Da tossine ad adiuvanti, da vaccino a chemioterapico antitumorale

Da tossine ad adiuvanti, da vaccino a
chemioterapico antitumorale
Dott.PierGiulio Rossini
INTRODUZIONE
La terapia con antitumorali mira, in generale, a bloccare
l’attività metabolica e la capacità di replicazione delle cellule
malate. In base alla modalità con cui i diversi composti riescono
a esplicare tale effetto, si possono distinguere differenti classi di
farmaci antitumorali. La chemioterapia antitumorale può essere
eseguita anche in combinazione con altri trattamenti terapeutici,
quali la chirurgia e la radioterapia; ciò implica spesso una stretta
collaborazione fra medici, chirurghi e oncologi. Nella maggior
parte dei casi di cancro, la terapia ha lo scopo di migliorare le
condizioni cliniche del paziente, cercando di allungarne la
speranza di vita e di ridurre i sintomi causati dal tumore. La
scomparsa completa della malattia, però, è un obiettivo non
sempre facile da raggiungere, soprattutto negli adulti.
La tendenza della ricerca farmacologica è di individuare
farmaci chemioterapici ad azione più mirata, e capaci di
migliorare la risposta immunitaria del paziente; possibili svolte
nel
trattamento
del
cancro
potrebbero
anche
derivare
dall’applicazione della terapia genica.
Basandosi su studi immunologici si cerca ora di
combattere il tumore con una precisione inaspettata usando
come un cavallo di troia l’azione delle tossine batteriche.
Gli studi eseguiti a Roma, Goteborg, ed in California
dimostrano come è possibile modificando, enzimaticamente, la
tossina botulinica oppure con la tossina colerica introdurre
direttamente nella cellula tumorale e solo in quella l’agente
antitumorale.
Composti alchilanti
Un primo gruppo di chemioterapici per il trattamento dei
tumori
maligni
comprende
una
categoria
di
sostanze
denominate alchilanti, composti sintetici chimicamente molto
diversi tra di loro. Si ritiene che agiscano formando legami
II
covalenti fra le molecole di guanina di filamenti vicini di DNA,
impedendo così in modo meccanico la divisione della doppia
elica dell'acido nucleico, necessaria perché questo si replichi e
avvenga la mitosi. Esempi di tali farmaci sono il clorambucil, il
bisulfano e la ciclofosfamide. Nella pratica clinica vengono usati
per trattare il linfoma di Hodgkin (un tumore maligno del
tessuto linfoide) e altri tipi di linfoma, la leucemia linfocitaria
cronica, il mieloma multiplo (tumore delle plasmacellule del
sangue), il seminoma (tumore del testicolo), il carcinoma
ovarico, il carcinoma mammario, il neuroblastoma (tumore del
sistema nervoso, costituito da cellule nervose embrionali) e
alcuni sarcomi.
Antimetaboliti
Un secondo gruppo di farmaci antitumorali è costituito
dagli antimetaboliti, sostanze che, grazie alla loro struttura
chimica analoga a quella di molecole essenziali per il
metabolismo cellulare, entrano in competizione con queste e
interferiscono con il metabolismo stesso. Molti di questi
farmaci, in particolare, alterano la produzione o l'incorporazione
nel DNA delle basi azotate appartenenti sia alla categoria delle
purine (adenina e guanina) sia a quella delle pirimidine (timina
e citosina). Fra questi chemioterapici vi sono il metotrexate e
l'aminopterina, utilizzati per trattare la leucemia linfoblastica, il
linfoma di Burkitt (comune fra i bambini in Africa) e altri tipi di
linfomi. Questi farmaci possono talvolta risultare efficaci anche
nel trattamento dei tumori della testa e del collo.
Analoghi della purina e della pirimidina
Un terzo gruppo è costituito dagli analoghi della purina e
della pirimidina, comprendenti la 6-mercaptopurina, la 2amino-6-mercaptopurina e il 5-fluoruracile. Queste sostanze
sono formate da molecole che, sostituendosi a quelle delle basi
III
azotate durante il processo di sintesi del DNA, bloccano
quest'ultimo e impediscono la proliferazione delle cellule. Si
tratta di farmaci comunemente usati per la terapia della
leucemia e di alcuni linfomi.
Antibiotici citotossici
Infine, un quarto gruppo è costituito dagli antibiotici
citotossici (come la mitomicina) e dagli alcaloidi vegetali. Gli
antibiotici citotossici inibiscono l'azione dell’RNA (acido
ribonucleico), ossia dell'acido nucleico che interviene nel
processo di sintesi delle proteine. Questi farmaci sono molto
usati, ad esempio, nella terapia del nefroblastoma (o tumore di
Wilms), che colpisce il rene e, talvolta, in alcuni tumori del
testicolo. Gli alcaloidi vegetali bloccano la mitosi; essi
comprendono, ad esempio, la vinblastina e la vincristina, isolate
dalla pervinca (Vinca rosea) e usate prevalentemente per il
linfoma di Hodgkin e la leucemia linfoblastica; il taxolo, estratto
dal tasso (Taxus baccata) e applicato ai tumori dell’utero; la
colchicina, derivante dal colchico (Colchicum autumnale).
Composti ad azione ormonale
Hanno azione antitumorale anche alcuni farmaci ad
azione ormono-simile, che cioè sono in grado di simulare
l’effetto degli ormoni naturali cui alcuni tipi di cellule tumorali
sono sensibili. Ad esempio, gli ormoni femminili estrogeni
favoriscono lo sviluppo delle cellule tumorali in caso di cancro
della mammella; il composto denominato tamoxifen compete
con gli estrogeni e si lega al posto di questo alle cellule, senza
stimolarne però la moltiplicazione. Risulta invece ancora
controversa l’effettiva efficacia antitumorale di trattamenti
basati sull’uso contemporaneo di farmaci ad azione ormonale,
come la cosiddetta multiterapia a base di somatostatina,
IV
octreotide (simile alla somatostatina), melatonina e retinoidi
(derivati della vitamina A).
Altri antitumorali
Nel corso dei trattamenti è possibile ricorrere ad altri tipi
di farmaci chemioterapici, come l'idrossiurea, la procarbazina e
la L-asparaginasi, che agiscono inibendo la crescita della cellula
tumorale. L'interferone, normalmente prodotto dalle cellule
infettate da virus, blocca la mitosi nelle cellule sensibili, ma i
dettagli del suo meccanismo d'azione non sono ancora noti.
Altra terapia, attualmente in fase sperimentale, riguarda
l’impiego di angiostatina e endostatina, due composti indicati
come inibitori dell’angiogenesi. Queste proteine, infatti, hanno
mostrato in modelli sperimentali la capacità di inibire la
proliferazione di nuovi vasi sanguigni all'interno della massa
tumorale che, incapace di ricevere un adeguato apporto
nutrizionale, arresta la propria crescita. Rivelatesi efficaci anche
nel rallentare la comparsa di metastasi, tali composti potranno
rappresentare in un prossimo futuro un utile complemento alle
più tradizionali terapie.
Possibili effetti collaterali degli antitumorali
I sintomi più comunemente associati all’assunzione di
chemioterapici comprendono nausea, vomito, depressione del
midollo osseo e alopecia (perdita dei capelli). A causa della
depressione
del
midollo
osseo,
i
pazienti
sottoposti
a
chemioterapia tendono poi a sviluppare infezioni di vario tipo.
L’uso di farmaci di tipo ormonale può determinare a volte anche
l’insorgenza di forme depressive.
V
Azione sulle cellule sane
I farmaci applicati al trattamento dei tumori, siano essi
benigni
o
maligni,
in
generale
interferiscono
con
la
proliferazione delle cellule, bloccandone in vario modo l’attività
metabolica e la possibilità di dividersi per mitosi. Per tale
motivo, dunque, gli antitumorali presentano un grave effetto
collaterale, che è quello di interferire con l’attività non solo delle
cellule malate ma anche di quelle sane: infatti, la divisione
cellulare si verifica in tutte le cellule.
Le cellule sane, però, si riproducono in modo meno
veloce e incontrollato di quelle tumorali, sono meno vulnerabili
ai farmaci e quindi, dopo il trattamento chemioterapico,
sembrano avere una maggiore capacità di ripresa e di
ricostruzione dei tessuti. Tale vantaggio selettivo di ricrescita
sembra permettere alle cellule normali di ripopolare un tessuto
malato in modo preferenziale rispetto alle cellule tumorali. Non
è mai possibile, tuttavia, essere certi che tutte le cellule tumorali
siano state distrutte e, qualora ne resti qualcuna, è possibile che
si verifichi una recidiva del tumore, cioè una sua nuova
comparsa; ciò non dipende unicamente dal numero di cellule
tumorali sopravvissute, ma anche dall'efficienza del sistema
immunitario del paziente nel rimuovere queste.
UNA NUOVA VIA PER INTRODURRE IL CHEMIOTERAPICO
ANTITUMORALE
Una importante prospettiva per la terapia antitumorale è
rappresentata dalla attuale sperimentazione delle tossine
batteriche quali chemioterapici.
Come illustrato in precedenza farmaci di sintesi ad azione
chemioterapia agiscono in alcuni casi , sostituendosi a
componenti cellulari provocando la morte della cellula.
Il problema di questo tipo di farmaci è la loro azione non
solo sulle cellule tumorali ma anche sulle cellule sane e la ricerca
VI
sta quindi tentando di inviare in maniera selettiva il
chemioterapico solo alle cellule tumorali ed è appunto in questo
campo la “immuno oncologia” sta cercando di sfuttare le tossine
batteriche.
Da qui l’idea di costruire immuno tossine o tossine
ricombinanti con funzione di agente farmacologici.
Difatti le tossine batteriche interagendo in maniera
altamente specifica e selettiva con macchinari molecolari chiari
delle cellule eucariotiche, si sono rivelate dei preziosi strume3nti
d’indagine nella comprensione di diversi processi di biologia
cellulare.
Negli ultimi anni, ha acquistato una rilevanza sempre
maggiore un gruppo di tossine di natura proteica capaci di
modificare enzimaticamente le proteine G della famiglia RHO,
che sono molecole coinvolte nella regolazione di numerosi
processi cellulari.
Gli studi condotti da laboratori di farmacologia e
immunoterapia stanno dimostrando la capacità di alcune di
queste tossine batteriche di modulare alcuni di questi processi
cellulari controllati dalla RHO GPTasi, quale il differenziamento
del muscolo scheletrico e soprattutto alcuni aspetti della
risposta immunitaria come specificherò più avanti.
Poiché difetti in questi ed in altri processi cellulari RHO
dipendenti sono alla base di diverse patologie umane le tossine
suddette potrebbero rilevarsi estremamente utili per lo sviluppo
di nuovi agenti farmacologici in grado di curare o migliorare
alcune malattie.
Il fine di questi studi è quindi quello di realizzare tossine
batteriche ricombinati comprendenti la sola porzione enzimatica
delle tossine unita a dei carrier che consentano loro di entrare
nella cellula eucaristica e di svolgere la loro azione.
Volendo evidenziare la possibilità di modulare la risposta
immunitaria, sia umorale che cellulo mediata, tramite l’uso di
tossine batteriche và sottolineato che, la citotossicità cellulo
mediata, attuata da particolari tipi cellulari come le cellule
VII
natural killer (NK), svolge un ruolo importante nella risposta
immunitaria coinvolta nei meccanismi di difesa contro la
degenerazione neoplastica della cellula e nelle infezioni virali .
È noto da tempo che l’attività svolta dalle cellule NK è
strettamente
correlata
all’organizzazione
del
citoscheletro
cellulare e che tale organizzazione è controllata da una famiglia
di proteine regolatorie, le RHOasi.
Per comprendere meglio il ruolo svolto dalle RHO GTPasi
nella risposta immunitaria cellulo mediata sono stati sviluppati
studi sull’attività citotossica delle cellule NK utilizzando
il
Fattore Citotossico Necrotizzante 1 (CNF 1), una tossina proteica
prodotta da alcuni ceppi patogeni di escherichia coli , che agisce
attivando la famiglia delle RHO GTPasi.
I risultati ottenuti mostrano che l’attivazione di tali
proteine G rappresenta un pre-requisito fondamentale sia nella
fase di “binding” che nella attività citotossica delle cellule NK.
Le tossine batteriche che modulano l’attività delle
proteine
GTPasi
fondamentale
potrebbero
nella
quindi
modulazione
del
giocare
sistema
un
ruolo
immune
interferendo con la funzione o il differenziamento delle cellule
che regolano la risposta immune locale.
Prospettiva futura è proporre la tossina oggetto di questo
studio come modellio sul quale costruire una nuova clesse di
agenti farmacologici che potenzino l’attività delle cellule del
sistema immunitario.
Nello sviluppo di queste nuove armi un grosso spunto è
giunto dallo studio sullo sviluppo dei nuovi vaccini; “i vaccini del
futuro”sviluppo
mirato
soprattutto
ad
aumentare
l’immunogenicità o meno degli adiuvanti.
Migliorare l'immunogenicità spesso scarsa di proteine
e/o peptidi è esattamente anche quello che è richiesto
dall'adiuvante, (58).
Gli sviluppatori dei vaccini si sono concentrati sulla
comprensione
crescente
dell'importanza
dell'attivazione
dell'immunità naturale per ottenere risposte immuni adattabili e
VIII
forti
con
memoria
a
lungo
termine.
Quello
che
era
preventivamente studiata come “il segnale di pericolo” è
riconosciuto oggi come una serie di molecole con proprietà
chimiche definite (38) e proprietà genetiche distinte. Dopo che
l'attivazione dell'immunità naturale comanda 'il segnale di
pericolo' noi troviamo una serie di reazioni riguardanti
strettamente specifici recettori, i cosiddetti pattern-recognition
receptors
(PRRs)
che
legano
prodotti
microbici
come
endotossine ,ad altri prodotti membranosi di microbi o DNA.
Una famiglia di tali recettori è Toll-like receptors (TLR) che
legano LPS, flagelli, HSP60, CpG DNA, dsRNA o peptidoglicani,
tutti con recettori unici e distinti (11; 55). Questi recettori sono
localizzati sulle membrane di molti tipi di cellule, fra di loro le
cellule
dendritiche (DC),i
macrofagi e le cellule
B che
rappresentano l'immunità naturale ed anche le più importanti
cellule per la presentazione di antigene e la stimolazione di una
risposta immune (47) . Nel caso di DC, il legame con le PRRs si
provocherà la migrazione e maturazione della DC in cellule
presentatrici
dell’antigene
(APC),
esprimendo
una
costimulazione delle molecole richieste per la stimolazione delle
cellule -T (49).
Perché si abbia una visione più dettagliata di come si
attivi
la
immunità
naturale,
attraverso
lo
specifico
riconoscimento di recettore, la ricerca si è concentrata in modo
crescente su adiuvanti bersaglio per un vaccino del sistema
innato immunitario . L’ avere un bersaglio sicuro è anche un
modo di ridurre effetti collaterali.
L’adiuvante può essere un vettore vivo, come Salmonella
ed Adenovirus che con tecniche genetiche di ricombinazione
sono stati modificati per esprimere proteine attinenti (18). I
vettori adiuvanti vivi possono funzionare sia come un sistema di
consegna di antigene che da immunomodulatore e.g. attraverso
il legarsi di TLR. Comunque,i vettori vivi sono vaccini spesso
instabili e solo pochi di questi basati su questa tecnologia sono
arrivati lo stato di pratica clinica. Gli adiuvanti non-viventi
IX
possono essere formulazioni di lipide o possono gelificare
(allume) creare un effetto di deposito del vaccino dopo
iniezione. Anche gli adiuvanti non viventi possono essere sia un
sistema di consegna, come liposomi e microsfere di polilactide /
poliglicolide o modulatori come il murarnile dipeptide (MDP) ed
il monofosforil lipide (MPL) (58) Visto che il campo di ricerca
degli adiuvanti di vaccino è cresciuto enormemente nella decade
passata è impossibile coprire questo campo esteso con un colpo
d’occhio, perciò, si dovranno concentrare le osservazioni sui
recenti sviluppi nel descrivere un
vettore adiuvante
di un
vaccino attenuato che adempie il duplice criterio: sia come
bersaglio che come modulatore del sistema immunitario
naturale.
Per molti anni, la tossina colerica (CT) e l’enterotossina
dell’ Escherichia Coli ambedue instabili al calore (LT) sono stati
usati in modelli animali come adiuvanti mucosali molto potenti;
comunque, queste molecole sono estremamente tossiche per gli
esseri umani (5). Recentemente sono stati sviluppati mutanti
CTs e LTs con attività enzimatica decrescente od assente e con
una subunità non modificata d’unione (16, 27). Queste molecole
mantengono le loro proprietà di adiuvanti e si sono dimostrate
utili per la stimolazione della risposta sistemica e per la capacità
di stimolare risposte mucosali attraverso la dispensazione per
vie mucosali diverse. Comunque, i meccanismi di azione in vivo
di queste molecole così come quelli di CT e LT ancora sono sotto
esame (16). In somma, l'uso di CT, LT, e mutanti di queste
tossine ha sollevato delle preoccupazioni perché
queste
molecole legano al ganglioside GM1, un recettore che è
onnipresente su cellule eucariotiche (18) ed i CT hanno un
effetto tossico potenziale sui nervi olfattori. E’ stato dimostrato
(23) recentemente che c’è il bisogno di identificare un adiuvante
mucosale nuovo che sia efficace ed atossico e che abbia un
meccanismo d’azione ben definito.
X
L' Escherichia coli è responsabile per una serie di
malattie, tra cui : diarrea,
Sindrome uremica emolitica ,
infezione renali, septicemia, polmonite e meningite. Le tossine
chiamate i fattori di necrotizzazzione delle citotossine (CNFs)
sono fra i fattori di virulenza prodotti da patogeni urinari
(CNF1) o enteropatogeni (CNF2) stimolati dalla
E.coli che
provocano malattie nell’uomo e negli animali, rispettivamente.
CNFs incita un aumento nel contenuto di fibre di stress di actina
e contatti focali in cellule coltivate. L' Effetto del CNFs sul
citoscheletro della actina è correlato da un calo nella mobilità di
electroforeticità della proteina GTP-vincolante Rho, e l'evidenza
indiretta indica che è probabile che CNF1 attivi costitutivamente
Rho. La catalisi di CNF1 deammida un residuo di glutamina in
posizione 63 dell’ Rho, trasformandolo in acido glutamico che
interdice idrolisi di GTP intrinseca e incentiva la sua proteina
che GTPase-attiva che determina l’apertura del poro. Così,
questa deammidazione della glutamine 63 determinata dal
CNF1
è
l’attivazione
costitutiva
di
Rho,
ed
incita
la
riorganizzazione di fibre di stress della actina. Alla nostra
conoscenza, CNF1 è il primo esempio di una tossina batterica
che agisce da deamidatore di una specifica proteina di obiettivo.
Il segnale intracellulare coinvolto nel meccanismo di
azione della tossina della zonula occludens (ZOT) è stato
molto studiato in vitro .
Lo ZOT ha mostrato un effetto selettivo fra le varie linee
di cellula esaminate, suggerendo che può interagire con un
XI
specifico recettore la cui espressione di superficie su varie cellule
differisce. Quando è stato esaminato in monomolecole di cellule
di IEC6, lo ZOT stimola una redistribuzione del citoscheletro
della F-actina. Risultati simili furono ottenuti con mucosa ileale
di coniglio, dove la riorganizzazione della F-actina dette un
aumento della permeabilità del tessuto. In cellule endoteliali, il
riordinamento del citoscheletro comportò un calo della
formazione di G-actina solubile (-27%) ed un aumento reciproco
della formazione di F-actin filamentosa (+22%). Questa
polimerizzazione di actina era tempo e dose dipendente, ed era
invertibile. Pre trattando con una specifica chinasi la proteina
l'inibitrice del CGP41251 si abolirono completamente gli effetti
di ZOT sulla permeabilità di tessuto e polimerizzazione della
actina. Presi insieme, questi risultati suggeriscono che ZOT
attiva un complesso intracellulare e che determina una cascata
di eventi che regolano la permeabilità dei congiungimenti stretti,
probabilmente mimando l'effetto di modulatore della funzione
fisiologica della barriera epiteliale.
Oggi si studia la tossina zonula occludens (Zot) come
un adiuvante mucosale potenziale per introduzione intranasale
(15) di antigeni. Zot è un solo polipeptide la cui catena pesa
44.8 kDa (kilodalton) codificati da un filamento del batteriofago
CTX presente nella tossina del Vibrione Colerico (1, 25) ,la Zot
aumenta la permeabilità del piccolo intestino colpendo la
struttura dei congiungimenti stretti “tight junctions” epiteliali, e
questo permette il passaggio di macromolecole attraverso gli
spazi
paracellulari (9, 10). Questo effetto di Zot è stato
XII
chiaramente dimostrato in vivo ed in vitro su epiteli intestinali
di coniglio, ratto, e scimmia ed è dipendente al legame di Zot a
specifici recettori (11, 22) . Il meccanismo di azione di Zot sui
congiungimenti
stretti
comporta
un
riordinamento
del
citoscheletro delle cellule epiteliali dovuta alla proteina chinasi
C alfa , dipendente dalla polimerizzazione di F-actina (10).
E’ importante che il fatto che Zot non provoca danno
tessutale e che il suo effetto su permeabilità intestinale è tempo
dose-dipendente
e
completamente
invertibile
(9,
10).
Interessantemente una cosa analoga di Zot è stata descritta
recentemente sui mammiferi. Questa molecola, chiamata
zonulina è stata trovata su cellule epiteliali intestinali ed agisce
come un moderatore endogeno dei congiungimenti stretti (7,
26). Si è dimostrato che il pericolo segnalato, come carica
batterica o danno tissutale nell'intestino,causato dalla zonulina
per essere rilasciata sul lato luminale si lega poi al suo recettore
e modula i congiungimenti stretti (8). Interessantemente, Zot e
zonulina si legano allo stesso recettore delle cellule epiteliali ed
intestinali e dividono la modalità vincolante comune al loro
terminale N (3, 26). Così sembra che Zot mimi una molecola
fisiologica nella regolazione dei congiungimenti stretti, e questo
meccanismo può essere responsabile del suo effetto di adiuvante
mucosale. A causa delle sue proprietà , Zot può essere un
adiuvante ideale per lo sviluppo di vaccini mucosali.
E’ stato mostrato che l’introduzione intranasale di Zot
come un adiuvante stimola la produzione
Ag-specifiche di
immunoglobuline G (IgG) nel siero così come le IgA in
occultamenti vaginali (15) ed intestinali. Qui, noi abbiamo
ricercato l'efficacia di Zot per l'insediamento di risposte
protettive e lungo-durevoli e ci siamo chiesti se agisce attraverso
la mucosale se introdotta per via intranasale e se comunque il
suo meccanismo di azione coinvolge il legame al recettore di Zot
- zonulina.
Adiuvanti mucosali del vaccino attivi , che determinino
una piena serie di risposte immuni e locali e sistematiche contro
XIII
epitopi antigenici estremamente definiti sono il bersaglio di una
attenta ricerca. La tossina del colera (CT) ed il complesso
lipofilico immuno stimolante (ISCOMs) contengono Quil A e
possono, assieme, comportarsi come adiuvanti per antigeni se
somministrati oralmente,
ma attraverso vie diverse , come
attestato dalla dipendenza su IL-12 per l'effetto di ISCOMs,
mentre
la
CT
è
indipendente
da
queste
citochine.
Sfortunatamente la tossicità di della CT e le recenti scoperte di
una accumulazione di CT nel nervo olfattorio e nel bulbo dopo
somministrazione intranasale preclude l'uso clinico della CT.
Comunque, c’è stato un successo nel disgiungere gli adiuvanti ed
effetti tossici di CT, costruendo un gene proteina di fusione
CTA1-DD che combina l'enzimaticamente la subunità CTA1
attiva con una cellula B individua come bersaglio separato, D,
estratto da una proteina di Stafilococco aureus A. Sono state
combinate CTA1-DD ed ISCOMs in un vaccino adiuvato
estremamente promettente ed utilizzabile quale vettore, CTAIDD / lSCOMs. Il vettore combinato è immunogenetico quando
iniettato sottocute, per via orale o nasale inducendo una forte
risposta immunitaria cellulare e umorale, incluse
le IgA
mucosali locali.
Questi richiede la proprietà di ribosilazione di ADP del
CTA1-enzima e l'effetto del vettore combinato ha un azione
sinergica di ISCOMs o CT, usato da solo. Gli antigeni potrebbero
essere incorporato in o appena mescolato col vettore nuovo. I
XIV
CTA1-DD e gli ISCOMS possono essere una nuova strategia per
la generazione di vaccini di mucosali potenti e sicuri.
Conclusioni
Come è stato sopra illustrato lo studio dei meccanismi
d’azione delle tossine batteriche sia a livello della membrana
cellulare che a livello del citoplasma, sta fornendo la possibilità
di utilizzare le tossine batteriche come chiave per “spegnere“ le
cellule neoplastiche o controllarne la crescita.
Il futuro ci porterà ad avere questa ulteriore arma per
combattere un male che purtroppo è ancora spesso inattaccabile
.
XV
Bibliografia
1. Takahashi, I., M. Marinaro, H. Kiyono, R. J. Jackson, I.
Nakagawa, K. Fujihashi, S. Hamada, J. D. Clements, K. L. Bost, and J. R.
McGhee. 1996. Mechanisms for mucosal immunogenicity and adjuvancy
of Escherichia coli labile enterotoxin. J. Infect. Dis. 173:627–635.
2. Tamura, S., H. Funato, T. Nagamine, C. Aizawa, and T.
Kurata. 1989. Effectiveness of cholera toxin B subunit as an adjuvant for
nasal influenza vaccination despite pre-existing immunity to CTB.
Vaccine 7:503–505.
3. Uzzau, S., R. Lu, W. Wang, C. Fiore, and A. Fasano. 2001.
Purification and preliminary characterization of the zonula occludens
toxin receptor from human (CaCo2) and murine (IEC6) intestinal cell
lines. FEMS Microbiol. Lett. 194:1–5.
4. van Ginkel, F. W., R. J. Jackson, Y. Yuki, and J. R. McGhee.
2000. The mucosal adjuvant cholera toxin redirects vaccine proteins into
olfactory tissues. J. Immunol. 165:4778–4782.
5. Vines, R. R., S. S. Perdue, J. S. Moncrief, D. R. Sentz, L. A.
Barroso, R. L. Wright, and T. D. Wilkins. 2000. Fragilysin, the
enterotoxin from Bacteroides fragilis, enhances the serum antibody
response to antigen co-administered by the intranasal route. Vaccine
19:655–660.
6. Waldor, M. K., and J. J. Mekalanos. 1996. Lysogenic
conversion by a filamentous phage encoding cholera toxin. Science
272:1910–1914.
7. 26. Wang, W., S. Uzzau, S. E. Goldblum, and A. Fasano.
2000. Human zonulin, a potential modulator of intestinal tight junctions.
J. Cell Sci. 24:4435–4440.
8. Yamamoto, S., H. Kiyono, M. Yamamoto, K. Imaoka, K.
Fujihashi, F. W. Van Ginkel, M. Noda, Y. Takeda, and J. R. McGhee.
1997. A nontoxic mutant of cholera toxin elicits Th2-type responses for
enhanced mucosal immunity. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 94:5267–5272.
XVI
9. Agren, L.C., Ekman, L., Lowenadler, B., Nedrud, J.G., and
Lycke, N. (1999) Adjuvanticity of the cholera toxin A1-based gene fusion
protein, CTA1-DD, is critically depen-dent on the ADP-ribosyltransferase
and Ig-binding activity.J Immunol 162: 2432-2440.
10. Agren, L., Sverremark, E., Ekman, L., Schon, K.,
Lowenadler, B., Fernandez, C., and Lycke, N. (2000) The ADPribosylating CTA1 -DD adjuvant enhances T cell-dependent and
independent responses by direct action on B cells involving antiapoptotic Bcl-2- and germinal center-promoting effects. J Immunol 164:
6276-6286.
11. Barton, G.M., and Medzhitov, R. (2002) Control of adaptive
immune responses by Toll-like receptors. Curr Opin Immu-nol 1^: 380383.
12. Choi, A.H., McNeal, M.M., Flint, JA, Basu, M., Lycke,
N.,Clements, J.D., etal. (2002) The level of protection against rotavirus
shedding in mice following immunization with a chimeric VP6 protein is
dependent on the route and the co-administered adjuvant. Vaccine 20:
1733-1740.
13. Czerkinsky, C., Andersson, G., Ferrua, B., Nordstrom,
I.,Quiding, M., Eriksson, K., et. al. (1991) Detection of human cytokinesecreting cells in distinct anatomical compartments. Immunol. Rev 119:
6-22.
14. Czerkinsky, C., Anjuere, F., McGhee, J.R., GeorgeChandy,A., Holmgren, J., Kieny, M.P., etal. (1999) Mucosal immunity
and tolerance: relevance to vaccine development. Immunol. Rev 170:
197-222.
15. De Magistris, M.T., Pizza, M., Douce, G., Ghiara, P.,
Dougan, G., and Rappuoli, R. (1998) Adjuvant effect of non-toxic
mutants of E. coli heatlabile enterotoxin following intranasal, oral and
intravaginal immunization. Dev Biol Stand92:123-126.
16. Dickinson, B.L., and Clements, J.D. (1995) Dissociation of
Escherichia
coli
eat-labile
enterotoxin
adjuvanticity
from
ADP-
ribosyltransferase activity. Infect Immun 63: 1617-1623.
XVII
17. Douce, G., Giuliani, M.M., Giannelli, V., Pizza, M.G., Rappuoli, R., and Dougan, G. (1998) Mucosal immunogenicity of genetically
detoxified derivatives of heat labile toxin from Escherichia coli [In
Process Citation]. Vaccine 16: 1065- 1073.
18. Edelman, R. (1997) Adjuvants for the future. In New
Gener-ation Vaccines. Woodrow, G.C., Levine, M.M., Kaper, J.B., and
Cobon, G.S. (eds). w York: Marcel Dekker, Inc., pp173-192.
19. Eriksson, K., Fredriksson, M., Nordstrom, I., and
Holmgren,J. (2003) Cholera toxin and its B subunit promote dendritic
cell vaccination with different influences on Th1 and Th2 development.
Infect Immun 71: 1740-1747.
20. Freytag, L.C., and Clements, J.D. (1999) Bacterial toxins as
mucosal adjuvants. Curr Top Microbiol Immunol 236: 215-236.
Fujihashi, K., Kato, H., van Ginkel, F.W., Koga, T., Boyaka,P.N., Jackson,
R.J., etal. (2001) A revisit of mucosal IgA immunity and oral tolerance.
Acta Odontol Scand 59: 301-308.
21. Fujihashi, K., Koga, T., van Ginkel, F.W., Hagiwara, Y., and
McGhee, J.R. (2002) A dilemma for mucosal vaccination: efficacy versus
toxicity using enterotoxin-based adjuvants.Vaccine 20: 2431-2438.
22. Gagliardi, M.C-, Sallusto, F., Marinaro, M., Langenkamp,
A., Lanzavecchia, A., and De Magistris, M.T. (2000) Colera toxin induces
maturation of human dendritic cells and licences them for TD2 priming.
Eur J Immunol 30: 2394-2403.
23. Gardby, E., Wrammert, J., Schon, K., Ekman, L., Leanderson, T., and Lycke, N. (2003) Strong differential regulation of serum and
mucosal IgA responses as revealed in CD28-deficient mice using cholera
toxin adjuvant. J Immunol 170:55-63.
24. Giuliani, M.M., Del Giudice, G., Giannelli, V., Dougan,
G.,Douce, G., Rappuoli, R., and Pizza, M. (1998) Mucosal adjuvanticity
and immunogenicity of LTR72, a novel mutant of escherichia coli heatlabile enterotoxin with partial knockout of ADP-ribosyltransferase
activity [In Process Citation]. J Exp Med 187: 1123-1132.
25. Gluck, R., Mischler, R., Durrer, P., Purer, E., Lang,
A.B.,Herzog, C., and Cryz, S.J., Jr (2000) Safety and immuno-genicity of
XVIII
intranasally administered inactivated trivalent virosome-formulated
influenza vaccine containing Escher-ichia coli heat-labile toxin as a
mucosal adjuvant. J Infect D/s181: 1129-1132.
26.Granucci, F., and Ricciardi-Castagnoli, P. (2003) Interactions of bacterial pathogens with dendritic cells during invasion of
mucosal surfaces. Curr Opin Microbiol 6: 72-76.
27. Grdic, D., Smith, R., Donachie, A., Kjerrulf, M., Hornquist,
E.,Mowat, A., and Lycke, N. (1999) The mucosal adjuvant effects of
cholera toxin and immune-stimulating complexes differ in their
requirement for IL-12, indicating different path-ways of action. Eur J
Immunol 29: 1774-1784.
28. de Haan, L., Verweij, W., Agsteribbe, E., and Wilschut,
J.(1998) The role of ADP-ribosylation and G (Ml)-binding activity in the
mucosal immunogenicity and adjuvanticity of the Escherichia coli heatlabile enterotoxin and Vibrio chol-erae cholera toxin [In Process
Citation]. Immunol Cell Biol76: 270-279.
29. Hamann, A., Andrew, D.P., Jablonski-Westrich, D., Holzmann, B., and Butcher, E.C. (1994) Role of a4-integrins in lymphocyte
homing to mucosal tissues in vivo. J Immunol 152: 3282-3293.
30. Holmgren, J., Czerkinsky, C., Lycke. N., and Svennemolm
A.-M. (1904) Strategies for the induction of immune responses at
mucosal surfaces making use of cholera toxin B subunit as immunogen,
carrier and adjuvant. Am J Med Hyg 50: 42-54.
31. Hu, K.F., Lovgren-Bengtsson, K., and Morein, B. (2001)
Immunostimulating complexes (ISCOMs) for nasal vacci-nation. Adv
Drug Deliv Rev 51: 149-159. lijima, H., Takahashi, I., and Kiyono, H.
(2001) Mucosal immune network in the gut for the control of infectious
diseases. Rev Med Virol 11:117-133.
32. Jang, M.H., Kweon, M.N., Hiroi, T., Yamamoto, M., Takahashi, I., and Kiyono, H. (2003) Induction of cytotoxic T lymphocyte
responses by cholera toxin-treated bone marrow-derived dendritic cells.
Vaccine 21: 1613-1619.
33. Kelsall, B.L, and Strober, W. (1996) Distinct populations of
dendritic cells are present in the subepithelial dome and T cell regions of
the murine Peyer's patch. J Exp Med 183:237-247.
XIX
34. Levine, M.M. (2003) Can needle-free administration of
vaccines become the norm in global immunization? Nat Med 9: 99-103.
35. Levine, M.M., and Dougan, G. (1998) Optimism over
vaccines administered via mucosal surfaces. Lancet 351:1375-1376.
36. Levine. M.M., Black, R.E-, Clements, M.L, Lanata, C.,
Sears,
S., Honda, T., etal. (1984) Evaluation in humans of atten-uated
Vibrio cholerae El Tor Ogawa strain Texas Star-SR as a live oral vaccine.
Infect Immun 43: 515-522.
37. Lycke, N. (1997) The mechanism of cholera toxin
adjuvantic-ity [In Process Citation]. Res Immunol 148: 504-520.
38. Matzinger, P., and Guerder, S. (1989) Does T-cell tolerance
require a dedicated antigen-presenting cell? Nature 338:74-76.
39. McGhee, J.R., Marinaro, M., Takahashi, I., Jackson, R.J-,
Clements, J., Staats, H.F., et al. (1994) Vaccines for mucosal
immunity: unique delivery systems and immune response analysis for
TH1/TH2 and IgE/lgA B cells. Mucosal Immunol Update 2: 21.
40. Mestecky, J., Abraham, R., and Ogra, P.L. (1994) Common
mucosal immune system and strategies for the develop-ment of vaccines
effective at the mucosal surfaces. In Handbook of Mucosal Immunolgy.
Ogra, P.L., Mestecky, J., Lamm, M.E., Strober, W., McGhee, J.R., and
Bienen-stock, J. (eds). San Diego: Academic Press Inc., pp. 357-372.
41. Morein, B., Sundquist, B., Hoglund, S., Dalsgaard, K., and
Osterhaus, A. (1984) Iscom, a novel structure forantigenic presentation
of membrane proteins from enveloped viruses. Nature 308: 457-462.
42. Mowat, A.M., and Viney, J.L. (1997) The anatomical basis
of intestinal immunity. Immunol Rev 156: 145-166. Mowat, A.M., Smith,
R.E., Donachie, A.M., Furrie, E., Grdic, D., and Lycke, N. (1999) Oral
vaccination with immune stimulating complexes. Immunol Lett 65: 133140.
43.
Mowat, A.M., Donachie, A.M., Jagewall, S., Schon, K.,
Lowenadler, B., Dalsgaard, K., et al. (2001) CTA1-DD-immune
stimulating complexes: a novel, rationally designed combined mucosal
XX
vaccine adjuvant effective with nanogram doses of antigen. J Immunol
167: 3398-3405.
44. Ohmura, M., Yamamoto, M., Kiyono, H., Fujihashi,
K.,Takeda, Y., and McGhee, J.R. (2001) Highly purified mutant E112K of
cholera toxin elicits protective lung mucosal immunity to diphtheria
toxin. Vaccine 20: 756-762.
45. Palucka, K., and Banchereau, J. (2002) How dendritic cells
and microbes interact to elicit or subvert protective immune responses.
Curr Opin Immunol 14: 420-431.
46. Rescigno, M., Urbano, M., Valzasina, B., Francolini,
M.,Rotta, G., Bonasio, R., etal. (2001) Dendritic cells express tight
junction proteins and penetrate gut epithelial mono-layers to sample
bacteria. Nat Immunol 2: 361-367.
47. Ricciardi-Castagnoli, P., and Granucci, F. (2002) Opinion:
interpretation of the complexity of innate immune responses by
functional genomics. Nat Rev Immunol 2:881-889.
48. Russell, M.W., Martin. M.H., Wu, H.Y., Hollingshead, S.K,Moldoveanu, Z., and Mestecky, J. (2000) Strategies of immunization
against mucosal infections. Vaccine 19(Suppl.1):S122-S127.
49. Sharpe, A. (1995) Analysis of costimulation in vivo using
transgenic and knockout mice. C 0 Imm 7: 389-395. Shreedhar, V.K.,
Kelsall, B.L, and Neutra, M.R. (2003) Cholera toxin induces migration of
dendritic cells from the sub- epithelial dome region to T- and B-cell areas
of Peyer's patches. Infect Immun 71: 504-509.
50. Simmons, C.P., Mastroeni, P., Fowler, R., Ghaemmaghami, M., Lycke, N., Pizza, M., et al. (1999) MHC class l-restricted
cytotoxic lymphocyte responses induced by enterotoxin-based mucosal
adjuvants. J Immunol 163:6502-6510.
51.
Smith,
R.E.,
Donachie,
A.M.,
and
Mowat,
A.M.
(1998)Immune stimulating complexes as mucosal vaccines. Immunol
Cell Biol 76: 263-269.
XXI
52. Steinman, P.M., Turiey, S., Mellman, I., and Inaba, K.
(2000) The induction of tolerance by dendritic cells that have cap-tured
apoptotic cells [comment]. J Exp Med 191:411-416.
53. Strober, W., and Ehmardt, R. (1994) Regulation of IgA B
cell development. In Handbook of Mucosal Immunology. Ogra,P.,
Strober, W., Mestecky, J., McGhee, J., Lamm, M., and Bienenstock, J.
(eds). San Diego: Academic Press, pp. 159-176.
54. Sundquist, M., Johansson, C., and Wick, M.J. (2003) Dendritic cells as inducers of antimicrobial immunity in vivo. 4PM/S112: in
press.
55. Underbill, D.M., and Ozinsky, A. (2002) Toll-like receptors:
key mediators of microbe detection. Curr Opin Immunol 14:103-110.
56. Vajdy, M., Kosco-Vilbois, M.H., Kopf, M., Kohler, G., and
Lycke, N. (1995) Impaired mucosal immune responses in Interieukin 4targetd mice. J Exp Med 181: 41-53.
57. Viney, J.L., Mowat, A.M., O'Malley, J.M., Williamson, E.,
and Fanger, N.A. (1998) Expanding dendritic cells in vivo enhances the
induction of oral tolerance. J Immunol 160:5815-5825.
58. Vogel, F.R. (1995) Immunologic adjuvants for modern vaccine formulations. Ann NYAcad Sci 754: 153-160.
59. Weiner, H.L. (2001) Oral tolerance: immune mechanisms
and the generation of Th3-type TGF-beta-secreting regu-latory cells.
Microbes Infect 3: 947-954.
60. Williamson, E., Westrich, G.M., and Viney, J.L. (1999)
Mod-ulating dendritic cells to optimize mucosal immunization protocols.
J Immunol 163: 3668-3675.
61. Yamamoto, S., Takeda, Y., Yamamoto, M., Kurazono, H.,
Imaoka, K., Yamamoto, M., et al. (1997) Mutants in the ADPribosyltransferase cleft of cholera toxin lack diarrhe-agenicity but retain
adjuvanticity. J Exp Med 185: 1203-1210.
XXII
62. Yamamoto, M., Kiyono, H., Yamamoto, S., Batanero, E.,
Kweon, M.N., Otake, S., er al. (1999) Direct effects on antigen-presenting
cells and T lymphocytes explain the adjuvanticity of a nontoxic cholera
toxin mutant. J Immunol 162:7015-7021.
63. Yamamoto, M., Rennert, P., McGhee, J.R., Kweon, M.N.,
Yamamoto, S., Dohi, T., et al. (2000a) Alternate mucosal immune
system: organized Peyer's patches are not required for IgA responses in
the gastrointestinal tract. J Immunol 164: 5184-5191.
64. Yamamoto, M., Kiyono, H., Kweon, M.N., Yamamoto, S.,
Fujihashi, K., Kurazono, H., et al. (2000b) Enterotoxin adjuvants have
direct effects on T cells and antigen-presenting cells that result in either
interleukin-4-dependent
or
-independent
immune
responses.
J
InfectD/s182: 180-190.
XXIII