Utskrift från Malmö högskolas webbplats www.mah.se

Inflammatoriska effekter av adjuvanter i vaccin med fokus på aluminium-adjuvanter

Kontaktperson: Håkan Eriksson
Ansvarig: Håkan Eriksson
Medarbetare: Ravi Danielsson och Tove Sandberg
Samarbetspartner: Prof. Peter Siesjö, Department of Clinical Sciences, BMC, Lund University Prof. Christopher Exley, Keele University, UK
Finansiär: Mah, British Medical Research Council (MRC)
Tidsram: 2010-01-01 -- 2018-12-31
Forskningsprofil: Biologiska gränsytor
Forskningsprogram: Biofilms - Research Center for Biointerfaces
Fakultet/institution: Fakulteten för Hälsa och samhälle, Institutionen för biomedicinsk vetenskap
Ämne: Naturvetenskap

Immunsystemet skyddar kroppen från patogena mikroorganismer, såsom virus och bakterier, och vårt immunförsvar har förmågan att kunna skilja mellan smittämnen och våra egna celler. I samband med en infektion kommer därför immunsystemet att oskadliggöra patogenen som infekterar oss medan kroppens egna friska celler normalt inte påverkas. Under en immunreaktion deltar och samarbetar en mängd olika celltyper som var och en har specifika funktioner. Förenklat kan immunsystemet delas in i sensorceller och effektorceller. Monocyter, neutrofiler och dendritiska celler är alla sensorceller, och dessa cirkulerar i kroppen och tar prov på sin omgivning för att identifiera främmande material.

Dessa celler kallas också antigenpresenterande celler (APC) och har förmåga att känna igen främmande material och varna andra celler i immunsystemet. APC initierar immunsvaret och medverkar till att effektorceller, såsom B- och T-celler bildas.

De antigenpresenterande cellerna (APC) är extremt bra på att fånga upp cellrester och främmande material genom en process som kallas endocytos och dessa celler har en avgörande betydelse för utvecklingen av ett skyddande immunförsvar. APC är den huvudsakliga målcellpopulationen när ett vaccin administreras.

Vaccination är förmodligen ett av de största medicinska landvinningar som har gjorts och för att förbättra effekten av ett vaccin ingår ofta någon form av adjuvant i formuleringen. En adjuvant är en substans som förstärker immunsvaret, och i många vaccinformuleringar används aluminiumsalter såsom aluminiumoxyhydroxid eller aluminiumhydroxyfosfat som adjuvanter. Trots användning av dessa mineraladjuvanter sedan mitten 1920-talet, är deras verkningsmekanismer i det närmaste okända. Andra former av adjuvanter som används i farmaceutiska och experimentella vaccinformuleringar är baserade på faro-associerade –molekylära-mönster så kallade DAMP-molekyler. Vanligtvis används analoger av DAMP-molekyler såsom CpG och monofosforyllipid A (MPL) och som verkar genom att binda till toll-like receptorer (TLR).

Grunden för ett immunsvar är en inflammatorisk reaktion och adjuvanter inducerar ett pro-inflammatoriskt svar som attraherar och aktiverar APC. Syftet med detta projekt är att undersöka de pro-inflammatoriska mekanismer som adjuvanter inducerar och då med ett särskilt fokus på inflammatoriska signaler som induceras efter det att APC har endocyterat aluminiumadjuvanter.

Description in English

The immune system protects the body from pathogenic microorganisms such as virus and bacteria and our immune system is capable of discriminating between infectious agents and our own cells, resulting in the specific elimination of pathogens upon infection. During an immune reaction, several distinct cell types, each having a specific function, are involved and collaborate to efficiently eliminate the pathogen. Briefly the immune system can be divided into sentinel cells and effector cells. Monocytes, neutrophils and dendritic cells are all sentinel cells, and they circulate the body and sample screen their surroundings for foreign materials.

These cells are also called antigen-presenting cells (APCs) and are capable of recognising the infectious agent and alerting other cells of the immune system. APCs initiate the immune response which results in maturation of effector cells, such as B and T cells.

Sentinel cells or APCs are extremely good at removing cell debris and foreign material by a process called endocytosis and these cells are pivotal for the development of a protective immune reaction. APCs are the major target cell population of a vaccine.

Vaccination is probably one of the greatest medical achievements and to improve the effect of a vaccine, adjuvants are often included in the vaccine formulation. An adjuvant is a molecule that potentiates the immune response induced by the vaccine, and commonly used adjuvants in vaccine formulations are aluminium salts as aluminiumoxyhydroxide and aluminiumhydroxy-phosphate. In spite of the extensive use of these mineral adjuvants since the 1920s, it is still not known exactly how they work. Other forms of adjuvant used in pharmaceutical and experimental vaccine formulations are danger associated molecular patterns (DAMPs) or analogues hereof such as CpG and monophosphoryl lipid A (MPL), which target toll like receptors (TLRs).

An inflammatory reaction is the basis of an immune response and adjuvants induce a pro-inflammatory response attracting and activating APCs. The aim of this project is to investigate the pro-inflammatory mechanisms induced by adjuvants having a special focus on inflammatory signals induced after cellular endocytosis and engulfment of aluminium adjuvants.

Publications:

* Mile,I., Svensson,A., Darabi,A., Mold,M., Siesjö, P. and Eriksson,H., Al adjuvants can be tracked in viable cells by lumogallion staining

J. Immunol. Meth., 422, 87-94, 2015

* Mold,M., Eriksson,H., Siesjö,P., Darabi,A., Shardlow,E. and Exley.C., Unequivocal identification of intracellular aluminium adjuvant in a monocytic THP-1 cell line.

Scientific Reports, 4, 6287-6293, 2014

* Ohlsson,L., Exley,C., Darabi,A., Sandén,E., Siesjö,P. and Eriksson,H. Aluminium based adjuvants and their effects on mitochondria and lysosomes of phagocytosing cells

J. Inorganic Biochemistry, 128, 229-236, 2013

* Hellman,P. Andersson,L., Cirkic,E. and Eriksson,H., Myeloid blood dendritic cells and monocyte-derived dendritic cells differ in their endocytosing capability

Human Immunology, 73, 1073-1081, 2012

* Exley,C., Siesjö,P. and Eriksson,H., The immunobiology of aluminium adjuvants: how do the really work?

Trends in Immunology, 31, 103-109, 2010

* Hellman,P., Andersson,L. and Eriksson,H., Ligand surface density is important for efficient capture of immunoglobulin and phosphatidylcholine coated particles by human peripheral dendritic cells

Cellular Immunology, 258, 123-130, 2009

* Andersson, L., Hellman,P. and Eriksson,H., Receptor-mediated endocytosis of particles by peripheral dendritic cells

Human Immunology, 69, 625-633, 2008

* Andersson,L. and Eriksson,H. De-aluminated zeolite Y as a Tool to Study Endocytosis, A Delivery System Revealing Differences between Human Peripheral Dendritic Cells

Scand. J Immun., 66, 52-61, 2007

* Hellman, P. and Eriksson,H. Early activation markers expressed by human peripheral dendritic cells

Human Immunology, 68,3 24-333. 2007

* Dahm,Å. and Eriksson,H. Ultra-stable zeolites – a tool for in-cell chemistry J. Biotechnology, 111, 279-290, 2004

Senast uppdaterad av Magnus Jando