In vitro Cellulaire activiteit Evaluatie van het nano-emulsievaccin Adjuvans Ophiopogonine D

Vaccins zijn een belangrijk middel om infectieuze en niet-overdraagbare ziekten te voorkomen en te behandelen. De juiste toevoeging van adjuvantia en toedieningsvoertuigen aan vaccinformuleringen is gunstig voor het verbeteren van de immunogeniciteit van antigenen en het genereren van langdurige immuunresponsen¹. Naast de klassieke adjuvante aluin (aluminiumzout), zijn er zes soorten adjuvantia voor vaccins die momenteel op de markt worden gebracht: MF59 ^2,3, AS04³, AS03³, AS01³, CpG1018⁴ en Matrix-M⁵. Over het algemeen, wanneer het menselijk lichaam een virale aanval tegenkomt, nemen de eerste en tweede verdedigingslinie (huid, slijmvlies en macrofagen) het voortouw bij het opruimen van het virus, en ten slotte wordt de derde verdedigingslinie, waarbij de immuunorganen en immuuncellen betrokken zijn, geactiveerd. Aluminium- en aluminiumzouten zijn sinds de vroege jaren 1920 de meest gebruikte adjuvantia voor menselijke vaccins, die een effectieve aangeboren immuunrespons opwekken⁶. Er is echter voorgesteld dat de activering van antigeen-presenterende cellen (APC’s) door klassieke adjuvantia, die de immuuncellen stimuleert om specifieke sets cytokines en chemokines te genereren, het mechanisme is waarmee adjuvantia werken en een van de redenen kan zijn waarom adjuvantia alleen voorbijgaande effecten uitoefenen op specifieke immuunresponsen⁷. De aanwezigheid van beperkte gelicentieerde adjuvantia voor menselijk gebruik is een beperkende factor voor het ontwikkelen van vaccins die effectieve immuunresponsen opwekken⁸.

Momenteel tonen steeds meer adjuvante studies het vermogen aan om een sterke cellulaire immuunrespons bij muizen te induceren. Van QS-21 is aangetoond dat het een gebalanceerde T-helper 1 (Th1) en T-helper 2 (Th2) immuunrespons induceert, hogere niveaus van antilichaamtiters produceert en de bescherming als adjuvans verlengt, maar de sterke toxiciteit en hemolytische eigenschappen beperken de ontwikkeling ervan als een op zichzelf staand klinisch adjuvans ^9,10. OP-D (ruscogenine-O-α-L-rhamnopyranosy1-(1→2)-β-D-xylopyranosyl-(1→3)-β-D-fucopyranoside) is een van de steroïde saponinen geïsoleerd uit de wortel van de Chinese medicinale plant Ophiopogon japonicas⁴. Bovendien is het de belangrijkste farmacologisch actieve component (Shen Mai San) gevonden in Radix Ophiopogonis en is bekend dat het bepaalde farmacologische eigenschappen^{heeft 11}. Bovendien is het een lid van de Liliaceae-familie en wordt het op grote schaal gebruikt voor zijn remmende en beschermende effecten bij cellulaire ontsteking en myocardiale schade. OP-D verbetert bijvoorbeeld DNCB-geïnduceerde atopische dermatitis-achtige laesies en tumornecrosefactor alfa (TNF-α) inflammatoire HaCaT-cellen in BALB / c-muizen¹². Belangrijk is dat OP-D de antioxidatieve bescherming van het cardiovasculaire systeem bevordert en het hart beschermt tegen doxorubicine-geïnduceerde autofagische schade door zowel reactieve zuurstofsoortengeneratie te verminderen als mitochondriale membraanschade te verstoren. Experimenten hebben aangetoond dat het nemen van OP-D met mono-desmoside helpt om de immuungezondheid te stimuleren, het aantal witte bloedcellen en de DNA-synthese te verhogen en antilichamen langer te laten duren¹³. Eerder is gebleken dat OP-D een adjuvans effect heeft¹⁴.

Nano-emulsies zijn olie-in-water nanoformulaties samengesteld uit een combinatie van oppervlakteactieve stoffen, olie, cosurfactanten en water^12,15. Met deze nanovaccinontwerpen kunnen antigenen en adjuvantia samen worden ingekapseld om de immuunstimulatie te verbeteren, de antigenen te beschermen en de rijping van dendritische cellen (DC) te bevorderen¹⁶. Voor de ontwikkeling van deze nieuwe adjuvantia verkregen uit screening, is het belangrijk om geschikte methoden te vinden om hun cellulaire responsvermogen te evalueren.

Het doel van dit protocol is om systematisch te evalueren of adjuvantia fagocytose en de expressie van immuuncellen in in vitro celkweek kunnen verbeteren en om de belangrijkste experimentele methoden uit te werken. Het experiment is verdeeld in vier subsecties: (1) de toxiciteit van OP-D- en NOD-cellen voor L929-cellen wordt bepaald door de celtelkit-8 (CCK-8) -test; (2) de cytokinespiegels van endocriene IFN-γ en IL-17A en de overeenkomstige celaantallen bij geïmmuniseerde muizen worden gedetecteerd door splenocytenstimulatie en ELISpot-assays; (3) het antigeen presentatievermogen van DC’s na adjuvante stimulatie wordt waargenomen met behulp van confocale microscopie; en (4) de drie soorten cytokines, IL-1β, IL-6 en TNF-α, in de supernatanten verkregen uit peritoneale macrofagen (PM’s) in normale muizen die gecocultureerd zijn met adjuvantia worden gedetecteerd.