Towards improved and broadly protective influenza vaccines
Bhide, Yoshita
IMPORTANT NOTE: You are advised to consult the publisher's version (publisher's PDF) if you wish to cite from it. Please check the document version below.
Document Version
Publisher's PDF, also known as Version of record
Publication date: 2018
Link to publication in University of Groningen/UMCG research database
Citation for published version (APA):
Bhide, Y. (2018). Towards improved and broadly protective influenza vaccines: Focus on delivery systems, routes of administration and animal models. Rijksuniversiteit Groningen.
Copyright
Other than for strictly personal use, it is not permitted to download or to forward/distribute the text or part of it without the consent of the author(s) and/or copyright holder(s), unless the work is under an open content license (like Creative Commons).
Take-down policy
If you believe that this document breaches copyright please contact us providing details, and we will remove access to the work immediately and investigate your claim.
Downloaded from the University of Groningen/UMCG research database (Pure): http://www.rug.nl/research/portal. For technical reasons the number of authors shown on this cover page is limited to 10 maximum.
Nederlandse samenvatting
Acknowledgements
Curriculum Vitae
List of publications
Appendices
Nederlandse samenvatting
Acknowledgements
Curriculum Vitae
List of publications
Appendices
178
neDeRlAnDSe SAMenVATTInG
Influenza, de echte griep, is een van de belangrijkste luchtweg aandoeningen en zorgt voor een erg hoge ziektelast. Vaccinatie is de belangrijkste manier om het influenza virus onder controle te houden. De vaccins die tegenwoordig voor de jaarlijkse inenting tegen influenza worden gebruikt bevatten drie of soms vier influenza stammen waarvan verwacht wordt dat ze gedurende het volgende griepseizoen in de bevolking zullen circuleren. Deze vaccins hebben echter vele tekortkomingen. Het belangrijkste probleem is dat zij alleen maar immuniteit opwekken tegen de virus varianten die in het vaccin aanwezig zijn. Het belangrijkste influenza antigen, het hemagglutinine (HA), is namelijk zeer variabel en antilichamen opgewekt tegen één variant van HA zijn niet in staat virussen met een andere variant te neutraliseren. Daarom kunnen deze vaccins geen bescherming bieden tegen influenza virussen die door antigene drift of antigene shift zijn veranderd. Antigene drift is de verandering van het HA eiwit door puntmutaties en is verantwoordelijk voor de jaarlijkse epidemieën. Antigene shift is de verandering van het virus door uitwisseling van het complete RNA segment dat codeert voor HA en kan resulteren in een pandemie. Sinds 1900 heeft de mens te maken gehad met 4 belangrijke pandemieën die een verwoestende uitwerking hebben gehad. Om toegerust te zijn voor toekomstige epidemieën maar vooral ook pandemieën is een universeel of algemeen beschermend influenza vaccin nodig. Er zijn een aantal kandidaat vaccins in ontwikkeling die tot nu toe echter alleen één voor één en niet in een directe vergelijking getest zijn. Het testen van deze vaccins gebeurt voornamelijk in muizen of fretten, diermodellen die alle twee hun nadelen hebben. Vandaar dat er behoefte is aan een ander diermodel. De huidige, meestal geïnactiveerde influenza vaccins, zijn beperkt stabiel en moeten via injectie worden toegediend. Een vaccin dat niet permanent gekoeld moet worden en dat via de luchtwegen kan worden toegediend zou een grote stap voorwaarts zijn.
Er is veel inspanning geleverd op het gebied van het verbeteren van het huidige influenza vaccin. Er zijn op dit moment vele nieuwe vaccin kandidaten in verschillende ontwikkelingsstadia. Ondanks alle inspanningen is er echter nog geen volmaakt influenza vaccin dat vergeleken met de huidige vaccins i) immunogener is of een bredere bescherming biedt, ii) stabieler is in verschillende fysiologische condities zodat de immunogeniciteit en effectiviteit niet beïnvloed worden en iii) veilig is om toe te dienen met minder of geen bijwerkingen. Een volmaakt vaccin zou ook een langere bescherming moeten bieden. Wat doen we verkeerd? Wat zou er verbeterd moeten worden in het huidige onderzoek? In dit proefschrift werden verschillende vaccinatiestrategieën en toedieningsmethoden onderzocht om bescherming tegen een brede reeks influenza virus stammen te bewerkstelligen.
178
neDeRlAnDSe SAMenVATTInG
Influenza, de echte griep, is een van de belangrijkste luchtweg aandoeningen en zorgt voor een erg hoge ziektelast. Vaccinatie is de belangrijkste manier om het influenza virus onder controle te houden. De vaccins die tegenwoordig voor de jaarlijkse inenting tegen influenza worden gebruikt bevatten drie of soms vier influenza stammen waarvan verwacht wordt dat ze gedurende het volgende griepseizoen in de bevolking zullen circuleren. Deze vaccins hebben echter vele tekortkomingen. Het belangrijkste probleem is dat zij alleen maar immuniteit opwekken tegen de virus varianten die in het vaccin aanwezig zijn. Het belangrijkste influenza antigen, het hemagglutinine (HA), is namelijk zeer variabel en antilichamen opgewekt tegen één variant van HA zijn niet in staat virussen met een andere variant te neutraliseren. Daarom kunnen deze vaccins geen bescherming bieden tegen influenza virussen die door antigene drift of antigene shift zijn veranderd. Antigene drift is de verandering van het HA eiwit door puntmutaties en is verantwoordelijk voor de jaarlijkse epidemieën. Antigene shift is de verandering van het virus door uitwisseling van het complete RNA segment dat codeert voor HA en kan resulteren in een pandemie. Sinds 1900 heeft de mens te maken gehad met 4 belangrijke pandemieën die een verwoestende uitwerking hebben gehad. Om toegerust te zijn voor toekomstige epidemieën maar vooral ook pandemieën is een universeel of algemeen beschermend influenza vaccin nodig. Er zijn een aantal kandidaat vaccins in ontwikkeling die tot nu toe echter alleen één voor één en niet in een directe vergelijking getest zijn. Het testen van deze vaccins gebeurt voornamelijk in muizen of fretten, diermodellen die alle twee hun nadelen hebben. Vandaar dat er behoefte is aan een ander diermodel. De huidige, meestal geïnactiveerde influenza vaccins, zijn beperkt stabiel en moeten via injectie worden toegediend. Een vaccin dat niet permanent gekoeld moet worden en dat via de luchtwegen kan worden toegediend zou een grote stap voorwaarts zijn.
Er is veel inspanning geleverd op het gebied van het verbeteren van het huidige influenza vaccin. Er zijn op dit moment vele nieuwe vaccin kandidaten in verschillende ontwikkelingsstadia. Ondanks alle inspanningen is er echter nog geen volmaakt influenza vaccin dat vergeleken met de huidige vaccins i) immunogener is of een bredere bescherming biedt, ii) stabieler is in verschillende fysiologische condities zodat de immunogeniciteit en effectiviteit niet beïnvloed worden en iii) veilig is om toe te dienen met minder of geen bijwerkingen. Een volmaakt vaccin zou ook een langere bescherming moeten bieden. Wat doen we verkeerd? Wat zou er verbeterd moeten worden in het huidige onderzoek? In dit proefschrift werden verschillende vaccinatiestrategieën en toedieningsmethoden onderzocht om bescherming tegen een brede reeks influenza virus stammen te bewerkstelligen.
Nederlandse samenvatting
179
Een groot aantal kandidaat 'universele' influenza vaccins is in ontwikkeling, en een aantal van deze vaccins lijkt veelbelovend. Omdat deze vaccins echter alleen één voor één getest worden is het moeilijk hun relatieve waarde in vergelijking met andere kandidaat vaccins in te schatten. In Hoofdstuk 2 worden de resultaten beschreven van een één-op-één vergelijking van verschillende adjuvans in combinatie met een vaccin bestaande uit geïnactiveerde virus partikels ('whole inactivated virus' (WIV)). Hiervoor werden de op liposomen gebaseerde adjuvans CAF-01 en CAF-09 en de eiwit adjuvans CTA1-DD en CTA1-3M2e-DD gebruikt. In muizen werd onderzocht in hoeverre de geadjuvanteerde vaccins bescherming konden bieden tegen het vaccin virus zelf en tegen influenza stammen die niet in het vaccin aanwezig waren (kruisbescherming). We beschrijven dat intranasaal toegediend WIV met mucosale adjuvans betere kruisbescherming biedt dan niet geadjuvanteerd intranasaal toegediend WIV of intramusculair toegediend wel en niet geadjuvanteerd WIV. De beschermde dieren vertoonden minder klinische symptomen en lagere long virus titers en ook verhoogde serum antilichamen, mucosaal IgA en IFNγ-producerende CD4 T cellen. De beste bescherming werd verkregen door WIV te combineren met CTA1-3M2e-DD of CAF09. Mechanistische studies laten zien dat niet-neutraliserende serum antilichamen en CD4 T cellen betrokken zijn bij kruisbescherming en mogelijk samenwerken terwijl IgA minder belangrijk lijkt te zijn. Opmerkelijk is dat CD4 T cellen de virus groei in de longen belemmeren vooral in muizen die gevaccineerd zijn met WIV met CTA1-3M2e-DD als adjuvans. We kunnen concluderen dat mucosale adjuvans de potentiele kruisbeschermende werking van WIV kunnen verhogen, mogelijk door het stimuleren van de inductie van kruisreactieve niet-neutraliserende serum antilichamen en CD4 T cellen. Vaccinatie met WIV met mucosale adjuvans is een veelbelovende benadering om brede bescherming te verkrijgen.
Het is bekend dat sequentiële infecties met influenza virus stammen kan leiden tot kruisbescherming. Er is echter minder bekend of sequentiële vaccinatie met influenza vaccins afkomstig van verschillende virus stammen een soortgelijk effect heeft. In Hoofdstuk 3 hebben wij onderzocht in hoeverre sequentiële vaccinatie met verschillende influenza vaccins ook kan zorgen voor kruisbescherming, in hoeverre de vaccin formulering, WIV of subunit vaccin, invloed heeft op dit vermogen en welke immuun mechanismen hierbij betrokken zijn. We konden bevestigen dat sequentiële infecties kunnen zorgen voor een solide kruisbescherming. Ook sequentiële vaccinatie met WIV kon muizen beschermen tegen ernstig gewichtsverlies na infectie, de WIV-geïmmuniseerde muizen vertoonden echter nog wel ziektesymptomen. Subunit vaccin had daarentegen geen beschermende werking. Niet neutraliserende serum antilichamen, opgewekt door sequentiële infectie, konden kruisbescherming bewerkstelligen tegen H1N1pdm wanneer zij werden toegediend aan naïeve muizen, antilichamen opgewekt door sequentiële vaccinatie met WIV hadden een soortgelijk
Nederlandse samenvatting
179
Een groot aantal kandidaat 'universele' influenza vaccins is in ontwikkeling, en een aantal van deze vaccins lijkt veelbelovend. Omdat deze vaccins echter alleen één voor één getest worden is het moeilijk hun relatieve waarde in vergelijking met andere kandidaat vaccins in te schatten. In Hoofdstuk 2 worden de resultaten beschreven van een één-op-één vergelijking van verschillende adjuvans in combinatie met een vaccin bestaande uit geïnactiveerde virus partikels ('whole inactivated virus' (WIV)). Hiervoor werden de op liposomen gebaseerde adjuvans CAF-01 en CAF-09 en de eiwit adjuvans CTA1-DD en CTA1-3M2e-DD gebruikt. In muizen werd onderzocht in hoeverre de geadjuvanteerde vaccins bescherming konden bieden tegen het vaccin virus zelf en tegen influenza stammen die niet in het vaccin aanwezig waren (kruisbescherming). We beschrijven dat intranasaal toegediend WIV met mucosale adjuvans betere kruisbescherming biedt dan niet geadjuvanteerd intranasaal toegediend WIV of intramusculair toegediend wel en niet geadjuvanteerd WIV. De beschermde dieren vertoonden minder klinische symptomen en lagere long virus titers en ook verhoogde serum antilichamen, mucosaal IgA en IFNγ-producerende CD4 T cellen. De beste bescherming werd verkregen door WIV te combineren met CTA1-3M2e-DD of CAF09. Mechanistische studies laten zien dat niet-neutraliserende serum antilichamen en CD4 T cellen betrokken zijn bij kruisbescherming en mogelijk samenwerken terwijl IgA minder belangrijk lijkt te zijn. Opmerkelijk is dat CD4 T cellen de virus groei in de longen belemmeren vooral in muizen die gevaccineerd zijn met WIV met CTA1-3M2e-DD als adjuvans. We kunnen concluderen dat mucosale adjuvans de potentiele kruisbeschermende werking van WIV kunnen verhogen, mogelijk door het stimuleren van de inductie van kruisreactieve niet-neutraliserende serum antilichamen en CD4 T cellen. Vaccinatie met WIV met mucosale adjuvans is een veelbelovende benadering om brede bescherming te verkrijgen.
Het is bekend dat sequentiële infecties met influenza virus stammen kan leiden tot kruisbescherming. Er is echter minder bekend of sequentiële vaccinatie met influenza vaccins afkomstig van verschillende virus stammen een soortgelijk effect heeft. In Hoofdstuk 3 hebben wij onderzocht in hoeverre sequentiële vaccinatie met verschillende influenza vaccins ook kan zorgen voor kruisbescherming, in hoeverre de vaccin formulering, WIV of subunit vaccin, invloed heeft op dit vermogen en welke immuun mechanismen hierbij betrokken zijn. We konden bevestigen dat sequentiële infecties kunnen zorgen voor een solide kruisbescherming. Ook sequentiële vaccinatie met WIV kon muizen beschermen tegen ernstig gewichtsverlies na infectie, de WIV-geïmmuniseerde muizen vertoonden echter nog wel ziektesymptomen. Subunit vaccin had daarentegen geen beschermende werking. Niet neutraliserende serum antilichamen, opgewekt door sequentiële infectie, konden kruisbescherming bewerkstelligen tegen H1N1pdm wanneer zij werden toegediend aan naïeve muizen, antilichamen opgewekt door sequentiële vaccinatie met WIV hadden een soortgelijk
180
maar zwakker effect. Sequentiële infectie verhoogde het aantal CD8+ T cellen met een effector memory fenotype in de longen en in de milt, terwijl sequentiële vaccinatie met het WIV vaccin vooral het aantal CD8+ centrale memory T cellen in de milt verhoogde. Depletie van T cellen voorafgaand aan de challenge liet zien dat CD8 T-cellen, in tegenstelling tot CD4 T-cellen, een bijdrage leveren aan de kruisbescherming. Uit dit onderzoek kunnen we concluderen dat sequentiële vaccinatie met WIV, in tegenstelling tot vaccinatie met het subunit vaccin, kan zorgen voor een breed beschermende immuniteit. Deze resultaten zijn relevant voor het ontwikkelen van vaccinatie strategieën in het geval van een toekomstige pandemie.
Inductie van CD8+ cytotoxische T cellen (CTL’s) gericht tegen geconserveerde interne influenza antigenen zoals het nucleoproteine (NP), is een veelbelovende strategie voor de ontwikkeling van kruisbeschermende influenza vaccins. Het influenza NP alleen kan echter geen CTL immuniteit veroorzaken doordat het eiwit slecht in staat is om antigeen presenterende cellen (APC’s) te activeren en toegang te krijgen tot de MHC klasse I antigeen processing route. Om de NP-specifieke CTL immuniteit te vergemakkelijken hebben we een nieuw vaccin ontwikkeld dat bestaat uit virosomen (gereconstitueerde influenza virus membraan enveloppen) waarbij het TLR4 ligand MPLA (als adjuvans) en DOGS-NTA-Ni-gemodificeerd lipide (voor binding van NP) in de membraan verankert zit. Dit wordt beschreven in Hoofdstuk 4. In vitro induceren virosomen met geïncorporeerd MPLA een sterkere activatie van APC's dan virosomen zonder adjuvans. DOGS-NTA-Ni virosomen binden eiwitten met een His-tag en faciliteren efficiënte opname van de geconjugeerde eiwitten door APC's. Immunisatie van muizen met MPLA-virosomen waaraan NP is gekoppeld resulteert in priming van NP-specifieke CTL's terwijl MPLA-virosomen waaraan NP is toegevoegd inefficiënt zijn in het primen van CTL's. Beide vaccins induceren een zelfde NP-specifieke antilichaam titer. Als muizen geïmmuniseerd met virosomen met gebonden of toegevoegd NP worden gechallenged met heterosubtypisch influenza virus zijn ze beschermd tegen ernstig gewichtsverlies. Toch vertonen ze meer gewichtsverlies en ziektesymptomen dan muizen die geïmmuniseerd zijn met MPLA virosomen zonder NP. Samengevat laten deze resultaten zien dat virosomen met geconjugeerd antigeen en antigeen ingesloten in de membraan effectief zijn in het primen van CTL's en het opwekken van een antigeen specifieke antilichaam respons in vivo. Echter voor de bescherming tegen een influenza infectie lijkt NP specifieke immuniteit niet zo gunstig te zijn.
In Hoofdstuk 5 onderzoeken we de voor- en nadelen van het gebruik van het katoenratten model als systeem om influenza vaccins te testen. We laten zien dat een enkele vaccinatie van katoenratten met WIV een humorale immuun respons kan opwekken die significant wordt verhoogd na een booster vaccinatie. Niet gevaccineerde dieren waren erg vatbaar voor een infectie met een klinische isolaat
180
maar zwakker effect. Sequentiële infectie verhoogde het aantal CD8+ T cellen met een effector memory fenotype in de longen en in de milt, terwijl sequentiële vaccinatie met het WIV vaccin vooral het aantal CD8+ centrale memory T cellen in de milt verhoogde. Depletie van T cellen voorafgaand aan de challenge liet zien dat CD8 T-cellen, in tegenstelling tot CD4 T-cellen, een bijdrage leveren aan de kruisbescherming. Uit dit onderzoek kunnen we concluderen dat sequentiële vaccinatie met WIV, in tegenstelling tot vaccinatie met het subunit vaccin, kan zorgen voor een breed beschermende immuniteit. Deze resultaten zijn relevant voor het ontwikkelen van vaccinatie strategieën in het geval van een toekomstige pandemie.
Inductie van CD8+ cytotoxische T cellen (CTL’s) gericht tegen geconserveerde interne influenza antigenen zoals het nucleoproteine (NP), is een veelbelovende strategie voor de ontwikkeling van kruisbeschermende influenza vaccins. Het influenza NP alleen kan echter geen CTL immuniteit veroorzaken doordat het eiwit slecht in staat is om antigeen presenterende cellen (APC’s) te activeren en toegang te krijgen tot de MHC klasse I antigeen processing route. Om de NP-specifieke CTL immuniteit te vergemakkelijken hebben we een nieuw vaccin ontwikkeld dat bestaat uit virosomen (gereconstitueerde influenza virus membraan enveloppen) waarbij het TLR4 ligand MPLA (als adjuvans) en DOGS-NTA-Ni-gemodificeerd lipide (voor binding van NP) in de membraan verankert zit. Dit wordt beschreven in Hoofdstuk 4. In vitro induceren virosomen met geïncorporeerd MPLA een sterkere activatie van APC's dan virosomen zonder adjuvans. DOGS-NTA-Ni virosomen binden eiwitten met een His-tag en faciliteren efficiënte opname van de geconjugeerde eiwitten door APC's. Immunisatie van muizen met MPLA-virosomen waaraan NP is gekoppeld resulteert in priming van NP-specifieke CTL's terwijl MPLA-virosomen waaraan NP is toegevoegd inefficiënt zijn in het primen van CTL's. Beide vaccins induceren een zelfde NP-specifieke antilichaam titer. Als muizen geïmmuniseerd met virosomen met gebonden of toegevoegd NP worden gechallenged met heterosubtypisch influenza virus zijn ze beschermd tegen ernstig gewichtsverlies. Toch vertonen ze meer gewichtsverlies en ziektesymptomen dan muizen die geïmmuniseerd zijn met MPLA virosomen zonder NP. Samengevat laten deze resultaten zien dat virosomen met geconjugeerd antigeen en antigeen ingesloten in de membraan effectief zijn in het primen van CTL's en het opwekken van een antigeen specifieke antilichaam respons in vivo. Echter voor de bescherming tegen een influenza infectie lijkt NP specifieke immuniteit niet zo gunstig te zijn.
In Hoofdstuk 5 onderzoeken we de voor- en nadelen van het gebruik van het katoenratten model als systeem om influenza vaccins te testen. We laten zien dat een enkele vaccinatie van katoenratten met WIV een humorale immuun respons kan opwekken die significant wordt verhoogd na een booster vaccinatie. Niet gevaccineerde dieren waren erg vatbaar voor een infectie met een klinische isolaat
Nederlandse samenvatting
181
van het H1N1pdm virus. Dit was te zien aan de hoge virus load in de longen op dag 1 en 3 na de challenge. De helft van de dieren bezweek snel zonder eerst ziektesymptomen te vertonen die deze snelle dood hadden kunnen voorspellen. De katoenratten die gevaccineerd waren hadden een lage of niet meetbare virus titer in de longen en hebben de challenge overleefd (met uitzondering van 2 dieren die de laagste vaccin dosis hadden gekregen). De meeste van de gevaccineerde katoenratten vertoonden echter een toename van de ademfrequentie na de challenge die overeenkwam met de ademhalingsfrequentie van de niet gevaccineerde katoen ratten. Dit geeft aan dat de vaccin dosis niet hoog genoeg was om de klinische symptomen te verminderen. We kunnen concluderen dat het katoenratten model een geschikt diermodel is om te gebruiken voor het bestuderen van influenza infecties en om vaccins te testen. Maar een zorgvuldige fine tuning van alle parameters is vereist.
Pulmonaire vaccinatie zou een aantrekkelijk alternatief zijn voor de huidige toediening van vaccins door middel van injectie. In Hoofdstuk 6 hebben we het katoenratten model gebruikt om te onderzoeken of de plaats in het luchtwegstelsel waar een pulmonair toegediend vloeibaar of poeder vaccin terecht komt een effect heeft op de sterkte van het opgewekte immuunrespons en op de mate van bescherming. We hebben ontdekt dat de vloeibare vaccins vooral in de longen zelf terecht komen terwijl de poeder vaccins voornamelijk in de trachea blijven. Twee doses van een pulmonair toegediend vloeibaar vaccin induceerden een significant hogere mucosale immuun respons dan twee doses van het poeder vaccin. We schrijven dit toe aan het apparaat waarmee het poeder vaccin werd toegediend, de Penn-insufflator, dat niet in staat was het poeder voldoende fijn te vernevelen zodat de relatief grote vaccin partikels de longen niet konden bereiken. Na challenge met levend virus boden beide vaccins echter een even goede bescherming, zichtbaar als verlaging van de ademfrequentie en de virusload in de longen. We concluderen daarom dat de plaats van afgifte van het vaccin minder belangrijk is voor de algehele bescherming door pulmonair toegediende vaccins. In een kliniek zijn zeer goede apparaten beschikbaar om droge poeders pulmonaal toe te dienen. Deze apparaten werken op basis van actieve ademhaling en zorgen voor evenredige verdeling van het geïnhaleerde materiaal waardoor verlies van materiaal of problemen met afgifte op suboptimale plekken van het luchtwegstelsel vermeden kunnen worden. Poeder vaccins hebben boven vloeibare vaccins het voordeel dat ze veel stabieler zijn: ze zijn minder gevoelig voor afbraak bij grote temperatuur schommelingen en zijn makkelijker te bevoorraden in geval van een pandemie. De gunstige eigenschappen en het feit dat ze zonder hulp van medisch personeel toegediend kunnen worden maken poeder vaccins een attractief alternatief voor de huidige geïnjecteerde vaccins, vooral voor massavaccinatie.
Hoofdstuk 7 bestaat uit een samenvatting van dit proefschrift en er worden toekomst perspectieven beschreven betreffende de verschillende vaccinatie strategieën.
Nederlandse samenvatting
181
van het H1N1pdm virus. Dit was te zien aan de hoge virus load in de longen op dag 1 en 3 na de challenge. De helft van de dieren bezweek snel zonder eerst ziektesymptomen te vertonen die deze snelle dood hadden kunnen voorspellen. De katoenratten die gevaccineerd waren hadden een lage of niet meetbare virus titer in de longen en hebben de challenge overleefd (met uitzondering van 2 dieren die de laagste vaccin dosis hadden gekregen). De meeste van de gevaccineerde katoenratten vertoonden echter een toename van de ademfrequentie na de challenge die overeenkwam met de ademhalingsfrequentie van de niet gevaccineerde katoen ratten. Dit geeft aan dat de vaccin dosis niet hoog genoeg was om de klinische symptomen te verminderen. We kunnen concluderen dat het katoenratten model een geschikt diermodel is om te gebruiken voor het bestuderen van influenza infecties en om vaccins te testen. Maar een zorgvuldige fine tuning van alle parameters is vereist.
Pulmonaire vaccinatie zou een aantrekkelijk alternatief zijn voor de huidige toediening van vaccins door middel van injectie. In Hoofdstuk 6 hebben we het katoenratten model gebruikt om te onderzoeken of de plaats in het luchtwegstelsel waar een pulmonair toegediend vloeibaar of poeder vaccin terecht komt een effect heeft op de sterkte van het opgewekte immuunrespons en op de mate van bescherming. We hebben ontdekt dat de vloeibare vaccins vooral in de longen zelf terecht komen terwijl de poeder vaccins voornamelijk in de trachea blijven. Twee doses van een pulmonair toegediend vloeibaar vaccin induceerden een significant hogere mucosale immuun respons dan twee doses van het poeder vaccin. We schrijven dit toe aan het apparaat waarmee het poeder vaccin werd toegediend, de Penn-insufflator, dat niet in staat was het poeder voldoende fijn te vernevelen zodat de relatief grote vaccin partikels de longen niet konden bereiken. Na challenge met levend virus boden beide vaccins echter een even goede bescherming, zichtbaar als verlaging van de ademfrequentie en de virusload in de longen. We concluderen daarom dat de plaats van afgifte van het vaccin minder belangrijk is voor de algehele bescherming door pulmonair toegediende vaccins. In een kliniek zijn zeer goede apparaten beschikbaar om droge poeders pulmonaal toe te dienen. Deze apparaten werken op basis van actieve ademhaling en zorgen voor evenredige verdeling van het geïnhaleerde materiaal waardoor verlies van materiaal of problemen met afgifte op suboptimale plekken van het luchtwegstelsel vermeden kunnen worden. Poeder vaccins hebben boven vloeibare vaccins het voordeel dat ze veel stabieler zijn: ze zijn minder gevoelig voor afbraak bij grote temperatuur schommelingen en zijn makkelijker te bevoorraden in geval van een pandemie. De gunstige eigenschappen en het feit dat ze zonder hulp van medisch personeel toegediend kunnen worden maken poeder vaccins een attractief alternatief voor de huidige geïnjecteerde vaccins, vooral voor massavaccinatie.
Hoofdstuk 7 bestaat uit een samenvatting van dit proefschrift en er worden toekomst perspectieven beschreven betreffende de verschillende vaccinatie strategieën.
182
ACKnoWleDGeMenTS
Every PhD journey is unique and special in itself. Mine started about 4 and half years ago when I got selected for my dream PhD project about influenza vaccines in Groningen, The Netherlands. For ignorant me Netherlands was restricted to Amsterdam and only after coming here discovered that although the country is small, it’s a whole big world in itself. The thought of 1st time coming out of home to the unexplored waters without having any experience of living on my own, was quite daunting. But this lovely country and even lovelier people welcomed me with their open arms making my journey smoother and much enjoyable. Time travelled like the speed of light and here I am at the end of the road. When I look back now, I realized that this journey has taught me so much not only about Science but about life. It feels incomplete without showing gratitude to people who were with me during this time and helped me. As it is very well quoted by Albert Schweitzer,
"At times our own light goes out and is rekindled by a spark from another person. Each of us has cause to think with deep gratitude of those who have lighted the flame within us.”
First and foremost my promotor Prof. Dr. Anke Huckriede, Anke, you were it all that I could have asked for in my PhD adviser. I had always heard that if your PhD supervisor is a nice person, half of your PhD battle is already won. I can’t agree with it more. You are one of the nicest human beings I know, a very supportive and caring person and an excellent mentor. Anke always wants her students to develop in many aspects of life and not only in science. My love for teaching has always been nurtured by seeing the way you are with your students. There is so much to learn from you, mainly your patience and enthusiasm about striving for knowledge. I thoroughly enjoyed your company outside lab during conferences and meetings as well. I feel thank you is a very small to express my gratefulness for you Anke. My second promotor Prof. Dr. H.W. Frijlink, Erik, he is epitome of liveliness. In spite of being such a busy person, he is always smiling and talking with everyone with such zeal and enthusiasm. He always gave helpful insights whenever we discussed my project or had assessment meetings. Thank you very much Erik for all your help and support! Dr. Wouter Hinrichs, my co-promotor and such a jolly person. Truly an expert in formulations and a very helpful person. Your advice has always helped me in improving my research. I am happy that our collaboration will continue in my post-doc as well. I would like to thank my reading committee for reading my thesis with great interest and giving valuable suggestions to improve it further.
182
ACKnoWleDGeMenTS
Every PhD journey is unique and special in itself. Mine started about 4 and half years ago when I got selected for my dream PhD project about influenza vaccines in Groningen, The Netherlands. For ignorant me Netherlands was restricted to Amsterdam and only after coming here discovered that although the country is small, it’s a whole big world in itself. The thought of 1st time coming out of home to the unexplored waters without having any experience of living on my own, was quite daunting. But this lovely country and even lovelier people welcomed me with their open arms making my journey smoother and much enjoyable. Time travelled like the speed of light and here I am at the end of the road. When I look back now, I realized that this journey has taught me so much not only about Science but about life. It feels incomplete without showing gratitude to people who were with me during this time and helped me. As it is very well quoted by Albert Schweitzer,
"At times our own light goes out and is rekindled by a spark from another person. Each of us has cause to think with deep gratitude of those who have lighted the flame within us.”
First and foremost my promotor Prof. Dr. Anke Huckriede, Anke, you were it all that I could have asked for in my PhD adviser. I had always heard that if your PhD supervisor is a nice person, half of your PhD battle is already won. I can’t agree with it more. You are one of the nicest human beings I know, a very supportive and caring person and an excellent mentor. Anke always wants her students to develop in many aspects of life and not only in science. My love for teaching has always been nurtured by seeing the way you are with your students. There is so much to learn from you, mainly your patience and enthusiasm about striving for knowledge. I thoroughly enjoyed your company outside lab during conferences and meetings as well. I feel thank you is a very small to express my gratefulness for you Anke. My second promotor Prof. Dr. H.W. Frijlink, Erik, he is epitome of liveliness. In spite of being such a busy person, he is always smiling and talking with everyone with such zeal and enthusiasm. He always gave helpful insights whenever we discussed my project or had assessment meetings. Thank you very much Erik for all your help and support! Dr. Wouter Hinrichs, my co-promotor and such a jolly person. Truly an expert in formulations and a very helpful person. Your advice has always helped me in improving my research. I am happy that our collaboration will continue in my post-doc as well. I would like to thank my reading committee for reading my thesis with great interest and giving valuable suggestions to improve it further.
183 Acknowledgements I would like to thank Toos, Jolanda S., Jan and Aalzen for their valuable remarks during my presentations. Thank you very much Jan for letting me stay in Star Numanstraat 5B. I spent a considerable amount of time during my PhD there and it will always be very special to me. Dear Iza, I have always been impressed by your constructive criticism and helpful nature. It has always taught me to be critical. I would like to express my gratitude to Joalnda O for always helping me sorting out the official stuff. It’s so wonderful to see how amazingly you organize everything with perfection and precision. I have tried to learn a lot of it from you. After joining Virology and Immunology research group, one person always had my back and was Jacqueline. She is such a delightful person to work with. You were much more than just a colleague to me, a friend, a philosopher, a guide (mom at times ;)). Your incredible calmness and composure during stress times is something I always admire and wish to have some of that someday ;). Thank you for all your support, fun times during the crazy animal experiments and the Indian food that you tried to make for me at your place: D. I had such a fabulous time with you and will continue to have some more. I am very much honored and indebted as you said yes for being my paranymph. Dear Marijke, you were so encouraging and helpful during last 4.5 years. You always have answers to all the problems in the lab and the most reliable person to go to for anything. It was very sweet of you to drive me to Jacqueline’s place to visit her when she had her leg fractured and also to invite me and Wei for dinner at your house. You and Hari made very delicious food then and I really enjoyed it. Talking about the crazy animal experiments, someone else has witnessed it very closely as well and is Dong Wei. It was soooo much fun working together. He taught me so much about working with animals and made me confident in doing so. I hope to see you soon for your defense! I would like to thank Denise, Annemarie, Baukje Nynke and Heidi for their help in the lab.
Along with Science, I enjoyed all the fun outings with the PhD students and post-docs Stephanie, Julia, Mariana, José, Tabitha, Gabriela, Georgia, Liliana, Berit, Aurora, Nilima, Ellen, Federica, Elias and Cesár. I had a great time and fun in office 0661, thanks to all my awesome office-mates starting from Zoraida, George to Mayra, Dong Wei, John, Beto and Amrita. It's always amazing to have office-mates who are also big foodies like you! Let's always store more and more food and keep eating, Beto and Amrita! :D My laborious animal experiments were successful because of perfection of Tjarko Meijerhof. He made it so easy for me and trained me well. Thank you very much for all your help Tjarko. Along with him I would like to thank Michel, Annemieke, Bianca, Ar, Natascha and all CDP officers and caretakers for help with the animal experiments. Geert Mesander and Wayel Abdullah, thank you for your help with LSRII. My project would not have been completed if we did not have such an excellent team of scientists
183 Acknowledgements I would like to thank Toos, Jolanda S., Jan and Aalzen for their valuable remarks during my presentations. Thank you very much Jan for letting me stay in Star Numanstraat 5B. I spent a considerable amount of time during my PhD there and it will always be very special to me. Dear Iza, I have always been impressed by your constructive criticism and helpful nature. It has always taught me to be critical. I would like to express my gratitude to Joalnda O for always helping me sorting out the official stuff. It’s so wonderful to see how amazingly you organize everything with perfection and precision. I have tried to learn a lot of it from you. After joining Virology and Immunology research group, one person always had my back and was Jacqueline. She is such a delightful person to work with. You were much more than just a colleague to me, a friend, a philosopher, a guide (mom at times ;)). Your incredible calmness and composure during stress times is something I always admire and wish to have some of that someday ;). Thank you for all your support, fun times during the crazy animal experiments and the Indian food that you tried to make for me at your place: D. I had such a fabulous time with you and will continue to have some more. I am very much honored and indebted as you said yes for being my paranymph. Dear Marijke, you were so encouraging and helpful during last 4.5 years. You always have answers to all the problems in the lab and the most reliable person to go to for anything. It was very sweet of you to drive me to Jacqueline’s place to visit her when she had her leg fractured and also to invite me and Wei for dinner at your house. You and Hari made very delicious food then and I really enjoyed it. Talking about the crazy animal experiments, someone else has witnessed it very closely as well and is Dong Wei. It was soooo much fun working together. He taught me so much about working with animals and made me confident in doing so. I hope to see you soon for your defense! I would like to thank Denise, Annemarie, Baukje Nynke and Heidi for their help in the lab.
Along with Science, I enjoyed all the fun outings with the PhD students and post-docs Stephanie, Julia, Mariana, José, Tabitha, Gabriela, Georgia, Liliana, Berit, Aurora, Nilima, Ellen, Federica, Elias and Cesár. I had a great time and fun in office 0661, thanks to all my awesome office-mates starting from Zoraida, George to Mayra, Dong Wei, John, Beto and Amrita. It's always amazing to have office-mates who are also big foodies like you! Let's always store more and more food and keep eating, Beto and Amrita! :D My laborious animal experiments were successful because of perfection of Tjarko Meijerhof. He made it so easy for me and trained me well. Thank you very much for all your help Tjarko. Along with him I would like to thank Michel, Annemieke, Bianca, Ar, Natascha and all CDP officers and caretakers for help with the animal experiments. Geert Mesander and Wayel Abdullah, thank you for your help with LSRII. My project would not have been completed if we did not have such an excellent team of scientists
184
in UNISEC. I am extremely grateful to Nils Lycke, Dennis Christensen, Othmar Engelhardt, Stephen Norley and their respective research teams for all help during last 4 years. I would like to thank UNISEC for funding this research judiciously; else such expensive animal experiments wouldn’t have been possible to perform. I would like to thank my students Daniélle and Rick who helped me with my research and also nurtured my teaching abilities. I would also like to thank other Bachelor and Master students who did their thesis or colloquium or short research project with me. I learnt something or the other from all of you. Thank you Philip for all your help, it was always a fun collaboration especially during UNISEC meetings and conferences. Thank you Iliana Boshoven-Gkini for the beautiful cover design, Jeroen Reith with the whole layout and Robert kanters (Ridderprint) for the help with printing my thesis.
Coming far away from home, I did not expect to find so many Indian friends who became like a family! I would like to thank Jasmine and Tushar for their friendship and support. We had such amazing time especially during our trip to Italy! Thank you Milind for your backing and giving me the honour of being your paranymph. Also thanks to the lovely Marathi mandal Bhagyashree, Amol, Sneha, Pallavi, Bhagawati, Vineet, for all get-togethers and fun. Special thanks to Sreejita and Laura, my 1st ever housemates
at Star Numanstraat 5B!! We had such nice (food) gatherings and I leant so much from you girls. Thank you Sreejita for saying yes to be my paranymph. I feel so grateful. Dear Dipayan and Swati, we became such good friends in the last 6 months of my PhD, thank you for your inputs in my thesis. Lets keep continue enjoying more and more cycling and food in coming days J
When I left the home, I was not the only one affected, so was my family. But beyond all of the misery, missing and home-sickness was a dream that I saw together with them. I don’t think Thank you is enough for their unconditional support and constant strength they provided to my wings due to which I could fly high. It is very correctly said by Benjamin Bratt,
"My sense of personal strength has always come from my family."
I am grateful to aai, baba, kaka, kaku, Niketa, Bhargavi, Mihir and my in-laws for my whole life, especially my mother who is my life support system and motivated me in the darkest of the times by reminding about the dream and not giving up come what may. Also my late grandmother, Aaji, who always believed in me and always, inspired me to excel in whatever I do. When I started my PhD I had never ever thought of falling in love as I was so clear about my ambition! But I met Viraj and fell in love with this extremely smart, talented and beautiful soul. Thank you from all my heart and soul for
184
in UNISEC. I am extremely grateful to Nils Lycke, Dennis Christensen, Othmar Engelhardt, Stephen Norley and their respective research teams for all help during last 4 years. I would like to thank UNISEC for funding this research judiciously; else such expensive animal experiments wouldn’t have been possible to perform. I would like to thank my students Daniélle and Rick who helped me with my research and also nurtured my teaching abilities. I would also like to thank other Bachelor and Master students who did their thesis or colloquium or short research project with me. I learnt something or the other from all of you. Thank you Philip for all your help, it was always a fun collaboration especially during UNISEC meetings and conferences. Thank you Iliana Boshoven-Gkini for the beautiful cover design, Jeroen Reith with the whole layout and Robert kanters (Ridderprint) for the help with printing my thesis.
Coming far away from home, I did not expect to find so many Indian friends who became like a family! I would like to thank Jasmine and Tushar for their friendship and support. We had such amazing time especially during our trip to Italy! Thank you Milind for your backing and giving me the honour of being your paranymph. Also thanks to the lovely Marathi mandal Bhagyashree, Amol, Sneha, Pallavi, Bhagawati, Vineet, for all get-togethers and fun. Special thanks to Sreejita and Laura, my 1st ever housemates
at Star Numanstraat 5B!! We had such nice (food) gatherings and I leant so much from you girls. Thank you Sreejita for saying yes to be my paranymph. I feel so grateful. Dear Dipayan and Swati, we became such good friends in the last 6 months of my PhD, thank you for your inputs in my thesis. Lets keep continue enjoying more and more cycling and food in coming days J
When I left the home, I was not the only one affected, so was my family. But beyond all of the misery, missing and home-sickness was a dream that I saw together with them. I don’t think Thank you is enough for their unconditional support and constant strength they provided to my wings due to which I could fly high. It is very correctly said by Benjamin Bratt,
"My sense of personal strength has always come from my family."
I am grateful to aai, baba, kaka, kaku, Niketa, Bhargavi, Mihir and my in-laws for my whole life, especially my mother who is my life support system and motivated me in the darkest of the times by reminding about the dream and not giving up come what may. Also my late grandmother, Aaji, who always believed in me and always, inspired me to excel in whatever I do. When I started my PhD I had never ever thought of falling in love as I was so clear about my ambition! But I met Viraj and fell in love with this extremely smart, talented and beautiful soul. Thank you from all my heart and soul for
185 Acknowledgements standing so rock-solid strong with me in all these years and managing with my mood swings, irritations at times tactfully. Although you were so far away it always felt like you are with me holding my hand whenever I needed you. I will always treasure those days as they brought us even closer and made our bond stronger.
In the end I would like to express my gratitude to the god for such an amazing opportunity of not only PhD but also this life learning experience and blessing me to get to know all these lovely people mentioned above. Last but not definitely the least to the animals who sacrificed their lives for this research to make it successful… - Yoshita Chandravadan Bhide.
185 Acknowledgements standing so rock-solid strong with me in all these years and managing with my mood swings, irritations at times tactfully. Although you were so far away it always felt like you are with me holding my hand whenever I needed you. I will always treasure those days as they brought us even closer and made our bond stronger.
In the end I would like to express my gratitude to the god for such an amazing opportunity of not only PhD but also this life learning experience and blessing me to get to know all these lovely people mentioned above. Last but not definitely the least to the animals who sacrificed their lives for this research to make it successful… - Yoshita Chandravadan Bhide.
186
CURRICUlUM VITAe
Personal InformationName Yoshita Chandravadan Bhide
Date and Place of birth 5th August 1989, Pune E-mail address yosh.bhide@gmail.com
Work experience
September 2018- Present Postdoc, Department of Pharmaceutical Technology and Biopharmacy and Department of Medical Microbiology, University Medical Center Groningen, University of Groningen
February 2013-January 2014 Project intern, Indian Institute of Science Education and Research
September 2012-January 2013 Project intern, Serum Institute of India education
March 2014- June 2018 PhD, Department of Medical Microbiology, University Medical Center Groningen
May 2010- May 2012 MSc, Virology, University of Pune March 2007- March 2010 BSc Biotechnology, University of Pune
186
CURRICUlUM VITAe
Personal InformationName Yoshita Chandravadan Bhide
Date and Place of birth 5th August 1989, Pune E-mail address yosh.bhide@gmail.com
Work experience
September 2018- Present Postdoc, Department of Pharmaceutical Technology and Biopharmacy and Department of Medical Microbiology, University Medical Center Groningen, University of Groningen
February 2013-January 2014 Project intern, Indian Institute of Science Education and Research
September 2012-January 2013 Project intern, Serum Institute of India education
March 2014- June 2018 PhD, Department of Medical Microbiology, University Medical Center Groningen
May 2010- May 2012 MSc, Virology, University of Pune March 2007- March 2010 BSc Biotechnology, University of Pune
187 Curriculum Vitae / List of publications
lIST of PUblICATIonS
Published
1. Pulmonary delivery of influenza vaccine formulations in cotton rats: site of deposition plays a minor role in the protective efficacy against clinical isolate of H1N1pdm virus. bhide Y, Tomar J, Dong W, de Vries-Idema J, Frijlink HW, Huckriede A, Hinrichs WLJ. Drug Deliv. 2018 Nov;25(1):533-545. doi: 10.1080/10717544.2018.1435748.
2. Monophosphoryl Lipid A-Adjuvanted Virosomes with Ni-Chelating Lipids for Attachment of Conserved Viral Proteins as Cross-Protective Influenza Vaccine. Dong W, bhide Y, Marsman S, Holtrop M, Meijerhof T, de Vries-Idema J, de Haan A, Huckriede A. Biotechnol J. 2018 Apr;13(4):e1700645. doi: 10.1002/biot.201700645. Epub 2018 Jan 24.
3. Camello, a novel family of Histone Acetyltransferases that acetylate histone H4 and is essential for zebrafish development. Karmodiya K, Anamika K, Muley V, Pradhan SJ, bhide Y, Galande S. Sci Rep. 2014 Aug 15;4:6076. doi: 10.1038/srep06076.
Submitted
1. Cross-protective potential and protection-relevant immune mechanisms of whole inactivated influenza virus vaccines are determined by adjuvants and route of immunization. Yoshita bhide, Wei Dong, Inta Gribonika, Daniëlle Voshart, Tjarko Meijerhof, Jacqueline de Vries-Idema, Stephen Norley, Kate Guilfoyle, Sarah Skeldon, Othmar G. Engelhardt, Louis Boon, Dennis Christensen, Nils Lycke, Anke Huckriede
Submitted to: Mucosal Immunology
2. Cross-protective immune responses induced by sequential influenza virus infection and by sequential vaccination with inactivated influenza vaccines. Wei Dong, Yoshita bhide, Federica Sicca, Tjarko Meijerhof, Kate Guilfoyle, Othmar G. Engelhardt, Louis Boon, Cornelis Alexander De Haan, George Carnell, Nigel James Temperton, Jacqueline de Vries-Idema, David Kelvin and Anke Huckriede
Submitted to: Frontiers in Immunology
To be submitted
Experiences of using the cotton rat model for influenza vaccine evaluation Yoshita bhide, Wei Dong, Tjarko Meijerhof, Jacqueline de Vries-Idema, Hubert G. Niesters,Anke Huckriede
To be submitted to PlosOne
187 Curriculum Vitae / List of publications
lIST of PUblICATIonS
Published
1. Pulmonary delivery of influenza vaccine formulations in cotton rats: site of deposition plays a minor role in the protective efficacy against clinical isolate of H1N1pdm virus. bhide Y, Tomar J, Dong W, de Vries-Idema J, Frijlink HW, Huckriede A, Hinrichs WLJ. Drug Deliv. 2018 Nov;25(1):533-545. doi: 10.1080/10717544.2018.1435748.
2. Monophosphoryl Lipid A-Adjuvanted Virosomes with Ni-Chelating Lipids for Attachment of Conserved Viral Proteins as Cross-Protective Influenza Vaccine. Dong W, bhide Y, Marsman S, Holtrop M, Meijerhof T, de Vries-Idema J, de Haan A, Huckriede A. Biotechnol J. 2018 Apr;13(4):e1700645. doi: 10.1002/biot.201700645. Epub 2018 Jan 24.
3. Camello, a novel family of Histone Acetyltransferases that acetylate histone H4 and is essential for zebrafish development. Karmodiya K, Anamika K, Muley V, Pradhan SJ, bhide Y, Galande S. Sci Rep. 2014 Aug 15;4:6076. doi: 10.1038/srep06076.
Submitted
1. Cross-protective potential and protection-relevant immune mechanisms of whole inactivated influenza virus vaccines are determined by adjuvants and route of immunization. Yoshita bhide, Wei Dong, Inta Gribonika, Daniëlle Voshart, Tjarko Meijerhof, Jacqueline de Vries-Idema, Stephen Norley, Kate Guilfoyle, Sarah Skeldon, Othmar G. Engelhardt, Louis Boon, Dennis Christensen, Nils Lycke, Anke Huckriede
Submitted to: Mucosal Immunology
2. Cross-protective immune responses induced by sequential influenza virus infection and by sequential vaccination with inactivated influenza vaccines. Wei Dong, Yoshita bhide, Federica Sicca, Tjarko Meijerhof, Kate Guilfoyle, Othmar G. Engelhardt, Louis Boon, Cornelis Alexander De Haan, George Carnell, Nigel James Temperton, Jacqueline de Vries-Idema, David Kelvin and Anke Huckriede
Submitted to: Frontiers in Immunology
To be submitted
Experiences of using the cotton rat model for influenza vaccine evaluation Yoshita bhide, Wei Dong, Tjarko Meijerhof, Jacqueline de Vries-Idema, Hubert G. Niesters,Anke Huckriede
To be submitted to PlosOne
