Vacunas en Desarrollo Helicobacter pylori

8 de Agosto de 2005

Dr. Paul Harris D.Gastroenterología Pediátrica

Pontificia Universidad Católica de Chile

Helicobacter fue descubierto en Italia en 1892

…..y redescubierto en Australia en 1983.

1. Introducción

De 1983 en adelante……..

• 1ra década: – controversia

• 2da década: – consensos

• 3era década: – genoma– inmunopatogénesis– vacunas

1. Introducción

H. pylori: morfología y localización1. Introducción

1. Infección prevalente

www.helico.com

2. Racionalidad para una vacuna

Incidencia: 0.5-10 % por añoEliminación: 0.3-7 % por año

403128150182192396156129288171147133140N =

NREGION

13121110987654321

Mea

n +-

1 S

E IG

G

260

240

220

200

180

160

Censo Nacional de Salud Chile 2003Niveles de anticuerpos IgG anti-H. pylori (AU/ml) por región

Rollán A, Ferreccio C, Harris P, Venegas A, Serrano C, Jara A, Neumann K

2. Racionalidad para una vacuna

Prevalencia de la infección por

H. pylori en población adulta

72,99% (IC 95%: 70,01 – 75,97%)

15%

0.1%

0.001%

2. Racionalidad para una vacuna

2. Causa importante de morbi-mortalidad

Gastropatía

Gastritis

Ulcera

2. Racionalidad para una vacuna

H. pylori-CG Relación temporal

Hp InfecciónGastritis

AtrofiaMetaplasia Intestinal

Displasia Cáncer Gástrico

40-50 años

%100

5-30

1-5

Genética (IL-1β)

Sales Secreción ácida Otras bacterias

Nitrosaminas Vit. CAutoinmunidad

Dieta

5-15 años 60 años

2. Racionalidad para una vacuna

Riesgo de CG e infección por H. pylori

60

65

70

75

80

85

Low RR Counties (<1) High RR Counties (>1)

Frequency of HP Infection

%P<0,05

68,1

79,5

2. Racionalidad para una vacuna

Rollán A, Ferreccio C, Harris P, Venegas A, Serrano C, Jara A, Neumann K

Riesgo de H. pylori: efecto edad

0102030405060708090

17-24 25-44 45-64 >65

Low RR High RRAge (y)

% H

P In

fect

ion

2. Racionalidad para una vacuna

Rollán A, Ferreccio C, Harris P, Venegas A, Serrano C, Jara A, Neumann K

¿Prevención precoz?

Infección por H. pylori

Gastritis predominio cuerpo

Atrofia Gástrica

Cáncer Gástrico

Metaplasia Intestinal

Demasiado tarde!

Vacuna!

Demasiado tarde?

2. Racionalidad para una vacuna

2. Racionalidad para una vacuna

3. Problemas del tratamiento antibiótico

• asociación de múltiples drogas → mal cumplimiento • desarrollo de resistencia antibiótica (50%)• eficiencia inconsistente en la práctica vs estudios controlados • drogas no son accesibles a la mayoría de la población• costos para uso a gran escala• efectos adversos• reinfección

Am J Gastroenterol 1996;91:246–257Drugs 1999; 57: 905-920

Gastroenterol 2000;118:2-8

• Beneficios:– efectivas– económicas

• Desventajas:– elección adyuvante– efectos adversos

Rupnow at al. Helicobacter 1999;4:272-80.

Racionalidad para una vacuna

2. Racionalidad para una vacuna

Para USA: - la vacuna salvaría 1.176 IME (equivalente de mortalidad infantil)- costo: US$ 59 millones/año- efectividad: US$ 49.932 por IME- si el costo fuera < US$ 60 por dosis y con cobertura >55%,

vacuna sería costo-efectiva

1991: Primer reporte en vacunación

• Ratones y hurones vacunados vía oral, con H.pylori inactivos presentaron IgA e IgG anti-H. pylori en suero y secreciones digestivas.

• La respuesta era mayor cuando se adicionaba adyuvantes (CT).

Czinn S. Infect Immun 1991;59:2359-63.

3. Factibilidad de una vacuna

Modelos animales para el estudio de la patogénesis y vacunas• H. mustelae en el hurón• H. felis en el gato• H. felis en el perro gnotobiotic• H. felis en el cerdo gnotobiotic• H. felis en el roedor gnotobiotic• H. felis en el ratón• H. pylori en el ratón • H. pylori en el gerbil

3. Factibilidad de una vacuna

Cepa SS1

Modelos murinos de vacunación contra H. pylori

Esquema profiláctico

Esquema terapéutico

Vacunas:

- Lisados o sonicados

de H. pylori

- Cepas atenuadas

de Salmonella

- Vacunas virales

- Vacunas de DNA

(plasmidios)

Antígenos:

- Ureasa

- Catalasa

- Antígeno crudo

- Factores de virulencia

Background:

- BalbC

- C57BL/6

3. Factibilidad de una vacuna

Cinética de la protección asociada a inmunización profiláctica con antígeno crudo

Cinética de la protección: Correlación entre gastritisy carga bacteriana en ratones inmunizados (o)

versus infectados ( )

Garhart et al. Inf Imm 2002:70(7).

inmunizados

No inmunizados

2 sem 4 sem 56 sem

Semanas post desafío

3. Factibilidad de una vacuna

• Vacunas de células enteras:– caras– difíciles de estandarizar– efectos adversos

• Selección de antígenos:– por su virulencia– por antigenicidad

Vacunas y H. pylori: los primeros años

3. Factibilidad de una vacuna

Tomb et al. Nature 1997;388:539. Alm et al. Nature 1999;397:176.

• Participan en la colonización y supervivencia:– Ureasa: neutraliza pH gástrico, favorece colonización– Flagelina: motilidad y permanencia en el nicho yuxta-mucosa– NAP: activación de neutrófilos– LPS: baja actividad proinflamatoria– Ag. Lewisx,y: mimetización antigénica vs. rol autoinmune– IceA: endonucleasa de restricción– HspA, B: chaperoninas para ureasa, potencia antigénica

• Factores de virulencia responsables de las evoluciones clínicas:– VacA Tipo I citotoxina– cag PAI Tipo I 29-31 genes, codifican SS – CagA Tipo I ag inmunodominante parte de cag PAI– PicB Tipo I equivalente a CagE– BabA Tipo I adhesina para Leb– Alp Tipo I adhesinas

Principales antígenos de H. pylori3. Factibilidad de una vacuna

¿Qué tipo de respuesta T helper necesitamos?3. Factibilidad de una vacuna

Mohammadi et al. J Immunol 1996;156:4729-38. Blanchard et al Infect Immun 1995;63:1394-99.

Mecanismos asociados a protección. Sobrexpresión de genes

* Genes sobrexpresados asociados a protección observada como disminución significativa en la carga

bacteriana luego de inmunización.

Garhart et al. Inf Imm 2003:71(2).

3. Factibilidad de una vacuna

Genes sobrexpresadosasociados a inmunización.

Rahn et al 2004 Vaccine 2004; 23.

¿Vacunas: Mecanismo Inespecífico?

RespuestaInmune

CD4+ T Cell

mediadores + cambiossolubles mucus

cambios medioambiente

(nicho)

3. Factibilidad de una vacuna

RespuestaProinflamatoria

SMM

+

Prevención (modelo profiláctico) Erradicación (modelo terapéutico)

¿Qué pasa en humanos?Tipos de vacuna:

A. vacunas con bacteria inactivadaB. vacunas con adyuvantes de mucosaC. vacunas con vectores vivoD. vacunas parenterales

4. Estudios humanos

A. Vacunas con bacteria inactivada

Losonsky2003

40 %NCNDOralLT / -Profiláctica5H. pyloriwhole cell

Kotloff2001

50-70 %0NDOralLT / -TerapeuticaProfiláctica

23H. pyloriwhole cell

ReferenciaSeroconversiónResp immune

Errad%

Protección%

Ruta adm.Adjuvante/carrier

TipoNºAntígeno

SRBL*: significant reduction in bacterial load, ND: no determinado, NC: no corresponde

4. Estudios humanos

Antex

A1. Estudios clínicos en humanos• Vacuna Helivax: H. pylori inactivado (formalina) + LT mutante

(25 ug)• Sujetos: 23 adultos con o sin H. pylori• Diseño (Estudio 1A): dosis respuesta en 23, randomizado en 18

infectados (placebo vs vacuna), via oral, 3 dosis• Resultados:

– 0/18 erradicó H. pylori– ↑ IgA específica salival y fecal en infectados y no infectados– Respuestas linfoproliferativas en los no infectados– ↑ en IFN-g en 7/10 sujetos no infectados

• Efectos adversos: diarrea (26%), fiebre (22%) y vómitos (9%).• Vacunas inactivas pueden estimular respuestas de mucosas y

sistémicas

4. Estudios humanos

Kotloff et al. Infect Immun. 2001;69:3581-90.Antex (Estudio 1A)

A2. Estudios clínicos en humanos

• Vacuna Helivax: H. pylori inactivado (formalina) + LT mutante (LT R192G) (25 ug)

• Vector: no• Sujetos: 5 adultos no infectados • Diseño: 3 dosis• Resultados:

– 2 voluntarios presentan respuesta celulares (IgA ASC a Hp y LT)– Resultados en bx duodenales >> bx antrales

• Demostración de respuesta inmune B

4. Estudios humanos

Losonsky et al. Vaccine 2003;21:562-565.Antex

B. Vacunas con adyuvantes de mucosa4. Estudios humanos

Sougioultzis2002**

25 %NCNDRectalLT / -Profilactica18rUrease

Banerjee2002*

22 %NCNDOralLT / -Profilactica42rUreasa

Michetti1999*

NC, aumentoSRBLNCOralLT / -Terapeutica26rUreasa

Kreiss1996*

NC0NCOral-/-Terapeutica12rUrease

ReferenciaSeroconversiónResp immune

Errad%

Protección%

Ruta adm.Adjuvante/carrier

TipoNºAntígeno

SRBL*: significant reduction in bacterial load, ND: no determinado, NC: no corresponde

OraVax, Paster Méreux **Acambis, Aventis

B1.Estudios clínicos en humanos• Vacuna: ureasa recombinante (sin adyuvante)• Sujetos: 12 adultos asintomáticos infectados con H. pylori• Diseño: DB, placebo controlado, randomizado, 1 dosis oral (60

mg) semanal x 4 semanas• Resultados:

– 0/12 erradicó H. pylori– sin diferencias histológicas-clínicas-bioquímicas antes vs después de

vacuna/placebo• Sin efectos adversos• Ureasa en ausencia de adyuvante no produce ningún cambio en el

curso de la infección

4. Estudios humanos

Kreiss C et al. Lancet. 1996;347:1630-1.OraVax, Paster Méreux

B2. Estudios clínicos en humanos• Vacuna: ureasa recombinante + LT (5 ug)• Sujetos: 26 adultos asintomáticos infectados con H. pylori• Diseño: DB, placebo controlado, randomizado, 1 dosis oral

(20, 60 o 180 mg) semanal x 4 semanas• Resultados:

– 0/26 erradicó H. pylori– ↑ IgA sérica antiureasa con 60 y 180 mg (p<0.05)– ↓ densidad de H. pylori en estómago con 20 mg (p<0.05)

• Efectos adversos: diarrea (66%)• Ureasa + LT es bien tolerada e inmunogénica.

4. Estudios humanos

Michetti et al. Gastroenterology 1999;116:804-12.OraVax

B3. Estudios clínicos en humanos

• Vacuna: ureasa recombinante + LT (0-2.5 ug)• Sujetos: 42 adultos no infectados con H. pylori• Diseño: DB, placebo controlado, randomizado, 1 dosis oral

(60 mg) semanal x 4 semanas• Resultados:

– respuestas inmunes en 22% (IgG, IgA specific secreting cells) – ↑ IgA sérica antiureasa con 60 y 180 mg (p<0.05)– ↓ densidad de H. pylori en estómago con 20 mg (p<0.05)

• Efectos adversos: diarrea con LT en dosis de 2.5 ug (50%)• Ureasa + LT en bajas dosis es bien tolerada.

4. Estudios humanos

Banerjee S et al. (2000).Gut. 2002;51:634-40. OraVax

B4. Estudios clínicos en humanos

• Vacuna: ureasa recombinante de H. pylori (60 mg), vía rectal, con o sin adyuvante (LT de E. coli, 5-25 ug)

• Vector: no• Sujetos: 18 adultos asintomáticos, no infectados• Diseño: estudio randomizado, DC, dosis ascendente en días

0, 14 y 28• Resultados: seroconversión a LT (60-80%) mayor que

seroconversión a ureasa (8-25%).

4. Estudios humanos

Sougioultzis et al. Vaccine. 2002;21:194-201.Acambis, Aventis

C. Vacunas con vectores vivos4. Estudios humanos

Metzger2004**

56 %NCNDOral- / S. entericaserovar typhi

Ty21a

Profilactica13rUreasaA y B

Bumann2001**

25 %NCNDOral- / S. entericaserovar typhi

Ty21a

Profilactica9rUreasaA y B

Angelakopoulo2000*

50 %NCNDOral- / S entéricaserovar

typhimurium

Profilactica6rUreasasubunit A y B

Di Petrillo1999*

0 %NCNDOral- / S typhiTy1033

Profilactica8rUreasasubunit A y B

ReferenciaSeroconversiónResp immune

Errad%

Protección%

Ruta adm.Adjuvante/carrier

TipoNºAntígeno

SRBL*: significant reduction in bacterial load, ND: no determinado, NC: no corresponde

OraVax, Avant **Max Planck Institut

C1. Estudios clínicos en humanos• Vacuna: sub unidades de ureasa A y B ( produciendo las cepa S. typhi Ty1033). • Vector: S. typhi Ty800 con delección región de virulencia Salmonella phoP/phoQ que ha

sido mostrada ser segura e inmunogénica en dosis única, orales como vacuna para fiebre tifoidea.

• Sujetos : 7 sujetos no infectados, dosis única oral ≥ a 10 UFC de Ty1033; un octavo voluntario recibió 2 dosis, 3 meses mas tarde.

• Efectos adversos: similares a lo observados con el vector no modificado Ty800. • Resultados:

– 8 : fuerte respuesta inmunomucosal, con ↑ células secretoras de IgA en sangre periférica dirigida contra antígenos de S. typhi.

– 7/8: convincente seroconversión con ↑ de IgG contra flagelo de S. typhi y contra LPS. – 0/8: respuesta detectables mucosales o humorales a ureasa después de inmunización con dosis

única de Ty1033. – Un subgrupo de 3 voluntarios recibieron un refuerzo oral consistente de Rureasa + LT 15

días después de la inmunización con Ty1033. Ninguno de estos 3 tuvo una respuesta detectable mucosal o humoral a la ureasa.

• La expresión de una proteína estable e inmunogénica en un vector atenuado de S. typhino engendró una respuesta sistémica anticuerpos o de mucosa.

4. Estudios humanos

DiPetrillo et al. Vaccine 1999;18:449-59.OraVax, Avant

C2. Estudios clínicos en humanos• Vacuna: ureasa recombinante (subunidades A y B)• Vector: Salmonella entérica serovar typhimurium modificada

(delección phoP/phoQ)• Sujetos: 6 no infectados• Resultados:

– 3/6 (50%) de seroconversión en 6 sujetos que recibieron vacunación profiláctica

– 5 voluntarios presentaron respuesta serológica al vector y 3 de ellos respuesta al antígeno de H. pylori

• Efectos adversos: 2 voluntarios presentaron fiebre• La modesta mejoría en respuesta puede ser por diferencias en

colonización por el vector o mejoría en la expresión antigénica

4. Estudios humanos

Angelakopoulos. Infec Immun 2000;68:2135-41.

C3. Estudios clínicos en humanos• Vacuna: ureasa recombinante (subunidades A y B)• Vector: vacuna viva tifoidea Salmonella entérica serovar typhi

Ty 21a®• Sujetos: 9 no infectados (vacuna con antígenos) y 3 voluntarios

(vacuna sin dichos antígenos) • Efectos adversos: ninguno • resultados:

– 10/12: respuesta inmune humoral a la salmonella transportadora (carrier) pero solo 2 voluntarios seroconvirtieron

– 5/12: respuesta en uno o dos de los 3 ensayos para respuestas celulares al carrier (proliferación, secreción de IFN-γ, y Elispot para IFN-γ)

– 3/12: débil pero significativa respuesta celular a la ureasa del H. pylori, mientras que ningún voluntario tuvo una respuesta humoral detectable a la ureasa

4. Estudios humanos

Bumann et al.Vaccine 2001;20:854-52.Max Planck Institut

• Vacuna: ureasa recombinante (subunidades A y B) • Vector: vacuna viva tifoidea Salmonella entérica serovar

typhi Ty 21a®• Sujetos: 13 voluntarios no infectados fueron pre-inmunizados

con la cepa vacuna• Luego recibieron un esquema de 3 dosis de:

– Cepa vacuna + subunidades de ureasa A y B (n=9)– Cepa vacuna sin antígenos (n=4)

• Efectos adversos: ninguno • Resultados:

– 0/4: respuesta celular al antígeno– 5/9 (56%): respuesta celular al antígeno

C4. Estudios clínicos en humanos

4. Estudios humanos

Metzger et al.Vaccine 2004;22:2273-7.Max Planck Institut

D. Vacunas parenterales

Malfertheiner2002*

100 %NCNDIMAluminio/-Profiláctica?CagAVacANAP

ReferenciaSeroconversiónResp immune

Errad%

Protección%

Ruta adm.Adjuvante/carrier

TipoNºAntígeno

SRBL*: significant reduction in bacterial load, ND: no determinado, NC: no corresponde

4. Estudios humanos

Chiron

D. Estudios clínicos en humanos

• En desarrollo vacuna IM (Fase I):– con 3 antígenos (VacA, CagA, NAP)– dosis variables: 10-25 ug

• Adyuvante: hidróxido de aluminio• Diseño: esquemas distintos de 3 dosis c/u• Resultados:

– IgG sérica a los 3 antígenos en todos los sujetos– respuesta celular a CagA y CacA– segura– eficacia contra la colonización: no evaluada

ChironMalfertheiner et al. Gastroenterol 2002;22. A-585.

Ruggiero et al. Microbes Infect 2003;5:749-756.

4. Estudios humanos

Futuro de la vacunación

• Notable ↓ de literatura en los 2 últimos años • Los experimentos “obvios” han sido realizados• Muchos temas permanecen sin resolver:

– completa erradicación en animales– adyuvantes seguros y potentes en humanos– riesgo en exacerbar patología en pacientes ya infectados– ausencia de correlato inmunológico de protección

• Necesidad de estudios fase III en humanos

6. Conclusiones

“Challenge model for Helicobacter pylori infectionin human volunteers”

Graham DY, Opekun AR, Osato MS, El-Zimaity HM, Lee CL, Yamaoka Y, Qureshi WA, Cadoz M, Monath TP

• 20 adultos sanos, EGD normal• recibieron H. pylori, cagA (-),

sensible a múltiples Abs• Seguimiento clínico y labs• EGD: 2 y 12 sem• Erradicación: 4 o 12 sem

Gut 2004;53:1235-43.

6. Conclusiones

NIAID Workshop:Development of a Standardized Human

Challenge Model for Helicobacter pylori

Science 1999;284:1328.

6. Conclusiones