Vaccins maken: Hoe worden vaccins gemaakt?

Er worden verschillende basisstrategieën gebruikt om vaccins te maken. De sterke punten en beperkingen van elke aanpak worden hier beschreven.

Virus verzwakken

Met deze strategie worden virussen verzwakt zodat ze zich, eenmaal in het lichaam, zeer slecht kunnen reproduceren. De vaccins tegen mazelen, bof, rodehond, rotavirus, orale polio (niet gebruikt in de VS), waterpokken (varicella) en influenza (intranasale versie) worden op deze manier gemaakt. Virussen veroorzaken gewoonlijk ziekte door zich vele malen in het lichaam te reproduceren. Terwijl natuurlijke virussen zich tijdens een infectie duizenden keren vermenigvuldigen, vermenigvuldigen vaccinvirussen zich meestal minder dan 20 keer. Omdat vaccinvirussen zich niet zo vaak vermenigvuldigen, veroorzaken ze geen ziekte, maar vaccinvirussen vermenigvuldigen zich goed genoeg om “geheugen-B-cellen” aan te maken die in de toekomst bescherming bieden tegen infecties. Lees meer over deze en andere cellen van het immuunsysteem.
Het voordeel van levende, “verzwakte” vaccins is dat één of twee doses immuniteit geven die meestal levenslang is. De beperking van deze aanpak is dat deze vaccins meestal niet kunnen worden gegeven aan mensen met een verzwakt immuunsysteem (zoals mensen met kanker of AIDS). Lees meer over wat er gebeurt als het immuunsysteem niet goed werkt.

Bekijk deze video om te zien hoe virussen worden verzwakt om vaccins te maken.

Inactiveer het virus

Bij deze strategie worden virussen volledig geïnactiveerd (of gedood) met een chemische stof. Door het virus te doden, kan het zich onmogelijk reproduceren of ziekte veroorzaken. De geïnactiveerde vaccins tegen polio, hepatitis A, influenza (prik) en rabiës worden op deze manier gemaakt. Omdat het virus nog steeds door het lichaam wordt “gezien”, worden cellen van het immuunsysteem aangemaakt die tegen de ziekte beschermen.

Er zijn twee voordelen aan deze aanpak:

Het vaccin kan zelfs geen milde vorm van de ziekte die het voorkomt veroorzaken
Het vaccin kan worden gegeven aan mensen met een verzwakt immuunsysteem

De beperking van deze aanpak is echter dat er meestal meerdere doses nodig zijn om immuniteit te bereiken.

Een deel van het virus gebruiken

Bij deze strategie wordt slechts één deel van het virus verwijderd en als vaccin gebruikt. De vaccins tegen hepatitis B, gordelroos, het humaan papillomavirus (HPV) en een van de griepvaccins worden op deze manier gemaakt. Het vaccin is samengesteld uit een eiwit dat zich op het oppervlak van het virus bevindt. Deze strategie kan worden gebruikt wanneer een immuunrespons op een deel van het virus (of de bacterie) verantwoordelijk is voor bescherming tegen ziekte.
Deze vaccins kunnen worden gegeven aan mensen met een verzwakte immuniteit en lijken een langdurige immuniteit op te wekken na twee doses.

Bekijk deze video om te zien hoe genetische manipulatie wordt gebruikt om effectieve vaccins te maken.

Gebruik een deel van de bacterie

Sommige bacteriën veroorzaken ziekte door een schadelijk eiwit te maken dat een toxine wordt genoemd. Verschillende vaccins worden gemaakt door toxinen te nemen en ze te inactiveren met een chemische stof (het toxine, eenmaal geïnactiveerd, wordt een toxoïde genoemd). Door het toxine te inactiveren, veroorzaakt het geen ziekte meer. De difterie-, tetanus- en kinkhoestvaccins worden op deze manier gemaakt.
Een andere strategie om een bacterieel vaccin te maken is het gebruik van een deel van de suikerlaag (of polysaccharide) van de bacterie. Bescherming tegen infectie door bepaalde bacteriën is gebaseerd op immuniteit tegen dit suikerlaagje (en niet tegen de hele bacterie). Omdat jonge kinderen echter geen goede immuunrespons op het suikerlaagje alleen hebben, wordt het laagje aan een onschadelijk eiwit gekoppeld (dit wordt een “geconjugeerd polysaccharide”-vaccin genoemd). De Haemophilus influenzae type B (of Hib), pneumokokken, en sommige meningokokkenvaccins worden op deze manier gemaakt.

Twee meningokokkenvaccins, die een bepaald type van de bacterie (type B) voorkomen dat niet in de andere meningokokkenvaccins zit, worden gemaakt met behulp van twee of meer eiwitten van de bacterie, niet het bacteriële polysaccharide.
Net als geïnactiveerde virale vaccins kunnen bacteriële vaccins worden gegeven aan mensen met een verzwakt immuunsysteem, maar er zijn vaak meerdere doses nodig om voldoende immuniteit op te wekken.

De genetische code (DNA, mRNA, of gevectoriseerde virussen) leveren voor een deel van het virus

Met deze strategie maakt de persoon die wordt gevaccineerd een deel van het virus. Sommige vaccins voor COVID-19 zijn op deze manier gemaakt.

mRNA-vaccins

Het COVID-19 boodschapper-RNA (mRNA)-vaccin bevat mRNA dat de code, of blauwdruk, vormt voor het spike-eiwit van het SARS-CoV-2-virus. De dendritische cellen van de gevaccineerde persoon gebruiken de blauwdruk om het spike-eiwit te maken van het oppervlak van het virus. Zodra het immuunsysteem zich realiseert dat dit eiwit “vreemd” is, creëert het een immuunrespons ertegen, met inbegrip van een immunologisch geheugen, zodat de volgende keer dat de persoon aan het virus wordt blootgesteld, het immuunsysteem klaar is om snel te reageren. Vergelijkbaar met vaccinatiestrategieën waarbij delen van een virus rechtstreeks worden geïnjecteerd, kan deze strategie worden gebruikt wanneer een immuunrespons op één deel van het virus in staat is bescherming te bieden tegen ziekte.

Deze vaccins kunnen worden gegeven aan mensen die immuungecompromitteerd zijn, maar hebben twee doses nodig om beschermend te zijn. De vaccins Pfizer en Moderna COVID-19 worden op deze manier gemaakt.

Luister in deze korte video naar de uitleg van Dr. Offit over mRNA-vaccins.

DNA-vaccins

DNA-vaccins leveren de genetische code waaruit mRNA wordt gemaakt. Het mRNA dient vervolgens als blauwdruk voor het maken van het virale eiwit, en het immuunsysteem, dat herkent dat het “vreemd” is, reageert hierop om het lichaam te beschermen en een immunologisch geheugen te creëren. Momenteel zijn er geen DNA-vaccins in de handel verkrijgbaar.

Luister in deze korte video naar de uitleg van Dr. Offit over DNA-vaccins.

Vaccin met een vectorvirus (bijv. vaccins op basis van een adenovirus)

Een andere manier om het gen dat codeert voor het coronavirus spike-eiwit af te leveren, is om dat gen in een virus te stoppen dat zich niet zelf kan reproduceren, maar wel de cellen kan binnendringen en het benodigde gen kan afleveren. Deze strategie wordt gebruikt in zogenaamde replicatiedeficiënte menselijke of simische adenovirusvaccins. Hoewel adenovirussen bij mensen ziekte kunnen veroorzaken, zijn deze gevectoriseerde virussen zo gemanipuleerd dat zij geen ziekte kunnen veroorzaken; als zodanig kunnen zij worden gegeven aan mensen die immuungecompromitteerd zijn.

Het Johnson & Johnson/Janssen COVID-19-vaccin is op deze manier gemaakt. Het wordt in één dosis toegediend.