DESARROLLO DE VACUNAS CONTRA HANTAVIRUS: los desafíos de una enfermedad huerfana

Laboratorio de Virología Molecular

Nicole D. Tischler, Ph.D.Profesora Asociada & Investigadora principal

ntischler@cienciavida.org

CONTENIDOS

1. Clasificación & Epidemiología

2. Prevención & Tratamientos disponibles

3. Etapas de desarrollo de una vacuna

4. Etapas de desarrollo de vacunas contra hantavirus

5. Proyecciones

ENFERMEDAD ZOONOTICA POR HANTAVIRUS EN HUMANS

CDC: Patógeno de Categoría A(Enfermedad infecciosa aguda más letal en America)

No existen antiviralesNo existen vacunas aprobadas por la FDA/MinsalChile

ENFERMEDAD HANTAVIRUS EN HUMANS: NOTIFICACIÓN OBLIGATORIA

http://epi.minsal.cl/hantavirus-materiales-relacionados/

PATRICIA CONTRERAS C.Departamento de Enfermedades Transmisibles DIPRECE Subsecretaría de Salud Pública

CHRISTIAN GARCÍA C.Departamento de Enfermedades Transmisibles DIPRECE Subsecretaría de Salud Pública

PATRICIA KRAEMER G.Secretaría Técnica GES DIPRECE Subsecretaría de Salud Pública

CARLOS PAVLETIC B.Unidad de Zoonosis DIPOL Subsecretaría de Salud Pública

ELIECER VILLAGRA C.Instituto de Salud Pública

FERNANDO FUENZALIDA P.Departamento de Epidemiología DIPLAS Subsecretaría de Salud Pública

FERNANDO OTAÍZADepartamento de Calidad y Seguridad del Paciente. Subsecretaría de Redes AsistencialesFRANCISCA VALDIVIESO R.Clínica Alemana, Universidad del Desarrollo

JERÓNIMO GRAF S.Clínica Alemana, Universidad del Desarrollo

LORNA LUCO C.Jefe de División de Prevención y Control de Enfermedades (DIPRECE) Subsecretaría de Salud Pública

MARCELA FERRES G.Laboratorio de Infectología UC

PABLO VIAL C.Universidad del Desarrollo, Clínica Alemana

RICARDO BUSTAMANTE R.Departamento de Calidad y Seguridad del Paciente. Subsecretaría de Redes Asistenciales

VINKO TOMICIC F.Clínica Las Lilas

VIVIANA SOTOMAYOR P.Departamento de Epidemiología DIPLAS Subsecretaría de Salud Pública

MAURICIO TAPIA G.Hospital de Cohyaique

Marco Acuña B.Epidemiólogo Seremi de Salud de Aysén

Raúl Riquelme O.Hospital de Puerto Montt

Estudio de casos & alertas sanitarias

HANTAVIRUS ESTUCTURA

Bunyavirirales order – familia Hantaviridae

Gn/Gc

Olal & Daumke, Cell Reports 2016Guo et al., 2015

6x nucleoproteina

GnN-term4 nm

EMD 3364 Li et al., Cell Rep 2016

GPC:

Gn

Gc

Li et al., Cell Rep 2016

Guardado-Calvo et al., PlosPath 2016

PDB 5LJY

PDB 5FXU

3 segmentos de ssRNA(-)

Uso para diagnóstico

Inducción de anticuerpos neutralizantes

HANTAVIRUSES: HOSPEDEROS & EPIDEMIOLOGIA ENFERMEDADES

Adapted from Guo et al., 2013

Síndrome Pulmonar (HPS)>30% mortalidad

< 500 casos/año

Fiebre hemorrágica

con sindrome renal (FHSR)>1-10% mortalidad

~20.000 casos/año

Leve FHSR<0,1% mortalitdad

Nº casos desconocidos

Sigmodontinae/Neotominae Arvicolinae Murinae

HTNV

PUUV

SNV

ANDV

1993 1953

1980

1995

2002

2005

VACUNAS ACTIVAS & PASIVAS DISPONIBLES CONTRA FHSR (ASIA)

VIRUS INACTIVADOS Venta de 2 millones de dosis de vacunas/año- HTNV replicado en cerrebros de ratones (Hantavax)

Inactivado con formalina, administrado con hidroxido de alumnioLicenciada en Korea y ChinaNo aprobado en Europa ni EE.UU.

- HTNV replicado en cultivos celulares (China)

¿Eficacia? Epidemiología:China 1950-2007: > 1.5 millones de casos totales, > 46.000 Muertes (27.000 casos/año)Ahora: <20.000 casos/año

1 dosis >90%S seroconvergencia, solo ~23% anticuerpos neutralizantes PRNT502 dosis 45-87% anticuerpos neutralizantes PRNT50. Memoria 735 diasEfectos adversos grado 1 en 25-47%Eficacia inducción respuesta memoria dudosa, incluso luego de 3era dosis

(Schmaljohn ,C. 2012; Cho et al, 1999; Song et al, 2016)

VACUNAS ACTIVAS & PASIVAS DISPONIBLES CONTRA FHSR (ASIA)

Estudios clínicos fase II vacuna basada en ADN (codificando el segmento M de (HFRS, HNTV, PUUV) (Hooper et al, 2006)

Término fase II esperadoa 2019

VACUNAS ACTIVAS & PASIVAS DISPONIBLES CONTRA HPS

No existen vacunas preventivas contra HPS en humanos

Modelos de estudio:

(Hooper y colab., 2002; Safronetz 2014)

BSL4

Alternativas: Vacunas terapeuticas pasivas – anticuerpos neutralizantesProtección pre-y post-exposción en hamster/non-human primate animal models

(Xu et al., 2002; Custer et al., 2003; Brocato et al., 2013)

Plasmaféresis (HPS, ANDV, Chile): donantes sangre de pacientes sobrevivientes con Abs neutralizantesEstudio clínico abierto en Chile: reducción de mortalidad de 32% a 14% (Vial et al., 2014).

MINSAL: Banco de plasmas inmunes en Centro de Sangre Concepción & ValdiviaProblemática: Escases Ya sea por bajo número de casos, o por problemas donación (2018: Fiebre Q)

Líneas celulares Hamster Sirio Rhesus macaque

¿Queremos desarrollar una vacuna contra HPS? ¿Entidad interesada?

2018: 30 casos con 5 fallecidos (16,7%)

Disminución de % mortalidad- Mejor manejo paciente- Plasma inmune

1. Estado explorativo: Tiempo = 2-4 años; inversión ~0,6 millones US$Identifiación de antígenos qu podrían inducir respuesta inmune

Pruebas en animales: toxicidad & eficzacia

2. Transferencia tecnológica

3. Producción bajo Good Laboratory PracticesTiempo = 2 - 4 meses; 1 lote para 1 molecula = 80 - 150 mil US$

4. Estudios pre-clínicosTiempo = 12-18 meses; inversión 1 – 2 millones US$- Pruebas de toxicidad del producto en al menos 2 especies de animales- Dinámicas y Cinéticas del producto in vivo- Etc.

5. Estudios clínicos (fases 1-3).Tiempo = 4 - 6 años; inversión ~100 millones US$

6. Registros y comercialización

ETAPAS DE DESARROLLO DE VACUNAS

Investigadores

Entidad interesada

Fabricante

Médicos &Entidad Interesada

Entidad interesada

Actores:

Autoridades SanitariasVacunatorios,Usuarios

GnGc

(Tischler et al., Virology 2005)

IMMUNE DOMINANT EPITOPES ON ANDV Gn/Gc

NH2

COOH

NH2

COOH

MAbs against recombinant protein and peptides against at least 11 different, linear epitopes.

Epitope

MAbs

Gn

Gc

NEUTRALIZING ANTIBODIES AGAINST HANTAVIRUS Gn/Gc

The recognition of different epitopic regions in the 3D structure seems to be required for neutralizing activity of Mabs.

(Tischler et al., Virology 2005)

DESARROLLO DE INMUNÓGENO: PARTICULAS DE HANTAVIRUS (VLP)

Precursor de Glicoproteínas

(GPC)

Inmunización animales

Cultivo células HEK293FT

VLPs

VLP

STRUCTURAL CHARACTERIZATION OF VLPs

100nm

PU

UV

AN

DV

EM negative staining (PA)

Without fixation Fixed (GA)

Inmunogold EM(patient sera)

Bars 100 nm

Acuña et al, JVI 2014Patent application 2011, Assignment 2018

Antigenicidad:

RESPUESTA INMUNE CONTRA VLPS EN ANIMALES

Seroconversión de suero de ratónDesarrollo de plasma inmune en alpacas.Inducción de anticuerpos neutralizantes:

Colaboración con el Dr Alejandro Rojas, UACH

Las VLPs son buenos candidatos para ser usadas como inmunógenos en una vacuna contra hantavirus Andes y otros hantavirus que producen HPS

Aplicación 2011Nº 01085

Concedida 2018Nº registro 56362

1. Estado explorativo: Tiempo = 2-4 años; inversión ~0,6 millones US$Identifiación de antígenos qu podrían inducir respuesta inmune

Pruebas en animales: toxicidad & eficzacia

2. Transferencia tecnológica

3. Producción bajo Good Laboratory PracticesTiempo = 2 - 4 meses; 1 lote para 1 molecula = 80 - 150 mil US$

4. Estudios pre-clínicosTiempo = 12-18 meses; inversión 1 – 2 millones US$- Pruebas de toxicidad del producto en al menos 2 especies de animales- Dinámicas y Cinéticas del producto in vivo- Etc.

5. Estudios clínicos (fases 1-3).Tiempo = 4 - 6 años; inversión ~100 millones US$

6. Registros y comercialización

ETAPAS DE DESARROLLO DE VACUNAS

Investigadores

Entidad interesada

Fabricante

Médicos &Entidad Interesada

Entidad interesada

BSL4

- Costos de desarrollo:Inversión de tiempo, recursos para investigación y PI

- Propiedad intelectual y linceniamiento para permitir inversiòn

- Risco de inversión por inherencia producto y prognóstico de mercado corto y largo plazo

- Costo de cada dosis productoRelación costo de dosis y número de dosis que se producen es inverso

- Incentivo de regulación especial para enfermedades huerfanas: para estudios clínicos:Número de pacientesPago impuestos (menos 50%)Exclusividad del mercado 7-10 años

¿Criterio de vacunas contra enfermedades huerfanos en Chile?

Criterios Entidad Interesada para decidir el desarrollo de una vacuna

Phase 4Thousands patientslong-term effectivenessCost-effectiveness

Stan

dar

d c

ost

s: ~

10

0 m

illio

nU

SD,

8-1

5 y

ears

Escaso Nº casos HPS: Inducción anticuerpos neutralizantes

¿Políticas de “preparación” ante un posible brote?

¿Alianzas internacionales?

Ejemplo Ebola virus pandemia 2014

Aszenzi et al., 2007

Good

** VSIV

* indicates initiation of clinical trials 2014.

Ebola virus Prevención & Tratamiento

NIAID/GSK (ChAd3)Clinical trial started September 2014. Oxford, 60 volunteers, Mali 40 volunterres.Based on (chimp adenovirus type 3, a chimpanzee “cold” virus) as a vector to delivera small segment of genetic material from

the Zaire strain.Glaxo-Smith-Kline monthly capacity: 24.000 -230.000 dosis

Canadians NIH (rVSV-GpZAIRE)(licenced by NewLink Genetics Corp): Vesicular stomatitis virus (VSV) to deliver genetic material from Ebola to recipients’ cells.Canada had roughly 1,500 vials of vaccine made for clinical trials before the 2014 It has been tested in 6 macaques. October 2014: NIH-WalterRedArmy institute start clinical trial in the US WHO: recruited 250 voluteers to start vaccine in Switzerland, Germany, Gabon, Kenya.NewLink capacity, 52.000 to 5.2 million dosis (first ¼ 2015)

Ebolavirus outbreak: Human trials of LIVE VECTOR vaccines

WHO High-level meeting on ebola vaccines access and financing, Oct. 23rd 2014

Agradecimientos

Colaboradores:

Dr. Gonzalo Rojas, UACH

Dra. Marcela Ferrés, PUC

Laboratorio de Virología

Molecular:

Nicolás Muena

Dr. Rodrigo Acuña (Ex–alumni)

Dr. Nicolás Cifuentes (Ex– alumni)

Agradecimientos:

Dr. Marcela Ferrés

Dr. Marcelo López-Lastra

Dr. Rafael Medina

BLS3 – CIM, PUC, Chile

Financiamiento:

FONDECYT 1181799

CONICYT AFB170004 (Centro Excelencia)