Η σαλμονέλα είναι ένα παθογόνο του βλεννογόνου που αλληλεπιδρά με το ανοσοποιητικό σύστημα του ξενιστή. Αυτή η αλληλεπίδραση το καθιστά ελκυστικό στόχο ως φορέα παροχής αντιγόνου. Τυπικά, η έκθεση σε άγριου τύπου σαλμονέλα οδηγεί σε μια ισχυρή ανοσολογική απόκριση που προκαλεί δια βίου ανοσία. Κατά συνέπεια, χρησιμοποιώντας ανασυνδυασμένα στελέχη Salmonella που εκφράζουν ετερόλογα γονίδια, μπορεί να προκληθεί ανοσοαπόκριση έναντι ενός παθογόνου από το οποίο προήλθε το ετερόλογο γονίδιο. Με τη σειρά του, αυτό καθιστά αυτό το βακτήριο ελκυστικό φορέα για ένα εμβόλιο. Η σαλμονέλα μαζί με άλλα βακτήρια όπως το E coli, η λιστέρια, η shigella και το vibrio, είναι όλοι πιθανοί φορείς για στοματικά εμβόλια. Ωστόσο, η σαλμονέλα είναι ιδιαίτερα επεμβατική και αυτό μπορεί να φιλοξενήσει τον ξενιστή σε κύτταρα του ανοσοποιητικού.
Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την επιτυχή πρόκληση αποκρίσεων μνήμης κυττάρων Β&Τ που δείχνουν τη μεγαλύτερη δυνατότητα πρόκλησης μακράς διάρκειας βλεννογόνου (η ανοσοαπόκριση στη βλεννογόνο μεμβράνη), χυμική και κυτταρική ανοσία. Η χυμική ανοσία και η κυτταρική ανοσία είναι δύο τύποι προσαρμοστικών ανοσολογικών αποκρίσεων. Η χυμική ανοσία καθοδηγείται κυρίως από τα Β λεμφοκύτταρα, που αναπτύσσονται στο μυελό των οστών και χαρακτηρίζεται από μακρομοριακή μεσολάβηση – συγκεκριμένα αντισώματα, πρωτεΐνη συμπληρώματος και άλλα μικροβιακά πεπτίδια. Η κυτταρική ανοσολογική απόκριση περιλαμβάνει την ενεργοποίηση των ανοσοκυττάρων, δηλαδή των φαγοκυττάρων, των ευαισθητοποιημένων σε αντιγόνο κυτταροτοξικών Τ κυττάρων, και χαρακτηρίζεται από την απελευθέρωση κυτοκινών και χημειοκίνης ως απόκριση σε ένα αντιγόνο. Αυτή η μορφή ανοσίας είναι πιο αποτελεσματική ενάντια σε ιούς, ενδοκυτταρικά βακτήρια, πρωτόζωα, μύκητες και καρκινικά κύτταρα
Η παθογένεια της σαλμονέλας
Η παθογόνος σαλμονέλα εισέρχεται στο σώμα μέσω της γαστρεντερικής οδού ως συνέπεια της κατανάλωσης μολυσμένων τροφίμων. Τα προσλαμβανόμενα βακτήρια περνούν και επιβιώνουν από το στομάχι, όπου υπάρχει περιβάλλον με χαμηλό pH, η σαλμονέλα φθάνει στο λεπτό έντερο, το οποίο χαρακτηρίζεται από την παρουσία αντιμικροβιακών πεπτιδίων όπως οι άμυνες, η υψηλή ωσμωτικότητα, τα λιπαρά οξέα μικρής αλυσίδας και άλλα κοινά μικρόβια. Στον ειλεό, το τελικό και μακρύτερο τμήμα του λεπτού εντέρου, η σαλμονέλα ανοίγει το δρόμο της μέσω του βλεννογόνου στρώματος που επικαλύπτει το εντερικό επιθήλιο. Εδώ προσφύεται και εισβάλλει στα εντεροκύτταρα ή στο επιθήλιο που σχετίζεται με το ωοθυλάκιο. Αυτό είναι ένα επιθηλιακό στρώμα που επικαλύπτει μια δομή που ονομάζεται έμπλαστρο Peyer (PP).
Το PP φιλοξενεί ωοθυλάκια πλούσια σε Β κύτταρα, μακροφάγα, Τ κύτταρα και δενδριτικά κύτταρα. Όλα αυτά τα κύτταρα αποτελούν το μεγαλύτερο μέρος του λεμφικού ιστού που σχετίζεται με το έντερο. Το επιθήλιο που σχετίζεται με το ωοθυλάκιο περιέχει μικροαναδιπλούμενα κύτταρα (κύτταρα Μ). Τα κύτταρα Μ μπορούν να μεταφέρουν ουσίες του αυλού όπως διαλυτές πρωτεΐνες, ιούς και βακτήρια. Αφού η σαλμονέλα έχει εισβάλει στο έμπλαστρο του πληρωτή, έρχεται σε επαφή με τα δενδριτικά κύτταρα και φαγοκυτταρώνεται. Η παραγωγή της IgA διεγείρεται από τα δενδριτικά κύτταρα που περιέχουν σαλμονέλα για να αλληλεπιδράσουν άμεσα με τα Β κύτταρα. Επιπλέον, η εκκίνηση των Τ κυττάρων από δενδριτικά κύτταρα που περιέχουν σαλμονέλα ξεκινά στο έμπλαστρο Peyer και συνεχίζεται σε τυχόν λογικούς ιστούς, που έχει ως αποτέλεσμα την ενεργοποίηση των Β κυττάρων, των CD4+ και CD8+ Τ κυττάρων.
Ζωντανά εξασθενημένα εμβόλια σαλμονέλας
Τα ζωντανά από του στόματος εμβόλια εξασθενημένης σαλμονέλας έχουν πολλά πλεονεκτήματα σε σχέση με άλλους τύπους εμβολίων. Μπορούν να προκαλέσουν τοπικές ανοσολογικές αποκρίσεις στο έντερο καθώς και να διεγείρουν τις χυμικές και κυτταρικές ανοσίες. Οι οδοί χορήγησης από το στόμα έχουν ως αποτέλεσμα την παραγωγή λιγότερο επικίνδυνων αποβλήτων κατά την παράδοση και βελτιώνουν την αποτελεσματικότητα της διανομής του εμβολίου σε μεγάλους πληθυσμούς. Ωστόσο, υπάρχει μια πρόκληση για την παραγωγή ενός ζωντανού εμβολίου που είναι επαρκώς εξασθενημένο και καλά ανεκτό, ενώ ταυτόχρονα είναι ικανό να διεγείρει προστατευτικές ανοσοαποκρίσεις. Αυτό απαιτεί συντονισμό της ισορροπίας μεταξύ αντιδραστικότητας και ανοσογονικότητας.
Προς το παρόν, το μόνο αδειοδοτημένο ζωντανό εμβόλιο εξασθενημένης σαλμονέλας από το στόμα είναι το Ty21a, (που παράγεται με χημική μεταλλαξιογένεση). Κατά συνέπεια, φέρει πολλές μεταλλάξεις, συμπεριλαμβανομένης μιας ανεπάρκειας στη δραστηριότητα της UDP-γαλακτόζης-4-επιμεράσης. Αυτό δείχνει μια κακή εξειδίκευση κατά τη δημιουργία μεταλλαγμάτων χρησιμοποιώντας τυχαία μεταλλαξογένεση. Επιπλέον, το Ty21a απαιτεί τέσσερις δόσεις για την επίτευξη βέλτιστης απόκρισης, παράλληλα με έναν ενισχυτή κάθε πέντε χρόνια. Τα εμβόλια νεότερης γενιάς απαιτούν την ανάπτυξη υποψηφίων που είναι αποτελεσματικά σε μία μόνο δόση, με μεταλλάξεις που μπορούν εύκολα να στοχευθούν και να προσδιοριστούν. Με τη χρήση γενετικής μηχανικής, η κατευθυνόμενη μεταλλαξογένεση μπορεί να οδηγήσει σε καλύτερο χαρακτηρισμό των μεταλλαγμένων. Επιπλέον, η πρόκληση πολλαπλών μεταλλάξεων θα μειώσει την πιθανότητα επαναφοράς στον άγριο τύπο σε στελέχη εμβολίων.