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AVANCES EN EL DESARROLLO DE VACUNAS 
FRENTE AL VIH/SIDA 
Mariano Esteban 
Enfermedades para las que aún no hay vacunas eficaces 
Enfermedad prevalente Incidencia 
 
 
SIDA 
Año 2014 
36 millones de personas infectadas. 
2.5 millones de nuevas infecciones. 
390.000 niños fueron infectados. 
1.3 millones de muertes relacionadas con el SIDA. 
 
Hepatitis C 
 
170 millones de personas infectadas en todo el mundo. 
3 millones de nuevas infecciones cada año. 
350.000 muertes anuales. 
 
Malaria 
Alrededor del 40% de la población mundial (3.200 millones de personas) en riesgo. 
216 millones de casos en el año 2010. 
655.000 muertes en el año 2010. 
 
Leishmaniasis 
350 millones en riesgo. 
12 millones de personas infectadas. 
70.000 muertes al año. 
Tuberculosis 8.7 millones de personas contrajeron tuberculosis en todo el mundo en 2011. 
1.4 millones de muertes. 
 
Cáncer 
6-7 millones de nuevos casos anuales (pulmón, estómago, hígado, colon y mama). 
7.6 millones de defunciones en 2008. 
Enfermedades 
neurodegenerativas 
(Alzheimer, Parkinson, 
Huntington y 
encefalopatías) 
36.5 millones de personas padecían demencia en el año 2010. 
7.7 millones de nuevos casos de demencia en el año 2010 (1 caso cada 4 segundos). 
Alzheimer: 
Causa de demencia más frecuente en los adultos. 
En España, se calcula que unas 650.000 personas mayores de 65 años sufren Alzheimer. 
VIRUS 
Tuberculosis* 
BACTERIANA 
PARÁSITOS 
Malaria 
Leishmaniasis 
HIV/AIDS 
Hepatitis C 
Influenza 
Chikungunya 
Ebola* 
CÁNCER 
Prostata 
CANDIDATOS VACUNALES PRODUCIDOS POR EL GRUPO 
EN EL LABORATORIO DEL CNB-CSIC 
Alzheimer* 
NEURODEGENERATIVA 
*: IN PROCESS 
Desde el inicio de la pandemia de VIH/SIDA en 1981: 
•  78 millones de personas han resultado infectadas 
•  39 millones de personas han muerto por causas relacionadas con el SIDA 
En el año 2014 se produjeron 1,3 millones de muertes por VIH y 2.5 M infectados 
34 millones 
(2010) 
26 millones 
(1999) 
 30% 
incremento 
Pandemia Global VIH / SIDA 
150.000 casos diagnosticados 
50.000 casos no diagnosticados 
3.500-4.000 nuevas infecciones anuales 
DISTRIBUCIÓN GLOBAL DE SUBTIPOS VIH 
El VIH y su célula diana 
Virus de la inmunodeficiencia humana (VIH) 
Linfocito infectado 
Terapia Antirretroviral (HAART) 
Suprime la replicación viral 
Reestablece la población de células T CD4 
Reduce la progresión de la enfermedad 
Aumenta la vida del paciente 
No cura 
No se lo pueden permitir los países pobres 
Se necesita una vacuna segura y eficaz contra el VIH/SIDA 
Ensayos	
  Clínicos	
  Fase	
  III	
  
 
 
 
 
Adapted	
  from	
  Yehuda	
  Z.	
  Cohen	
  and	
  Raphael	
  Dolin,	
  Ther	
  Adv	
  Vaccines,	
  2013	
  
Para que una vacuna contra el VIH 
sea eficaz debe de: 
- Inducir una respuesta humoral y celular frente a los antígenos del 
VIH 
-Producir altos niveles de anticuerpos neutralizantes con amplia 
especificidad 
 
- Activar linfocitos T CD4+ y CD8+ específicos 
- Activar una respuesta inmune celular multifuncional y duradera 
- Eliminar los reservorios virales 
 
 
VA CANDIDATOS VACUNALES EN EXPERIMENTACIÓN 
VECTORES ATENUADOS DE 
POXVIRUS COMO CANDIDATOS 
VACUNALES: 
 
Vacuna profiláctica y terapéutica 
 
Poxvirus as vaccine vectors�
MVA
A B
Central conserved regionLeft terminal region Right terminal region 
C NMK F E P DHJLGO I
30 Kb
A24R !"#$%
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!"'$%
(""$% ()$% *"$%
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.0+/%
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1,/%
12/%
1'/%
12/%
1"+/%
1,-/%
.),/%
.2-/%
.2,/%
1,/%
.)0/%
NYVAC
15 Kb
A BC NM K F E P DHJLGO I
Central conserved regionLeft terminal region Right terminal region 
32$% 4,/% .,#$% .)#/% 1"2/%
1"0/%
!#$%
!&$%
5,$%
1"0/%
1"2/%
1,"/%
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6"$%
6,$%
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7"$%
!&$%
(89:;<=><?%@8%?<A<><?%B=%6C.%9=?%D8<E<=>%B=%5FC.!%
G<A<><?%B=%6C.%9=?%5FC.!%
G<A<><?%B=%5FC.!%9=?%D8<E<=>%B=%6C.%
!"
#"
Vaccinia virus �
(VACV) �
�
•  Ability to incorporate large amounts of DNA�
•  High stability� •  Low production cost �
•  Ease of manufacture�•  Capacity to induce cellular and humoral response�
•  High levels of expression of heterologous antigens�
Features:�
EV	

 MV	
Entry	
Uncoating	

 Replication	
Genetic	
Expression	
and 	
Replication	
Late	
Transcription	
Intermediate 	
transcrption	
Intermediate�
mRNA�
Intermediate�
Proteins�
Late �
mRNA�
Early�
mRNA�
IMV	
IEV	
Golgi	
Morphogenesis	
Assembly	
EV	
Nucleus�
Early�
Proteins�
EV	

 MV	
Entry	
Uncoating	

 Replication	
Genetic	
Expression	
and 	
Replication	
Late	
Transcription	
Intermediate 	
transcrption	
Intermediate�
mRNA�
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mRNA�
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mRNA�
IMV	
IEV	
Golgi	
Morphogenesis	
Assembly	
EV	
Nucleus�
Early�
Proteins�
Poxvirus biology�
Str
uc
tur
e�
Replication cycle�
Late �
Proteins�
Infectious forms �
 ds DNA of 200 Kb ≈ 250 ORF 
ORF�
360 nm�
EV� MV�
EV�
Cyrklaff M. et al. PNAS (2005) 
McFadden et al. Nat Rev Microbiol (2005 ) 
250 nm�
MVA-B como candidato vacunal frente al VIH/SIDA 
- Gag-Pol-Nef IIIB (poliproteína intracelular) 
- Env (gp120) BX08 (producto secretado) 
Clade B 
El vector: MVA-B 
Env Gag 
Impacto del vector MVA en la célula: señalización 
STATs 
IFNβ-	
dependent 
chemokines 
(RANTES, IP-10) 
TLR2 
IFNβ- 
independent 
chemokines 
(IL-8, MIP-1, MIP-2) 
TLR6 
MyD88 MyD88 
ERK1/2 
JNK 
NF-κB IRF3/7 
Type I IFN 
(IFNβ)	
MDA-5 
IPS IPS-1 
NALP3 
ASC ASC 
Pro Pro-caspase 1 
Pro-IL1β	
Caspase-1 
IL-1β	
In
tr
ap
er
it
o
n
ea
l r
o
u
te
 (
i.p
) 
In
tr
am
u
sc
u
la
r 
ro
u
te
 (
i.m
) 
Distribución de los vectores MVA y NYVAC en ratones 
WRluc 1 x 106 PFU/mice 
MVAluc 1 x 107 PFU/mice 
NYVACluc 1 x 107 PFU/mice 
ENSAYOS PRECLÍNICOS 
EN MONOS 
Pe /l 
SIV Gag - Pol - Nef 89.6p TK - R TK - L 
TK - R TK - L 
876 pb 
6334 pb 
WT 
MVA - 89.6P - SIVgpn 
Pe /l 
SIV Gag - Pol - Nef 89.6p TK - R TK - L SIV Gag - Pol - Nef 89.6p TK - R TK - L 
TK - R TK - L TK - R TK - L 
876 pb 
6334 pb 
WT 
MVA - 89.6P - SIVgpn 
1. 1Kb leader 
2. C+ ( pLZAW1 - 9.6P - SIVgpn - 18 
3. MVA - WT 
4. MVA - 89.6P - SIVgpn (P2) 
5. MVA - 89.6P - SIVgpn (P3) 
1.0 
6.0 
kb 
TK L - TK R primers 
1 2 3 4 5 
1.0 
6.0 
kb 
TK L - TK R primers 
1 2 3 4 5 
1.0 1.0 
6.0 6.0 
kb 
TK L - TK R primers 
1 2 3 4 5 
1. 1Kb leader 
2. C+ ( pLZAW1 - 9.6P - SIVgpn - 18 
3. MVA - WT 
4. MVA - 89.6P - SIVgpn (P2) 
5. MVA - 89.6P - SIVgpn (P3) 
1. 1Kb leader 
2. C+ ( pLZAW1 - 9.6P - SIVgpn - 18) 
3. MVA - WT 
4. MVA - 89.6P - SIVgpn (P2) 
5. MVA - 89.6P - SIVgpn (P3) 
kDa 
210 
120 
GPN 
C
+ 
P
1 
P
2 
M
O
C
K
 
P
3 
Mab anti - SIVp27 
89.6P 
kDa 
120 
83 
C
+ 
P
1 
P
2 
M
O
C
K
 
P
3 
Rabbit anti - gp120 
89.6P 
kDa 
C
+ 
P
1 
P
2 
M
O
C
K
 
P
3 
Rabbit anti - gp120 
Vectores poxvirales para estudios en monos	
Ensayo de protección en monos 
3) 
Controls 
2) 
NYVAC 
N=7 
N=7 
MVA 
CMI 
-2 
CMI 
0 
CMI 
20 24 
CMI 
26 
CMI 
30 
CMI 
34 4 
CMI 
6 
CMI 
38 
CMI 
54 
CMI 
73 
DNA 
CMI 
18 32 
Challenge 
1) 
MVA 
N=6 
NYVAC 
CMI 
-2 
CMI 
0 
CMI 
20 24 
CMI 
26 
CMI 
30 
CMI 
34 4 
CMI 
6 
CMI 
38 
CMI 
54 
CMI 
73 
DNA 
CMI 
18 32 
Challenge 
Empty NYVAC 
CMI 
-2 
CMI 
0 
CMI 
20 24 
CMI 
26 
CMI 
30 
CMI 
34 4 
CMI 
6 
CMI 
38 
CMI 
54 
CMI 
73 
Empty DNA 
CMI 
18 32 
Challenge 
La vacuna MVA-SIV protege a macacos 
frente al virus SHIV.89.6 
0 10 20 30 40 50 60 70 
30 
40 
50 
60 
70 
80 
90 
100 DNA/MVA 
DNA/NYVAC 
Controles 
semanas 
%
 s
up
er
vi
ve
nc
ia
 
Corbett, Max et al. (2008) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 105, 2046-2051 
Histological analysis of various organs after aerosol NYVAC 
and MVA delivery 
•  No brain pathology or cerebral histologicalchanges were observed in any of the animal 
Rhesus monkey 
72 h after aerosol 
administration 
Ensayos clínicos 
en fase I 
18 - 55 años 
Hombres y mujeres 
Voluntarios sanos 
Ausencia de anticuerpos anti-vaccinia 
Bajo riesgo de infección por VIH-1 
RISVAC 02 
•  Ensayo clínico en fase I 
•  Ensayo multicéntrico (3 centros) 
•  Randomizado 
•  Doble-ciego 
•  Estudio controlado con placebo 
Seguridad e inmunogenicidad del candidato vacunal MVA-B 
3 x MVA-B 
 1 x 108 UFP 
Ruta intramuscular 
3 x Placebo 
PBS 
Ruta intramuscular 
vs 
0 4 16 
5 6 8 17 18 20 4 16 0 48 
Tiempo 
(semanas) 
VISITA screening 
hasta 
 100 días 
Randomización 
Seguridad de la vacuna MVA-B en ensayo clínico fase I 
 
Adverse eventa MVA-B Placebo 
Local reactogenicity, n (%) 
Pain 24 (100) 1 (17) 
Redness 4 (17) 1 (17) 
Itching 4 (17) 1 (17) 
Induration 2 (8) – 
Any local reaction 24 (100) 2 (33) 
Grade 1–2b 24 (100) 2 (33) 
Grade 3–4 – – 
Systemic reactogenicity, n (%) 
Headache 10 (42) 1 (17) 
Malaise 12 (50) 2 (33) 
Myalgia 4 (17) 1 (17) 
Nausea/vomiting 3 (13) 1 (17) 
Chills 1 (4) 1 (17) 
Fever 2 (8) – 
Any systemic reaction 13 (54) 3 (50) 
Grade 1–2c 13 (54) 3 (50) 
Grade 3d 3 (13) – 
a Only adverse events (AE) considered as definitely, probably or possible related to vaccination are included. 
b Only 4 individuals had grade 2 local reactogenicity. 
c There were no grade 2 systemic reactions. 
d There were 5 AE grade 3 in 3 volunteers, but none was considered related to vaccination (1 volunteer tonsillitis, 1 volunteer traffic 
accident and 1 volunteer had 1 pneumonia and 2 asthmatic attacks). 
The MVA-B vaccine was safe and well tolerated 
•  A total of 169 AE were reported during follow up 
- 92% of the AE were considered as grade 1 
- Only 4/8 grade 2 AE were related to vaccination 
- No grade 3 or 4 side effects 
- The number of AE decreased with each dose of vaccination 
La vacuna MVA-B induce anticuerpos frente al VIH de larga 
duración 
respuesta anti-gp160 (gp160 aislado LAV) 
Fr
ec
ue
nc
ia
 d
e 
re
sp
on
de
do
re
s 
(%
) 
semanas 
8 18 48 
0 
20 
40 
60 
80 
100 
45.8% 
95.8 % 
72.7% 
semanas 
10 
100 
1000 
10000 
<50 
100000 
Lo
g 
de
 la
 m
ed
ia
 d
el
 t
ítu
lo
 
8 18 48 
V P V P V P 
El pico de la respuesta humoral se produce en la semana 18 
(después de la 3ª dosis) 
0 
20 
40 
60 
80 
100 
6 18 48 
%
 d
e 
re
sp
on
de
do
re
s 75% 
69.2% 
84.6% 
La vacuna MVA-B activa linfocitos T CD4+ y CD8+ de memoria 
La proporción de respondedores después de 2 dosis de MVA-B 
fue similar a la obtenida tras la 3ª dosis y se mantuvo en el tiempo 
(84.6% en la semana 48) 
Cada voluntario fue clasificado como respondedor si presentaba al menos una respuesta positiva por ICS 
para IFN-γ frente a alguno de los pooles de VIH-1 en las semanas 6, 18 ó 48 y como no respondedor si 
las respuestas en dichas semanas eran todas negativas. 
Ensayo de neutralización: 
Anticuerpos neutralizantes frente al aislado homólogo BX08 y a los aislados heterólogos MN y AC10. 
Título de neutralización: 
Última dilución de suero que neutraliza al 50% la infectividad del virus. 
El 54% de los voluntarios presentaron anticuerpos neutralizantes 
frente al aislado homólogo BX08 después de 3 dosis de MVA-B 
No se obtuvo respuesta de anticuerpos neutralizantes cross-clade 
La vacuna MVA-B induce anticuerpos neutralizantes frente al VIH 
Semana 48 
La vacuna MVA-B induce respuestas inmunes de memoria del tipo TEM 
* * * 
0 
20 
40 
60 
80 
TCM TEM TEMRA 
CD4 
CD8 
p<0.0001 subset = CD4 subset = CD8
+ + +
0
20
40
60
80
Pie # 1 2
1 <0.0001
2 <0.0001
TCM
TEM
TEMRA
(Pies)
(Bar#)
+
+
+
+
+
-
+
-
+
+
-
-
-
+
+
5
-
+
-
-
-
+
-
-
-
Excluded values: Patient = 214; Patient = 209; Patient = 201; stimulation = MVA; stimulation = RPMI
Averaged over: Patient; stimulation
Threshold = 0
+ (T test): p < 0.05; compared to subset = CD4
subset = CD4
subset = CD8
t Test subset = CD4 subset = CD8
1: + + + 1 1
2: + + - 1 1
3: + - + 1 1
4: + - - 1 1.90735e-6
5: - + + 1 1
6: - + - 1 2.94198e-3
7: - - + 1 1.90735e-6
8: - - - 1 1
%
 o
f R
es
po
ns
e 
w
ith
 P
he
no
ty
pe
 
CD4 CD8 
0 10 3 10 4 10 5 
0 
10 3 
10 4 
10 5 
0 10 3 10 4 10 5 
0 
10 3 
10 4 
10 5 
0 10 3 10 4 10 5 
0 
10 3 
10 4 
10 5 
0 10 3 10 4 10 5 
0 
10 3 
10 4 
10 5 
0 10 3 10 4 10 5 
0 
10 3 
10 4 
10 5 
0 10 3 10 4 10 5 
0 
10 3 
10 4 
10 5 
0 10 3 10 4 10 5 
0 
10 3 
10 4 
10 5 
CD45RA 
C
C
R
7 
Env 
CD4 T cells 
CD8 T cells 
Gag GPN 
0.02 
0.05 2.75e-3 
7.2e-4 
0.09 0.03 
2.8e-4 
0.52 0.06 
7.4e-4 
0.07 0.02 
0 
7.6e-3 0.01 
0.02 
0.02 0.01 
0.02 
0.03 6.9e-3 
Neg 
0 10 3 10 4 10 5 
0 
10 3 
10 4 
10 5 
3.5e-3 
0.01 3.5e-3 
Vaccine-induced CD8+ T cells to HIV-1 antigens after one year (week 48) were mainly distributed 
within the effector memory (TEM) and terminally differentiated effector memory (TEMRA) T cell 
populations 
TCM: CD45RA-, CCR7+ 
TEM: CD45RA-, CCR7- 
TEMRA: CD45RA+, CCR7- 
Functionally distinct populations of memory 
antigen-specific T cells 
CD45RA	
  
CC
R7
	
  
TEM	
  
TCM	
  
TEMRA	
  
•  La vacuna MVA-B es segura y bien tolerada 
•  La mayoría de los voluntarios (92,3%) respondieron a la vacunación 
induciendo respuestas inmunes CD4 y CD8+ específicas frente al 
VIH 
•  
•  El efecto inmune fue amplio, polifuncional y duradero, al menos 
durante un año 
•  Se inducen anticuerpos frente al VIH en el 96% de los voluntarios 
Conclusiones (RISVAC02) 
RISVAC 03 
•  Approved by the Spanish Regulatory Authorities 
•  Phase I clinical Trial 
•  Multicentre 
•  Randomized 
•  Double-blind 
•  Placebo-controlled study 
R
IS
V
A
C
 0
3 
Safety and immunogenicity of MVA-B in chronic HIV 
infected patients successfully treated with HAART 
20 subjects received VACCINE 
10 subjects received PLACEBO 1 
Inclusion criteria: 
Age: older than 18 yeas 
Chronic HIV-infected patients on HAART 
CD4 cell counts above 450 cells/mm3 
Undetectable viremia during the last year prior to study enrollment 
 
MVA-B 
 1 x 108 PFU (1ml) 
intramuscular route (deltoid) 
Placebo 
PBS solution (1ml) 
intramuscular route (deltoid) R
IS
V
A
C
 0
3 
Study Design 
6 18 24 4 16 0 
Time 
(weeks) 
ICS ICS 
screening 
Randomization 
ICS ICS 
HAART 
interruption 
32 28 26 36 48 
Virus 
load 
N=17	
  A	
  
6 18 24 4 16 0 
Time 
(weeks) 
ICS ICS 
screening 
Randomization 
ICS ICS 
HAART 
interruption 
32 28 26 36 40 
Virus 
load 
B	
   +Disulfiram 
Disulfiram 
remove 
42 44 48 
Virus 
load 
N=12	
  
La vacuna MVA-B es segura en pacientes infectados con VIH y tratados con terapia antirretroviral 
•  A total of 326 AE were reported during 
follow up 
- 90% of the AE were considered as grade 
1; 8% grade 2; 1.5% grade 3 and 0,4% 
grade 4 
-  The grade 3 or 4 side effects were not 
related to vaccination 
Mothe B et al. J. Antimicrob. Chemother. 2015;70:1833-1842 
La vacuna MVA-B induce células T CD4+ de memoria frente al VIH 
%
 o
f 
T
 c
el
ls
 w
ith
 p
he
no
ty
pe
 
%
 o
f 
T
 c
el
ls
 w
ith
 p
he
no
ty
pe
 
TCM TEM TEMRA TCM TEM TEMRA 
Vacunados Placebos 
CD4 CD8 
%
 o
f 
T
 c
el
l p
ro
du
ci
ng
 c
yt
ok
in
es
 
%
 o
f 
T
 c
el
l p
ro
du
ci
ng
 c
yt
ok
in
es
 
Activación de células T CD8+ de memoria frente al Vector por la 
vacuna MVA-B 
 
La vacuna MVA-B retrasa la infección por VIH 
1,E+00 
1,E+01 
1,E+02 
1,E+03 
1,E+04 
1,E+05 
1,E+06 
BSL W26 W28 W32 W36 
Vaccinees- 
Vaccinees+ 
Placebos 
L
og
10
 p
V
L
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Conclusiones (RISVAC03) 
•  La vacuna MVA-B es segura y bien tolerada en pacientes infectados 
y tratados con terapia antirretroviral (HAART) 
•  La vacuna MVA-B induce células T CD4+, expandiéndolas, el efecto 
es polifuncional, con fenotipo efector de memoria (TEM), y mantiene 
la población de células TCD8+ específicas frente al VIH 
•  La vacunación retrasa el título viral después de retirar la terapia 
antirretroviral, pero no elimina la infección. 
Futuros ensayos clínicos de vacunas VIH 
●Vacuna profiláctica: Para inducir protección duradera en 
individuos sanos pero expuestos al VIH se está llevando a cabo la 
vacunación combinada de vectores (ej, Poxvirus (Pox)/proteína; 
DNA/Pox/proteína; RNA/Pox/proteina; VSV or ChAd/Pox/
proteina) 
 
 
●Vacuna terapéutica: Para controlar y eliminar los reservorios 
virales en individuos infectados y tratados con terapia antirretroviral 
se está llevando a cabo la combinación de vectores de células T, 
anticuerpos neutralizantes y activadores (ej, DNA o RNA/Pox/
anticuerpo monoclonal de amplio espectro de acción/ activador de 
reservorio/Pox) 
 
 
 
 
 
- European HIV Vaccine Alliance (EHVA): an EU platform 
for the discovery and evaluation of novel prophylactic and 
therapeutic vaccine candidates. EU H2020. 2016-2020. 28 M 
euros 
 
 
- Evaluating a combination of Immune-based Therapies to 
Achieve a Functional Cure of HIV Infection (HIVACAR). 
H2020-73126. 2017-2021. 7 M euros 
 
 
PROYECTOS EUROPEOS 
Poxvirus & Vaccines Group 
CNB-CSIC 
2016 
Beatriz Perdiguero 
Juan García-Arriaza 
Mariano Esteban 
Acknowledgments 
“To the volunteers” 
Carlos Oscar S. Sorzano 
Jose L. Jiménez 
María Angeles Muñoz-Fernández 
Matilde Sánchez 
Juan Carlos López Bernaldo de Quirós 
Alberto C. Guardo 
Jose M. Gatell 
Montserrat Plana 
Iñaki Pérez 
Felipe García 
Thanks 
Vicens Díaz Brito 
Judit Pich 
Joan Albert Arnaiz 
Maria J. Maleno 
Agathe León 
Nuria González 
Amparo Alvarez 
Jose Alcamí