Test ELISA in vitro per valutare la potenza del vaccino contro la rabbia

Da più di 50 anni, il test NIH¹ viene utilizzato come metodo gold standard per valutare la potenza del vaccino antirabbico prima del rilascio del lotto. Questo test consiste in un’immunizzazione intraperitale di gruppi di topi con il vaccino da testare seguita da una sfida intra-cerebrale (IC) 14 giorni dopo con il ceppo del virus della rabbia (RABV) Challenge Virus Standard (CVS). La potenza viene valutata dalla percentuale di topi che sopravvivono alla sfida IC. Sebbene l’OMS² e la Pharmacopeia³ europea richiedano ancora il test NIH per valutare la potenza del vaccino, questo test subisce diversi ostacoli: i risultati sono altamente variabili⁴; il RABV infettivo viene utilizzato durante la sfida e ciò richiede sia abilità tecniche che severe misure di biosicurezza; viene utilizzato un gran numero di animali, e la gravità della sfida solleva gravi preoccupazioni etiche⁵. È stata sviluppata una variazione meno grave di questo test: due settimane dopo l’immunizzazione intra-peritoneale, i topi non sono sfidati da IC, ma sanguinano e testati per la presenza di specifici anticorpi di neutralizzazione RABV (VNAbs) nel loro siero utilizzando un test di neutralizzazione in vitro. Tuttavia, questo test richiede ancora di sacrificare un gran numero di topi di laboratorio, anche se è già in uso per i vaccini veterinari^6,7 ed è stato considerato per i vaccini umani⁸.

Al momento, sia l’International⁹ che l’European¹⁰ raccomandazioni incoraggiano i produttori e i laboratori nazionali di controllo (Official Medicine Control Laboratories – OMCLs) ad attuare la sostituzione, la riduzione e il perfezionamento dei test sugli animali di laboratorio, indicati come strategia 3R. La direttiva europea 2010/63/EU (in vigore dal 2013/01/01) relativa alla protezione e al benessere degli animali ha inoltre rafforzato i vincoli per i produttori e i laboratori di vaccini coinvolti nel controllo della qualità dei vaccini sulla rabbia e nella ricerca sulla rabbia¹¹. Di conseguenza, lo sviluppo, la convalida e l’uso di approcci alternativi in vitro sono diventati una priorità. Questi non sono solo eticamente sani, ma possono anche ridurre i costi di test in batch e ridurre il tempo per i risultati a ore invece di settimane³.

Sulla superficie della particella RABV, la glicoproteina adotta una forma trimrica^{12,13,14,15,16}. Nel vaccino antirabbico, questa forma trimeric autoctona costituisce il principale immunogeno che induce VNAbs¹⁷ mentre le lecoproteine monomeriche, solubili o denaturesono scarsamente immunogeniche^18,19. Pertanto, la conservazione dei trimer della glicoproteina lungo il processo di produzione del vaccino è un buon indicatore per la conservazione di un potenziale immunogenico ottimale. Diversi metodi immunochimici, come il test anticorpo-legante^20,21, il test di immunodiffusione singola radiale (SRD)²² e il test ELISA^{23,24,25,26,27} sono raccomandati dalla relazione tecnica dell’OMS Serie² e dalla monografia europea³ per quantificare il contenuto dell’antigene nei vaccini antirabbii. Questi sono utilizzati dai produttori per monitorare la consistenza della produzione di vaccini e dall’OMCL per valutare la formulazione coerente di lotti di vaccini umani²⁸, anche se il test NIH è ancora considerato per la potenza.

Tuttavia, tutti questi metodi immunochimici non sono equivalenti. Il test SRD richiede un pretrattamento che può alterare i trimer a membrana ancorati e provocare una forma solubile o denaturata della glicoproteina^22,29. Pertanto, la SRD non è molto efficiente nel discriminare tra le glicoproteine immunogeniche e non immunogeniche con conseguente valutazione imperfetta dell’immunogenicità di un lotto di vaccino. Al contrario, il test ELISA è più sensibile²², conserva la struttura nativa della glicoproteina ed è più appropriato per determinare il contenuto dei trimernativi piegati nativamente di glicoproteina. Il test ELISA può utilizzare anticorpi anticlonali monoclonali di coniglio o murini monoclonali purificati o concentrati con solfato di ammonio. Gli studi hanno dimostrato una buona concordanza tra il test NIH e il contenuto di antigene valutato da ELISA nei vaccini e hanno concluso che i metodi ELISA sono adatti per il test di potenza in vitro. Questo sostiene che i test ELISA potrebbero almeno integrare o addirittura sostituire il test NIH^{4,26,27,30,31,32,33}. Oggi, la Farmacocottoeia europea raccomanda l’uso di saggi sierologici o immunochimici convalidati come alternative al test NIH^{3 .} La completa prevenzione dell’uso animale per la potenza vaccinale è diventata una prospettiva realistica.

Il metodo presentato di seguito si basa su un immunocattura sandwich ELISA indiretto utilizzando un clone anticorpo monoclonale del topo (mAb-D1) che riconosce i siti antigenici III (aa 330 a 338) della glicoproteina trimerica RABV^15,34. Questo metodo è stato sviluppato inizialmente presso l’Institut Pasteur^26,30 poi ottimizzato e convalidato dal laboratorio Agence Nationale de Sécurité du Médicament et des produits de santé (ANSM), cioè il francese OMCL^4,33. Il mAb-D1 viene utilizzato sia per sensibilizzare la piastra che successivamente per rilevare l’antigene catturato. Ciò consente la quantificazione specifica dei trimer glicoproteici, cioè l’antigene rabV immunogenico. Il mAb-D1 utilizzato per il rilevamento è etichettato con perossidasi, che si rivela in presenza del substrato e del cromogeno. Il confronto dell’assorbimento misurato per il vaccino testato e il vaccino di riferimento consente la determinazione del contenuto di glicoproteina immunogenica. È di nota che lo stesso tipo di saggio può essere applicato a diversi mAbs riconoscendo diversi siti antigenici della glicoproteina RABV³⁵. Il metodo per ottenere e purificare o concentrarsi con anticorpo anti-glicoproteina policlonale immunoglobuline G (IgG) o globuline mureali monoclonali sono stati ampiamente descritti in precedenza³⁶ insieme al metodo per coniugare anticorpi con perossidasi³⁷.