma modulada por ciertos ligandos TLR de origen microbiano, como LPS y peptidoglucanos .Por lo tanto, las respuestas inmunes adaptativas fuertes pueden ser estimuladas por ciertos estímulos de PRR que pueden complementar a aquellos que inducen inmunidad entrenada.
ResponderEliminarUno de los aspectos de la inmunidad entrenada es que las células inmunes innatas mantienen un estado funcional cebado durante un período de tiempo bastante largo. Como puede durar más de varios meses,las respuestas inmunes mejoradas inducidas por un TIbV también pueden aplicarse a posibles agentes patógenos presentes encontrados por el huésped durante este período de tiempo. Por lo tanto, otro aspecto relevante de TIbV es que pueden promover tanto resistencia inespecífica como específica a patógenos no relacionados mientras la inmunidad entrenada todavía está presente. Esto puede ser de particular interés cuando las coinfecciones con los patógenos incluidos en el TIbV son probables, especialmente en el contexto de infecciones recurrentes. Por lo tanto, bajo el paraguas de la inmunidad entrenada, el concepto TIbV surge como un nuevo paradigma de vacunas que buscan aumentar la resistencia del huésped contra un amplio espectro de patógenos.
Es un articulo muy interesante y nos lleva a pensar en la posibilidad de aplicar este modelo para enfrentar las diferentes patologías de origen microbiano y/o polimicrobiano que aun no cuentan con un manejo terapéutico eficiente.
ResponderEliminar