VIB en UGent leiden een Europees Netwerk dat meer dan 8 miljoen euro binnenhaalde voor de ontwikkeling van een nieuwe vaccintechnologie tegen bacteriële infecties. In een consortium, “Baxerna”,  zullen VIB, UGent, UZ Gent, VUB, ULB, het Pasteur Instituut, het Radboud Medisch Center en het Karolinska Instituut, onder leiding van Profs. Lennart Martens en Francis Impens (VIB-UGent) op zoek gaan naar nieuwe antibacteriële mRNA-vaccins als preventief middel in de strijd tegen antimicrobiële resistentie.

Daarbij zal er in eerste instantie worden gefocust op ziekteverwekkers als Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium ulcerans en Acinetobacter baumannii. De eerste klinische studies zullen gebeuren aan het UZ Gent in samenwerking met het Centrum voor Vaccinologie (CEVAC).

Antimicrobiële resistentie (AMR) treedt op wanneer bacteriën of andere micro-organismen zoals virussen, schimmels en parasieten niet meer reageren op antibiotica. Het fenomeen baart de medische wereld al langer kopzorgen. Zo riep de WHO antimicrobiële resistentie eerder al uit als een van de top 10 belangrijkste bedreigingen voor de wereldwijde volksgezondheid. AMR kan er immers voor zorgen dat klassieke geneesmiddelen niet meer volstaan om infecties te behandelen en dat chirurgische ingrepen en kankerbehandelingen in de toekomst uiterst gevaarlijk kunnen worden vanwege het risico op besmetting met resistente kiemen.

Volgens de cijfers sterven er wereldwijd meer dan 1 miljoen mensen per jaar aan infecties die door resistente bacteriën worden veroorzaakt. Dat cijfer zal zonder maatregelen alleen maar oplopen: naar verwachting zal AMR zonder nieuwe behandelingen tegen 2050 meer mensen doden dan kanker. Om een antwoord te bieden op die groeiende maatschappelijke nood, gaan VIB en UGent nu dankzij een Europese subsidie van 5.3 miljoen euro hun expertise in geavanceerde massaspectrometrie, artificiële intelligentie, immunopeptidomics en ervaring in mRNA vaccin technologie combineren om preventieve antibacteriële vaccins te ontwikkelen. Dergelijke vaccins kunnen bijdragen tot de preventie van bacteriële infecties en zo de consumptie van antibiotica verder drukken. Samen met onderzoeksmiddelen van VUB, betekent de subsidie een injectie van bijna 6 miljoen euro in het Vlaamse vaccinonderzoek.

Anticiperen op de verdedigingslinies van bacteriën

De huidige generatie antibacteriële vaccins wordt ontwikkeld op basis van een afgezwakte of dode bacterie die als antigeen wordt geformuleerd en zo een immuunreactie in ons lichaam teweeg kan brengen. Hoewel dergelijke vaccins al goed blijken te werken tegen extracellulaire bacteriën – bacteriën die zich tussen onze cellen in ons lichaam begeven – ligt er nog een grote uitdaging bij de zogenaamde intracellulaire bacteriën, die een cel kunnen binnendringen en zich zo beter van het immuunsysteem kunnen afschermen.

Ons lichaam kan dergelijke infecties aanvallen doordat het kleine stukjes peptiden, fragmenten van afgebroken bacteriële eiwitten, kan herkennen op het oppervlak van geïnfecteerde cellen. Zo kan ons immuunsysteem geïnfecteerde cellen toch opruimen. Het ontrafelen van die antigene peptiden en de bacteriële eiwitten waarvan ze afkomstig zijn, is dan ook cruciaal om doeltreffende vaccins tegen intracellulaire bacteriën te ontwikkelen. Eenmaal gekend, en kunnen zulke antigene eiwitten dankzij de expertise van Prof. Karine Breckpot (VUB) ​ in mRNA worden gecodeerd. Vervolgens kunnen mRNA vaccins op hun beurt ons immuunsysteem trainen om geïnfecteerde cellen reeds in een zeer vroeg stadium van een infectie aan te vallen. Daar hoopt het consortium nu dus vooruitgang te boeken.

Francis Impens, VIB-UGent Centrum voor Medische Biotechnologie: “Met Baxerna kunnen we eindelijk vooruitkijken naar nieuwe manieren om antibacteriële vaccins te ontwikkelen. Samen met het labo van Prof. Martens kunnen we geavanceerde massaspectrometrie en artificiële intelligentie gebruiken om bacterie-specifieke antigene eiwitten te identificeren en te analyseren. Op basis daarvan kunnen we een RNA-molecule ontwerpen die voor een specifiek bacterieel antigen wordt gecodeerd. Die RNA-molecule kan op haar beurt de basis van een vaccin vormen, wat toelaat om ons immuunsysteem preventief te trainen tegen dergelijke infecties.”

Gentse spitstechnologie en internationale expertise

Het Baxerna consortium brengt voor dit ambitieuze project de expertise van tal van onderzoeksinstellingen samen. Niet in het minst speelt de Gentse expertise in nanotechnologie en meer specifiek in het formuleren van mRNA vaccins een belangrijke rol. Daarvoor steunt Baxerna op de onderzoeksgroepen van dr. Ine Lentacker en Prof. Stefaan De Smedt van UGent. De nauwe samenwerking tussen VIB, UGent, en UZ Gent reflecteert de ambitie om uit te groeien tot een toonaangevend academisch en klinisch center voor de ontwikkeling van geavanceerde cel- en genproducten. GATE, het Gentse multiStdisciplinaire platform voor bench-to-bedside translatie van gen en celtherapie, ondersteunt deze ambitie.

Sterkere immuunrespons

​Dankzij de deelname van UGent kan Baxerna ook rekenen op een gepatenteerde mRNA vaccintechnologie waarbij een bacterieel adjuvant partikel aan de vaccins wordt toegevoegd, waardoor een bredere en sterkere immuunrespons kan opgewekt worden. Naast UGent en VUB zullen ook immunologie-experten van het Franse Pasteur Instituut en het Nederlandse Radboud Medisch Center betrokken zijn om in detail ​ de immuunrespons op de mRNA-vaccins te bestuderen. Preklinische testen naar safety en potency zullen gebeuren aan het Karolinska instituut in Zweden.

Bovendien heeft het consortium de ambitie om een pijplijn van antibacteriële mRNA vaccins te ontwikkelen die voor het eerst in klinische studies in het UZ Gent kunnen worden getest. Die studies zullen in samenwerking met het UZ Gent en Isabel Leroux-Roels van CEVAC verlopen. Zo zullen er in eerste instantie voor tuberculose kandidaatvaccins ontwikkeld worden die in een Fase I klinische studie aan het UZ Gent en in samenwerking met CEVAC onder leiding van Prof. Isabel Leroux-Roels zullen worden getest.