Rapid-response vaccines - does DNA offer a solution?

In responding to future influenza pandemics and other infectious agents, plasmid DNA overcomes many of the limitations of conventional vaccine production approaches.

Historico da vacinacao antivariolica no Brasil

A historical chronology of smallpox vaccination in Brazil is presented, with emphasis on the State of Sao Paulo. We also present the scientific and philosophical concepts that influenced the regulation and practice of vaccination in Sao Paulo based on the historiographic bibliography, legislation about vaccination, and the debates in the state legislative body. Discovered by Jenner in 1796, the vaccine reached in Brazil in 1804 and was only used in the colonial capital, the city of Rio de Janeiro. In the 1890 decade, smallpox, side by side with yellow fever, typhoid fever and other pestilential diseases, was the major health problem in the State of Sao Paulo. There was also the fear that the vaccine might transmit syphilis, an Unfounded attitude since the product used in Sao Paulo (the 'animal vaccine') was elaborated from bovine serum. The immediate necessity to fight a highly lethal disease that threatened the State population and the coffee-growing business led to the abandonment of the fears and of the liberal principles in favor of the sanitary needs. The vaccine became compulsory in 1891 in the State of Sao Paulo and its application met no resistance on the part of the population, in contrast to the so-called 'Vaccine Revolt' that would occur in Rio de Janeiro in 1904.

Das Interleukin-1Beta-Rezeptor-Homolog im Modifizierten Vakziniavirus Ankara (MVA) - Charakterisierung und möglicher Einfluss auf MVA-basierte Impfvektoren

MVA ist ein attenuiertes Vakziniavirus, das durch wiederholte Passagierung von Chorioallantoisvirus Ankara auf Hühnerembryofibroblasten gewonnen wurde. Es ist bis auf wenige Ausnahmen nicht mehr in der Lage, in Säugerzellen zu replizieren, zeigt aber dennoch eine vollständige virale Proteinexpression und induziert nach Immunisierung eine zu VACV vergleichbare Immunantwort. Aus diesem Grund wurde es bereits als Impfstoff gegen die menschliche Pockenerkrankung eingesetzt, ohne hierbei die bei den klassischen Impfviren beobachtbaren Nebenwirkungen hervorzurufen. Das Genom von MVA enthält jedoch noch Immunmodulatoren, deren Deletion Ansatzpunkt für die weitere Verbesserung des Impfstoffes sein kann. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde eine Deletionsmutante untersucht, bei der das Gen für den Interleukin-1β Rezeptor (IL-1βR) deletiert ist (MVA ΔIL-1βR). Es konnte nachgewiesen werden, dass der IL-1βR in murinen als auch in humanen Zellen exprimiertes IL-1β bindet und somit inaktiviert. Des Weiteren wurde gefunden, dass MVA in der Lage ist, IL-1β in antigenpräsentierenden Zellen zu induzieren, welches aber durch die Neutralisierung aufgrund des IL-1βR nur transient nachzuweisen war. Im Gegensatz dazu induzierte MVA ΔIL-1βR eine anhaltende und um ein Vielfaches erhöhte Sekretion an IL-1β. Untersuchungen in antigenpräsentierenden Zellen aus knock-out Mäusen, die verschiedene Defizienzen in den Signalwegen zur IL-1β-Induktion trugen, zeigten, dass die Sekretion von IL-1β von Caspase-1 abhängig war, welches wahrscheinlich aus der vorgeschalteten Aktivierung der NLRP3- und/oder AIM2-Inflammasomen resultierte. Interessanterweise wurden auch Caspase-1 unabhängige Mechanismen beobachtet, die auf eine Inflammasom-unabhängige IL-1β-Induktion hinweisen könnten. In Bezug auf die Immunaktivierung führte die vermehrte Sekretion von IL-1β durch MVA ΔIL-1βR vermutlich zu einer verbesserten Antigenpräsentation, die die nachfolgende T-Zellantwort beeinflusste. In Übereinstimmung mit bereits veröffentlichten Daten wurde nach Immunisierung mit MVA ΔIL-1βR eine effektivere Gedächtnis-T-Zellantwort festgestellt, deren Charakteristika und zu Grunde liegenden Mechanismen hier untersucht wurden. Jedoch konnten weder Unterschiede in weiteren pro-inflammatorischen Zytokinmustern noch im Verlauf insbesondere der CD8+ T-Zell-Aktivierung und -erhaltung zwischen MVA und MVA ΔIL-1βR beobachtet werden. Als mögliche weitere Ursache für die veränderte Gedächtnis-T-Zellantwort könnte daher eine vermehrte Stimulation durch antigenpräsentierende Zellen und eine IL-21-vermittelte bessere Unterstützungsfunktion der CD8+ Gedächtnis-T-Zellen durch CD4+ T-Zellen in Frage kommen. Zusammenfassend konnten hier neue molekulare Mechanismen, die zur Induktion von IL-1β nach einer MVA-Infektion führen, aufgedeckt werden. Darüber hinaus existieren bereits erste Hinweise auf einen Vorteil der Deletion des IL-1βR für MVA-basierte Vektorimpfstoffe. Die vorliegende Arbeit hat weitere Daten erhoben, die das Erzielen verbesserter Immunantworten nach Immunisierung mit MVA ΔIL-1βR unterstützen, woraus sich neue Ansätze für die Entwicklung MVA-basierter Impfstoffe ergeben könnten.

A mechanism for the inhibition of fever by a virus.

Poxviruses encode proteins that block the activity of cytokines. Here we show that the study of such virulence factors can contribute to our understanding of not only virus pathogenesis but also the physiological role of cytokines. Fever is a nonspecific response to infection that contributes to host defense. Several cytokines induce an elevation of body temperature when injected into animals, but in naturally occurring fever it has been difficult to show that any cytokine has a critical role. We describe the first example of the suppression of fever by a virus and the molecular mechanism leading to it. Several vaccinia virus strains including smallpox vaccines express soluble interleukin 1 (IL-1) receptors, which bind IL-1 beta but not IL-1 alpha. These viruses prevent the febrile response in infected mice, whereas strains that naturally or through genetic engineering lack the receptor induce fever. Repair of the defective IL-1 beta inhibitor in the smallpox vaccine Copenhagen, a more virulent virus than the widely used vaccine strains Wyeth and Lister, suppresses fever and attenuates the disease. The vaccinia-induced fever was inhibited with antibodies to IL-1 beta. These findings provide strong evidence that IL-1 beta, and not other cytokines, is the major endogenous pyrogen in a poxvirus infection.

La tardía emergencia mediática de la vacuna contra la viruela, cobertura de noticias en prensa española (1999-2004)

Introducción. Las discusiones sobre la necesidad de conservación del virus de la viruela en 1999 pusieron de actualidad una enfermedad erradicada veinte años atrás. El escenario de alarma internacional creado tras los incidentes del 11-S en EE.UU vino a resituar a la viruela como potencial candidata para ser utilizada como arma bioterrorista. La consecuencia directa fue la reactivación de una vacuna que permanecía en el olvido y cuyos destinatarios iniciales eran los cuerpos de seguridad estadounidenses. España también se interesó por adquirir la vacuna antivariólica. El objetivo de este estudio es valorar la cobertura mediática que la viruela obtuvo en nuestro país. Métodos. Revisión sistemática en la base documental Dow Jones Factiva de las noticias publicadas durante el periodo 1999-2004 en los cuatro diarios de mayor tirada nacional (ABC, El Mundo, El País y La Vanguardia), utilizando como palabra clave “viruela”. Se efectuó un análisis cuantitativo y cualitativo de los datos obtenidos. Resultados. Se analizaron 416 noticias. El Mundo, con un total de 158 (37.98%), fue el diario con más publicaciones. El mayor número de noticias (152, 36,5%) se editaron en 2003, coincidiendo con la adquisición de vacunas por España. El tipo de mensajes emitidos fue variable a lo largo del sexenio, predominando los relacionados con “diplomacia y política”, “riesgo epidemiológico”, “bioterrorismo” y “vacuna”, concentrados en años diferentes. Conclusiones. La alarma creada en torno a la vacunación antivariólica fue un fenómeno mediático que obedeció a cuestiones de estrategia política más que a un problema real de salud pública.

Los ensayos de Joaquín de Villalba (1752-1807) sobre la vacuna de la viruela en la Escuela de Veterinaria de Madrid

La rápida propagación del método empírico para combatir la viruela dado a conocer por Edward Jenner conllevó algunas dificultades. A la necesidad de obtener la máxima aceptación posible entre la población, se añadió la de ejecutar con rigor la técnica así como la de producir, transportar y conservar el fluido vacunal con garantías de calidad. Abastecerse de vacuna era una preocupación solventada en parte gracias a los envíos realizados desde instituciones radicadas en Londres o París. Tras su recepción se iniciaban cadenas de vacunaciones mediante la técnica del brazo a brazo. El temor a la extinción del fluido vacunal, no obstante, despertó el interés por la producción autóctona. Era necesario encontrar vacas afectadas por viruela vacuna o en su defecto aprender a conservar la materia vacunal en las propias vacas u otros animales. Varias iniciativas exploraron esta posibilidad. El fondo documental de la Biblioteca Nacional de España conserva un texto que refleja 2 de estos ensayos realizados en la Real Escuela Veterinaria de Madrid a cargo del médico Joaquín de Villalba y el albéitar Antonio Roura en 1802 y 1803. La tentativa no obtuvo el éxito deseado.

Un médico rural contra la viruela, la epidemia de 1891-92 en Huércanos (Logroño)

La práctica inconstante de la vacunación contra la viruela durante el siglo xix tuvo como consecuencia la aparición de varias oleadas epidémicas en España. La baja aceptación de la vacuna entre la población, unida a la incapacidad del estado para organizar campañas y suministrar vacuna, contribuyeron a perpetuar la enfermedad. Durante la segunda mitad del siglo se abrió un debate sobre la necesidad de hacer obligatoria la vacunación y revacunación, incorporándose, además, el uso de la vacuna animalizada. Un texto de Emilio Casas Arriola, médico de Huércanos (Logroño), describe el brote epidémico sufrido entre 1891 y 1892 en este municipio. La obra tiene la estructura de una topografía médica y fue redactada con la intención de concurrir a un premio de la Real Academia Médica de Madrid. Se analizan las dificultades, vicisitudes y medidas adoptadas para afrontar la epidemia en un entorno aislado y rural.

Una propuesta fallida para propagar la vacuna contra la viruela en Hispanoamérica (1802)

Tras la inicial propagación del método jenneriano por Inglaterra y el resto del continente europeo, se mostró un gran interés por difundirlo hacia Oriente y América. En el caso de España, los focos epidémicos que estaban ocurriendo en los territorios de ultramar movieron a las autoridades de los distintos virreinatos a solicitar a la Corona que enviara cuanto antes el nuevo remedio. La monarquía borbónica, que había introducido las expediciones científicas como elemento de progreso y dominio, aprobó el proyecto conocido como “Real Expedición Filantrópica de la Vacuna”, que partió hacia América al mando de Balmis en 1803. Relatamos una propuesta inédita anterior a esa, en la que un desconocido cirujano, Rafael de Malaguilla, se ofreció para llevar a cabo una iniciativa similar.

El viaje de la vacuna contra la viruela: una expedición, dos océanos, tres continentes y miles de niños

España fomentó durante el periodo de la ilustración borbónica la formación de expediciones científicas, entre las que se encuentra la Real Expedición Filantrópica de la Vacuna (REFV), un ejemplo de biopolítica aplicado por el Estado para proteger la salud. La expedición dio la vuelta al mundo utilizando niños como reservorio para transportar el fluido vacuno. Francisco Xavier Balmis estableció una cadena humana brazo a brazo que materializó el éxito de la misión. En este artículo se analizan las características y avatares por las que pasaron los niños que contribuyeron a la propagación de la vacuna antivariólica.

Experimental Infection of Culex Annulirostris, Culex Gelidus, and Aedes Vigilax With a Yellow Fever/Japanese Encephalitis Virus Vaccine Chimera (Chimerivax TM-JE)

Australian mosquitoes from which Japanese encephalitis virus (JEV) has been recovered (Culex annulirostris, Culex gelidus, and Aedes vigilax) were assessed for their ability to be infected with the ChimeriVax-JE vaccine, with yellow fever vaccine virus 17D (YF 17D) from which the backbone of ChimeriVax-JE vaccine is derived and with JEV-Nakayama. None of the mosquitoes became infected after being fed orally with 6.1 log(10) plaque-forming units (PFU)/mL of ChimeriVax-JE vaccine, which is greater than the peak viremia in vaccinees (mean peak viremia = 4.8 PFU/mL, range = 0-30 PFU/mL of 0.9 days mean duration, range = 0-11 days). Some members of all three species of mosquito became infected when fed on JEV-Nakayama, but only Ae. vigilax was infected when fed on YF 17D. The results suggest that none of these three species of mosquito are likely to set up secondary cycles of transmission of ChimeriVax-JE in Australia after feeding on a viremic vaccinee.

Persistent chlamydial infections : role in inflammation and challenges for vaccine development.

The development of chlamydial vaccines continues to be a major challenge for researchers. While acute infections are the main target of vaccine development groups, Chlamydia is well known for its ability to establish chronic or persistent infections in its host. To date, little effort has focussed specifically on the challenges of vaccines to successfully combat the chronic or persistent phase of the disease and yet this will be a necessary aspect of any fully successful chlamydial vaccine. This short review specifically examines the phenomenon of chlamydial persistence and the unique challenges that this brings to vaccine development.

Immunogenicity and protective efficacy of an anti-Streptococcus pyogenes vaccine candidate in multiple animal species

Streptococcus pyogenes, also known as Group A Streptococcus (GAS) has been associated with a range of diseases from the mild pharyngitis and pyoderma to more severe invasive infections such as streptococcal toxic shock. GAS also causes a number of non-suppurative post-infectious diseases such as rheumatic fever, rheumatic heart disease and glomerulonephritis. The large extent of GAS disease burden necessitates the need for a prophylactic vaccine that could target the diverse GAS emm types circulating globally. Anti-GAS vaccine strategies have focused primarily on the GAS M-protein, an extracellular virulence factor anchored to GAS cell wall. As opposed to the hypervariable N-terminal region, the C-terminal portion of the protein is highly conserved among different GAS emm types and is the focus of a leading GAS vaccine candidate, J8-DT/alum. The vaccine candidate J8-DT/alum was shown to be immunogenic in mice, rabbits and the non-human primates, hamadryas baboons. Similar responses to J8-DT/alum were observed after subcutaneous and intramuscular immunization with J8-DT/alum, in mice and in rabbits. Further assessment of parameters that may influence the immunogenicity of J8-DT demonstrated that the immune responses were identical in male and female mice and the use of alum as an adjuvant in the vaccine formulation significantly increased its immunogenicity, resulting in a long-lived serum IgG response. Contrary to the previous findings, the data in this thesis indicates that a primary immunization with J8-DT/alum (50ƒÊg) followed by a single boost is sufficient to generate a robust immune response in mice. As expected, the IgG response to J8- DT/alum was a Th2 type response consisting predominantly of the isotype IgG1 accompanied by lower levels of IgG2a. Intramuscular vaccination of rabbits with J8-DT/alum demonstrated that an increase in the dose of J8-DT/alum up to 500ƒÊg does not have an impact on the serum IgG titers achieved. Similar to the immune response in mice, immunization with J8-DT/alum in baboons also established that a 60ƒÊg dose compared to either 30ƒÊg or 120ƒÊg was sufficient to generate a robust immune response. Interestingly, mucosal infection of naive baboons with a M1 GAS strain did not induce a J8-specific serum IgG response. As J8-DT/alum mediated protection has been previously reported to be due to the J8- specific antibody formed, the efficacy of J8-DT antibodies was determined in vitro and in vivo. In vitro opsonization and in vivo passive transfer confirmed the protective potential of J8-DT antibodies. A reduction in the bacterial burden after challenge with a bioluminescent M49 GAS strain in mice that were passively administered J8-DT IgG established that protection due to J8-DT was mediated by antibodies. The GAS burden in infected mice was monitored using bioluminescent imaging in addition to traditional CFU assays. Bioluminescent GAS strains including the ‘rheumatogenic’ M1 GAS could not be generated due to limitations with transformation of GAS, however, a M49 GAS strain was utilized during BLI. The M49 serotype is traditionally a ‘nephritogenic’ serotype associated with post-streptococcal glomerulonephritis. Anti- J8-DT antibodies now have been shown to be protective against multiple GAS strains such as M49 and M1. This study evaluated the immunogenicity of J8-DT/alum in different species of experimental animals in preparation for phase I human clinical trials and provided the ground work for the development of a rapid non-invasive assay for evaluation of vaccine candidates.

Long term immunity to live attenuated Japanese encephalitis chimeric virus vaccine : randomized, double-blind, 5-year phase II study in healthy adults.

In a randomized, double-blind study, 202 healthy adults were randomized to receive a live, attenuated Japanese encephalitis chimeric virus vaccine (JE-CV) and placebo 28 days apart in a cross-over design. A subgroup of 98 volunteers received a JE-CV booster at month 6. Safety, immunogenicity, and persistence of antibodies to month 60 were evaluated. There were no unexpected adverse events (AEs) and the incidence of AEs between JE-CV and placebo were similar. There were three serious adverse events (SAE) and no deaths. A moderately severe case of acute viral illness commencing 39 days after placebo administration was the only SAE considered possibly related to immunization. 99% of vaccine recipients achieved a seroprotective antibody titer ≥ 10 to JE-CV 28 days following the single dose of JE-CV, and 97% were seroprotected at month 6. Kaplan Meier analysis showed that after a single dose of JE-CV, 87% of the participants who were seroprotected at month 6 were still protected at month 60. This rate was 96% among those who received a booster immunization at month 6. 95% of subjects developed a neutralizing titer ≥ 10 against at least three of the four strains of a panel of wild-type Japanese encephalitis virus (JEV) strains on day 28 after immunization. At month 60, that proportion was 65% for participants who received a single dose of JE-CV and 75% for the booster group. These results suggest that JE-CV is safe, well tolerated and that a single dose provides long-lasting immunity to wild-type strains