7/26/2019 Vaccine Delivery System

1/5

I m m u n o p o t e n t i a t i n g

R e c o n s t i t u t e d I n f l u e n z a V i r u s

V i r o s o m e

V a c c i n e

D e l i v e r y

System

f o r I m m u n i z a t i o n

a g a i n s t H e p a t i t i s

A

R . G l u c k , R . M i s c h l e r , S .

B r a n t s c h e n ,

M .

J u s t , *

B .

A l t h a u s ,

and

S . J .

C r y z ,

J r .

S w i s s S e r u m

a n d V a c c i n e

I n s t i t u t e , C H - 3 0 0 1

B e r n e , S w i t z e r l a n d ;

a n d

* D e p a r t m e n t

o f P e d i a t r i c s ,

U n i v e r s i t y

C h i l d r e n ' s

H o s p i t a l ,

C H - 4 0 0 0

B a s e l , S w i t z e r l a n d

A b s t r a c t

H e p a t i t i s A v i r u s HAV)

w a s p u r i f i e d

f r o m

MRC-5

h u m a n

d i p l o i d c e l l c u l t u r e s ,

i n a c t i v a t e d w i t h

f o r m a l i n ,

a n d e v a l u a t e d

f o r

s a f e t y

a n d

i m m u n o g e n i c i t y

i n h u ma n s . T h r ee v a c c i n e

f o r -

m u l a t i o n s

w e r e

p r o d u c e d : ( a ) a f l u i d

p r e p a r a t i o n c o n t a i n i n g

i n a c t i v a t e d

HAV,

( b ) i n a c t i v a t e d H V a d s o r b e d

t o

A l ( O H ) 3 ,

a n d ( c )

i n a c t i v a t e d

HAV c o u p l e d

t o

n o v e l

i m m u n o p o t e n t i a t i n g

r e c o n s t i t u t e d

i n f l u e n z a

v i r o s o m e s ( I R I V ) .

I R I V

w e r e

p r e p a r e d

b y

c o m b i n i n g p h o s p h a t i d y l c h o l i n e ,

p h o s p h a t i d y l e t h a n o l a m i n e ,

p h o s p h o l i p i d s

o r i g i n a t i n g

f r o m

t h e

i n f l u e n z a

v i r u s

e n v e l o p e ,

i n f l u e n z a v i r u s

h e m a g g l u t i n i n ,

a n d

n e u r a m i n i d a s e .

T h e

HAV-

I R I V

a p p e a r e d

a s

u n i l a m e l l a r

v e s i c l e s

w i t h a d i a m e t e r

o f

1 5 0 nm w h e n v i e w e d

b y t r a n s m i s s i o n

e l e c t r o n

m i c r o s c o p y .

U p o n

i n t r a m u s c u l a r

i n j e c t i o n ,

t h e

a l u m - a d s o r b e d v a c c i n e

w a s

a s s o c i a t e d

w i t h

s i g n i f i c a n t l y

( P

1 0 0 m I U / m l . Of g r e a t e r

i m p o r t a n c e w a s

t h e

f a c t t h a t a l l

v a c c i n e e s s e r o c o n v e r t e d b y d a y 1 4 v e r s u s

1 , 0 0 0 m I U /

m l .

B y

1

y r

p o s t i m m u n i z a t i o n , f u l l y

7

o f 1 4

( 5 0 )

o f

t h e

f l u i d

v a c c i n e g r o u p a n d

4 o f 1 0 ( 4 0 ) o f t h e

a l u m - a d s o r b e d

v a c c i n e

g r o u p p o s s e s s e d

2 0

mIU/

m l , w i t h

s i x

m a i n t a i n i n g

l e v e l s

>

1 , 0 0 0

m I U / m l ( P

1 0 - f o l d

h i g h e r

t h a n

f o r t h e

o t h e r t w o

v a c c i n e

g r o u p s .

D i s c u s s i o n

C u r r e n t l y ,

o n l y

a l u m i n u m - b a s e d

s a l t s a r e

l i c e n s e d a s

a d j u v a n t s

f o r

human

u s e .

T h e i r

a d j u v a n t a c t i v i t y

i s d u e

t o t h e i r

a c t i n g

a s

a r e p o s i t o r y

f o r

a d s o r b e d

a n t i g e n s

a n d t h e i r

p r o p e n s i t y

t o

i n -

d u c e a

l o c a l i z e d i n f l a m m a t o r y

r e s p o n s e

a c c o m p a n i e d b y

r e -

c r u i t m e n t

o f i m m u n e c e l l s . A l u m - a d s o r b e d

v a c c i n e s t e n d t o

e l i c i t

a h i g h

r a t e o f m i l d

t o m o d e r a t e

r e a c t i o n s a t

t h e

i n j e c t i o n

s i t e .

U n f o r t u n a t e l y , s u c h a d j u v a n t s

d o n o t a p p e a r t o b e s u f f i -

c i e n t l y p o t e n t

t o

m a r k e d l y

e n h a n c e t h e

immune

r e s p o n s e

t o

w e a k a n t i g e n s . I n a d d i t i o n , t h e u s e o f a l u m i n u m - b a s e d

a d j u -

v a n t s

h a s

b e e n

q u e s t i o n e d d u e t o t h e i r

p o t e n t i a l t o c a u s e e n -

c e p h a l o p a t h i e s ( 2 5 ) .

We

h a v e a tt em pt ed

t o

d e v e l o p

a

v a c c i n e

d e l i v e r y

s y s t e m

w i t h i n n a t e a d j u v a n t e f f e c t s .

T h e

c o m p o n e n t s

o f t h e d e s c r i b e d

I R I V

w e r e

s e l e c t e d w i t h

r e g a r d

t o b o t h

s a f e t y a n d i m m u n o p o -

t e n t i a t i n g

e f f e c t .

PC

i s

a

c o n s t i t u e n t o f i n t r a v e n o u s r e c o n s t i t u -

t i o n f l u i d s

f o r

u s e i n

m a l n u t r i t i o n .

P E - c o n t a i n i n g l i p o s o m e s

a r e

c a p a b l e

o f

s t i m u l a t i n g

B

c e l l s

t o

s e c r e t e

a n t i b o d y

t o d e l i v -

e r e d

a n t i g e n s

i n

t h e a b s e n c e o f a

T

c e l l

d e t e r m i n a n t

( 2 6 ) . T h e

f r e e a m i n o

g r o u p

o f

PE

c a n s e r v e a s a

s i t e t o

w h i c h

a n t i g e n s

c a n

b e

c o v a l e n t l y c o u p l e d .

F u r t h e r m o r e , a s

r e l a t e s

s p e c i f i c a l l y t o

t h e

p r e s e n t l y

d e s c r i b e d

HAV

v a c c i n e ,

HAV

p r e f e r e n t i a l l y

a t -

t a c h e s

t o t h e P E - r i c h a r e a s o f h o s t c e l l m e m b r a n e s

( 2 7 ) .

I n f l u -

e n z a

HA

p o s s e s s e s

s e v e r a l

t h e o r e t i c a l i m m u n o p o t e n t i a t i n g

a t -

t r i b u t e s t h a t a r e

e x p l o i t e d

b y

t h e d e s c r i b e d

I R I V .

T h e H A l

s u b u n i t

b i n d s t o t h e s i a l i c

a c i d

r e s i d u e s

o f

e u c a r y o t i c c e l l s ,

i n -

c l u d i n g

m a c r o p h a g e s a n d

l y m p h o c y t e s . T h i s

c o u l d

t r i g g e r

r e -

c e p t o r - m e d i a t e d

e n d o c y t o s i s

o f t h e

I R I V

v i a

c e l l

m e m b r a n e

f u s i o n

s u c h

a s t h a t

w h i c h o c c u r s

d u r i n g

n a t u r a l

i n f l u e n z a

v i r u s

i n f e c t i o n

( 2 8 ) .

T h e

HA2

s u b u n i t

m e d i a t e s

t h e

f u s i o n

o f v i r a l

( a n d

p o s s i b l y

I R I V )

m e m b r a n e s

w i t h e n d o s o m a l

m e m b r a n e s .

T h e s e

s t e p s ,

we

t h e o r i z e d ,

c o u l d r e s u l t

i n

t h e

e f f i c i e n t

d e l i v e r y

o f

a n t i g e n

w h e n

t i g h t l y c o m p l e x e d

t o

t h e

I R I V , t h e r e b y

f a c i l i -

t a t i n g

a

r a p i d

i m m u n e

r e s p o n s e .

A d d i t i o n a l l y ,

m o s t a d o l e s -

c e n t s

a n d

a d u l t s

p o s s e s s

memory

c e l l s t o i n f l u e n z a

HA

w i t h

a

b r o a d

s p e c i f i c i t y .

T h i s

may

a l s o s e r v e

t o

e n h a n c e t h e

r e s p o n s e

t o a n

I R I V

v a c c i n e f o r m u l a t i o n

t h r o u g h

r e c r u i t m e n t

o f

p r i m e d

c e l l s .

H e p a t i t i s

A

i s

p r e v a l e n t

i n

d e v e l o p i n g

a r e a s

o f

t h e w o r l d .

A l t h o u g h

t h e

d i s e a s e

i s

u s u a l l y

a s y m p t o m a t i c

o r

m i l d

i n

c h i l -

T a b l e

I I .

I m m u n o g e n i c i t y

o f F l u i d , A l ( O H ) 3 - a d s o r b e d ,

a n d

I R I V - a d j u v a n t e d

H e p a t i t i s

A V a c c i n e s

G e o m e t r i c

mean t i t e r

( r a n g e )

V a c c i n e f o r m u l a t i o n D a y

0

D a y

1 4

D a y

2 8

D a y

1 8 0

D a y

3 5 2

m I U / m i

F l u i d

< 1 0

1 6

( < 1 0 - 1 0 0 )

3 8 8

( 1 0 0 - >

1 , 0 O 0 ) D

2 1 1

( 1 4 - 1 , 0 4 3 ) G

3 9

( < 1 - 1 3 3 Y

A I ( O H ) 3 - a d s o r b e d

< 1 0

2 1

( 1 0 - 1 0 0 ) B

8 7 1

( 1 0 0 - 1 , 0 0 0 ) E

5 3 5

( 1 8 - 1 , 7 5 8 ) H

5 7

( 1 2 - 2 1 1 ) K

I R I V - a d j u v a n t e d

< 1 0

1 4 0

( 2 5 _ 3 0 0 ) C

8 3 1

( 1 0 0 - > 1 , 0 0 0 ) F

1 , 4 9 9 ( 1 3 0 - 3 , 8 1 9 ) '

6 5 5

( 5 9 - 2 , 1 1 2 ) L

S u b j e c t s

r e c e i v e d a

s i n g l e

d o s e

o f v a c c i n e

o n

d a y

0 . C

v s . A o r

B ,

P

0 . 0 0 0 1 ;

E

o r F v s .

D ,

P

0 . 0 0 1 ;

E

v s . F ,

P >

0 . 0 5 ;

I

v s . G o r H , P

0 . 0 5 ;

L

v s .

J o r

K ,

P

< 0 . 0 0 1 ;

J

v s .

K ,

P>

0 . 0 5 .

2 4 9 4

R .

G l a c k ,

R .

M i s c h l e r ,

S .

B r a n t s c h e n ,

M . J u s t ,

B .

A l t h a u s , a n d S . J .

C r y z ,

J r .

7/26/2019 Vaccine Delivery System

5/5

d r e n ,

i t c a n c a u s e

s i g n i f i c a n t

m o r b i d i t y

a n d

m o r t a l i t y

i n

a d u l t s

a n d

i s

a

m a j o r r i s k

f o r

t r a v e l e r s

t o e n d e m i c

a r e a s . T o

c o m b a t

t h i s

p r o b l e m , f o r m a l i n - i n a c t i v a t e d

h e p a t i t i s

A

v a c c i n e s

h a v e

b e e n

d e v e l o p e d ( 1 ,

2 9 ,

3 0 )

a n d t e s t e d i n h u m a n s .

S e r o c o n v e r -

s i o n r a t e s

a t 2

wk

p o s t i m m u n i z a t i o n

w e r e

r e p o r t e d

t o

b e

r o u g h l y

4 0 ,

w h e r e a s

a t

4

wk

t h e r a t e

r a n g e d

f r o m 2 5

t o

9 4

d e p e n d i n g

u p o n t h e v a c c i n e

d o s e

( 1 ,

2 9 ,

3 0 ) .

A s e c o n d

d o s e

o f

v a c c i n e

a d m i n i s t e r e d

a t

4

wk

r e s u l t e d

i n

s e r o c o n v e r s i o n

r a t e s

o f

2

9 0 . I t

w o u l d b e

d e s i r a b l e ,

b o t h f o r

t r a v e l e r s

a n d

f o r

m a s s

v a c c i n a t i o n

c a m p a i g n s

i n

u n d e r d e v e l o p e d

a r e a s ,

t o

h a v e a

v a c -

c i n e

c a p a b l e o f

r a p i d l y

e n g e n d e r i n g

a

h i g h

r a t e

o f

s e r o c o n v e r -

s i o n a f t e r

a

s i n g l e d o s e .

I n

a n

a t t e m p t

t o

i n d u c e a

r a p i d

a n t i -

HAV

a n t i b o d y

r e s p o n s e ,

we

c o m p l e x e d

i n a c t i v a t e d HAV

t o

I R I V

a n d

c o m p a r e d

i t s

s a f e t y

a n d

i m m u n o g e n i c i t y

w i t h t h a t

o f

f l u i d

a n d a l u m - a d s o r b e d

H AV

v a c c i n e s .

W i t h i n 1 4 d

o f

r e c e i v i n g

a

s i n g l e

d o s e o f IRIV-HAV v a c -

c i n e , a l l

s u b j e c t s

s e r o c o n v e r t e d ,

p o s s e s s i n g

2

2 0

m I U / m l

o f

a n t i - H A V

a n t i b o d y / m l .

I n

c o m p a r i s o n ,

3 0

a n d 44 o f

v a c c i n -

e e s

i m m u n i z e d

w i t h

t h e

f l u i d

o r

t h e

a l u m - a d s o r b e d

v a c c i n e s ,

r e s p e c t i v e l y ,

s e r o c o n v e r t e d ( P