Het vaccin als onmisbare handlanger

Vandaag zijn alle ogen gericht op de ontwikkeling van een vaccin dat ons tegen covid-19 beschermt. Sinds ruim twee eeuwen redden vaccins mensenlevens. Maar wat zit erin? Hoe beïnvloeden ze ons immuunsysteem? Welke zijn een must? En wat mogen we verwachten van de nieuwkomer(s)?

We evolueren richting een preventieve gezondheidszorg, waarbij levenslang vacci- neren een steunpi- laar vormt, met aangepaste vaccinatieschema’s voor elke leeftijd. 50-plussers hebben immers andere noden dan baby’s of adolescenten. Zo maakten de meeste babyboomers zelf een mazeleninfectie door, waardoor ze levenslang beschermd zijn. Maar voor jongere generaties is dat vaccin wel een must.

Met het ouder worden neemt de alertheid van je afweersysteem af. Verschillende processen spelen een rol bij deze slijtageslag. Zo nemen de natuurlijke barrières tegen virusdeeltjes, zoals je slijmvlies, af. Ook je witte bloedcellen worden minder talrijk en boeten aan slagkracht in. Dat zorgt voor een minder goede immuunrespons op vaccins. Om dat op te vangen kunnen een hogere dosering, het gebruik van hulpstoffen, alternatieve toedieningswijzen en andere vaccinatieschema’s helpen. Ook de samenstelling van de vaccins wordt, dankzij nieuwe inzichten, vernuftiger, veiliger en doelgerichter.

Wat zit er in een vaccin?

Vaccins moeten je beschermen tegen gevaarlijke infectieziekten veroorzaakt door virussen of bacteriën, zoals polio, mazelen, griep, tetanus of kinkhoest. “Ze bevatten onderdelen van die virussen of bacteriën, of soms levend afgezwakte virusdeeltjes. Daarnaast bevatten ze hulpstoffen en zitten er soms ook reststoffen in”, verduidelijkt vaccin- specialist en epidemioloog prof. Pierre Van Damme (Universiteit Antwerpen). Stoffen, zoals aluminium of formaldehyde, zorgden in het verleden voor controverse omdat ze schadelijk zouden zijn. “Maar dat klopt niet. Die stoffen zitten erin om je immuunsysteem te trainen en te helpen, om de werkzaamheid van het vaccin op te krikken, de toediening te vergemakkelijken of de houdbaarheid te verlengen. Zo zorgt aluminium ervoor dat de werkzame stof wordt afgeleverd bij de juiste receptoren in je lichaam. De dosering van die stoffen ligt ver onder de grens van wat schadelijk kan zijn”, weerlegt Van Damme.

Reststoffen zijn substanties die tijdens het productieproces zijn gebruikt, waarvan soms kleine resten in het uiteindelijke vaccin achterblijven, maar geen impact hebben. “Een vaccin zelf maakt je niet ziek. Soms ervaar je tijdelijk lichte bijwerkingen, zoals koorts of roodheid en zwelling op de prikplek. Uitzonderlijk – bij één op één miljoen mensen – treedt er een ernstige allergische reactie op.”

Vaccin in actie

Zodra een vaccin je lichaam binnenkomt, wordt het daar opgemerkt als een lichaamsvreemde stof. Je immuunsysteem reageert dan door antistoffen en immuuncellen te produceren tegen de indringer, de actieve immunisatie. Tegelijk wordt de code van de infiltrant opgeslagen in de geheugencellen van je immuunsysteem. Wanneer je dan later wordt blootgesteld aan de echte ziektekiem, zullen de geheugencellen deze gauw herkennen en je afweercellen mobiliseren tot een snelle en gerichte actie. Zo krijgt het virus of de bacterie geen kans om je lichaamscellen binnen te dringen en die ziek te maken.

Anders dan geneesmiddelen, die je neemt wanneer je klachten hebt en ziektekiemen zijn binnengedrongen, werkt een vaccin preventief. Dat je door een vaccin geen griep, pneumokokken of kinkhoest oploopt, ook al word je besmet, merk je niet of nauwelijks. Daarom twijfelen sommigen aan het nut van vaccins. “Een vaccin is zoals een brandpolis. Ook daar ervaar je pas het nut van als je huis vuur vat.”

Levend, niet-levend of DNA-vaccin?

Het allereerste vaccin werd zo’n 200 jaar geleden in Europa ingezet tegen pokken. Het was een zogeheten levend afgezwakt type, gebaseerd op het mildere koepokkenvirus, dat mensen resistent maakte tegen het gevaarlijke pokkenvirus. Ook vaccins tegen mazelen, bof, rubella, windpokken en rotavirus zijn levend afgezwakte types. Men vertrekt van de ziektekiem zelf, die vervolgens wordt bewerkt tot een vaccin, via verschillende technieken. “Het originele virus kan worden afgezwakt door een passage in celculturen, door het chemisch te verzwakken of door te vertrekken van een minder virulent verwant dierlijk virus. Deze types zijn erg efficiënt in het blokkeren van de ziektekiem en bieden meestal levenslang bescherming, maar ze zijn niet voor iedereen geschikt: je kan ze niet toedienen aan zwangeren of mensen met een immuunstoornis, omdat een klein risico bestaat dat het afgezwakte vaccin hen toch besmet”, legt Van Damme uit.

Daarnaast worden tal van niet-levende of geïnactiveerde vaccins ingezet. “Vroeger werden daarvoor hele ziektekiemen gedood en vervolgens als basis voor een vaccin gebruikt. Door nieuwe technologie kunnen we vandaag exact die onderdelen van bacteriën of virussen selecteren die zorgen dat de kiem je lichaamscellen kan binnendringen. Meestal zijn dat oppervlakte-eiwitten of suikers. Deze specifieke antigenen worden dan het doelwit van het vaccin. Door antistoffen te zoeken om die antigenen te blokkeren, kunnen we de ziekteverwekker onschadelijk maken.” Geïnactiveerde vaccins leveren een minder lange immuniteit op, waardoor een of meerdere herhalingen nodig zijn.

Een recente ontwikkeling zijn de DNA-vaccins, die nu al in de diergeneeskunde worden gebruikt, maar voor mensen nog grotendeels in de testfase zitten. Bij dit soort vaccins wordt een genetische code voor bepaalde eiwitten van een virus in je cellen geïnjecteerd.

Van lab tot dosis

Ten vroegste begin 2021 verwachten wetenschappers een vaccin tegen covid-19. De weg die een kandidaat-vaccin moet afleggen om zijn slagkracht en veiligheid te bewijzen, is namelijk vastgelegd in wetenschappelijke protocols, met beperkte mogelijkheden tot shortcuts. Alles start met het ontwerpen van een of meer kandidaat-vaccins. “De veiligheid en werking worden eerst nagegaan bij een kleine groep proefdieren, doorgaans muizen. Nadien volgen meer geschikte proefdieren, die dezelfde of gelijkaardige receptoren hebben als de mens. Voor het covid-19-vaccin blijken hamsters het meest geschikt.”

Bij die grotere groep vindt een animal challenge plaats. De helft van de dieren krijgt het vaccin toegediend, de andere helft een placebo, waarna de hele groep aan het pathogeen (virus of bacterie) wordt blootgesteld. “Dat geeft een goede indicatie of de dieren de juiste afweerreactie vertonen en het vaccin slaagt in zijn opzet”, aldus Van Damme. Zijn de resultaten gunstig, dan volgt een aanvraag om met klinische tests bij mensen te starten.

Die verlopen in drie fasen. Eerst wordt bij een kleine groep (50 tot 100 mensen) de veiligheid, afweerreactie en tolerantie voor verschillende doseringen nagegaan. Indien succesvol, wordt die oefening in de tweede fase grondiger overgedaan op een veel grotere groep. In de finale fase wordt dan de bescherming aangetoond op duizenden vrijwilligers die kans lopen op besmetting. “Bij de ebola-epidemie enkele jaren terug in Afrika, had één bedrijf net op tijd een kandi- daat-vaccin klaar om het ter plekke te testen. Maar meestal neemt de derde fase jaren in beslag”, aldus Van Damme.

De race om het Covid-19-vaccin

Toen we Pierre Van Damme interviewden, waren ruim 70 bedrijven en instellingen wereldwijd aan de ontwikkeling van een covid-19-vaccin bezig. Dat moet in 2021 resulteren in verschillende vaccins, geproduceerd door meerdere bedrijven. In ons land starten nog deze zomer de eerste studies op mensen. “Belangrijk in de strijd tegen een pandemie, is dat het vaccin eenvoudig kan worden toegediend, aan zoveel mogelijk mensen en liefst in één dosis. In plaats van via een prik, misschien via een neusspray of via de huid”, hoopt Van Damme.

Mogelijke shortcuts

Bij de race om dit vaccin worden ook shortcuts verkend, die afwijken van het normale ontwikkelingstraject. “Een aantal bedrijven slaat de stap met dierproeven over en begint meteen te testen op mensen, na toelating van de autoriteiten. Dat kan omdat ze vertrekken van bestaande vaccinmodellen, zoals tegen ebola of griep, die in het verleden al uitvoerig op veiligheid zijn getest. Om te beschermen tegen een ander virustype, behoud je dan als het ware de motor, maar je vervangt de carrosserie eromheen.”

Een andere shortcut is de lange derde fase vervangen door een gecontroleerd model van menselijke besmetting (Controlled Human Infection Model). “Daarbij worden vrijwilligers, van wie een deel wel en niet gevaccineerd is, blootgesteld aan covid-19. Zo kan je bij een beperkte groep, op korte tijd, heel goed de werkzaamheid aantonen. Dat is in het verleden onder meer al toegepast bij griepvaccins. Maar die versnelde aanpak kan enkel als er een goede behandeling voor covid-19 wordt gevonden. Momenteel zijn er onder wetenschappers zowel voor- als tegenstanders van die aanpak.”

Universeel vaccin?

Alle onderzoeken spitsen zich toe op de huidige coronastam. “Wanneer er na verloop van tijd mutaties van dit virus gaan circuleren, kan worden gezocht naar een gemeenschappelijk deeltje binnen de coronavirussen. Op basis daarvan kan je een universeel vaccin ontwerpen, dat tegen alle stammen beschermt.”