A Review on the Role of Mucosal Stimulation for Induction of Protective Immunity and its Challenges

Abstract

Pasaulē visizplatītākās ir gļotādu infekcijas. Tās sastāda ievērojamu mirstības iemeslu daļu. Literatūras apskata mērķis ir atspoguļot aizsargājošo gļotādu imūnās sistēmas nozīmi un izaicinājumus gļotādu imūnās stimulācijas un vakcīnu radīšanā. Svarīgākais gļotādu imūnās sistēmas komponents ir IgA, kuram piemīt sevišķas īpašības. Tas atrodas visu gļotādu sekrētos un nodrošina gļotādu aizsardzību, neizraisot iekaisuma procesu un audu bojājumu. Bez tam IgA neitralizē antigēnus, izraisot sterilizējošu imūnitāti un nomācot mikrobu transmisiju. Gļotādas katru dienu saskaras ir milzīgu mikrobu skaitu, vairums no kuriem nav patogēni. Bez tam gļotādas, īpaši zarnas, apdzīvo komensālie mikrobi. Tie veicina imūnās sistēmas homeostāzi, tieši orālo toleranci un imūno izslēgšanu, kas rada līdzsvaru starp mikrobiem un organisma aizsargājošo imunitāti. Šī gļotādu imūnās sistēmas īpašība ietekmē gļotādu vakcīnu imunogenitāti salīdzinot ar parenterālām vakcīnām. Patreiz licenzētās gļotādu vakcīnas ir vai nu dzīvās atenuētās vai inaktivētās vakcīnas. Tās ir imunogēnas un piemērotas izdzīvošanai gļotādu vides apstākļos, bet tās var radīt blaknes un nepieciešamību izmantot adjuvantus šo vakcīnu efektivitātes paaugstināšanai. Adjuvanti tieši vai netiešā veidā stimulē imūno atbildi vai vienkārši palīdz nogādāt vakcīnas daļiņas imūnās sistēmas šūnām gļotādās, palielinot antigēna ekspozīciju.

The prevalence of mucosal infections is a burden worldwide, contributing significantly to mortality. This literature review aims to evaluate the importance of the mucosal immune system in producing protective immunity while also reviewing challenges concerning vaccine design. An important player is the unique antibody IgA, which has special properties allowing it to withstand the hostile environment covering the mucosa. Imitating the course of natural infection, secretory IgA can prevent infection before it can initiate proinflammatory pathways causing tissue disruption. Furthermore, neutralisation of the antigen may create so-called sterilising immunity with the ability to inhibit transmission. The mucous membranes are exposed to a multitude of antigens every day, and the vast majority of those are not harmful. Additionally, commensal bacteria inhabit mucosal membranes, especially in the gut. The stimulation of homeostatic mechanisms, namely, oral tolerance and immune exclusion, are necessary to maintain a mutualistic relationship with commensal bacteria. This significantly affects vaccine design as antigens must be substantially more immunogenic to induce an immune response than parenteral vaccines. Currently, licensed vaccines are either live-attenuated or inactivated. They have high intrinsic immunogenicity and are naturally adapted to survive in a hostile environment. However, their potential to cause adverse effects prompts the need for suitable adjuvants to produce subunit vaccines. Adjuvants are generally either direct or indirect stimulators of the immune system or purely delivery vehicles enhancing antigen exposure.