Molecular Invention and Bioengineering of a Modernized Vaccine and Antimicrobial Immunomolecules

Bacterial infections constitute one of the greatest global health issues and the perilous increase of antibiotic resistance is rendering certain hitherto curable diseases practically untreatable. Despite the increased danger, very few antimicrobial agents have reached positive clinical outcome in the last decades. In parallel, vaccines targeting bacteria such as pneumococci have proven to be highly efficient preventive therapies, reducing the dependence on, and the usage of, antibiotics. The overall aim of our project is to produce a safe and targeted vesicle-based vaccine and active immunoglobulins against the otopathogens non-typeable Haemophilus influenzae and Moraxella catarrhalis, two major aetiologies of acute otitis media. Based on proteomic analysis and comprehensive protein bioinformatics, our laboratory is working on the molecular engineering of outer membrane vesicle as modernized vaccine with a powerful antigen-loading system. Our invention has the potential to overcome the issue of limited number of antigen candidates found in native vesicles when used as vaccine delivery. Our research scope also includes the molecular reconstruction and modification of immunoglobulins with high specificity, and enhanced bactericidal and opsonin properties. In total, this project will pave the way for a completely new approach that can be applicable for prevention of several bacterial infections.

This project is part of a generous grant from the Wallenberg Foundation.
More information can be found here;
https://kaw.wallenberg.org/en/wallenberg-clinical-scholars-2019

De senaste åren har den ökande antibiotikaresistensen blivit alltmer akut. Även om vi hittills har varit relativt förskonade i Sverige orsakar den stora problem i Europa och övriga världen med ökad dödlighet i infektionssjukdomar som följd. Antibiotika är en av människans främsta framgångar, men i motsats till antibiotika har vaccin historiskt sett visat sig vara den mest hållbara och kostnadseffektiva lösningen för att bekämpa infektionssjukdomar och därmed i förlängningen resistenta bakterier. Vårt övergripande mål är att utveckla en innovativ behandlingsstrategi som innefattar ett nytt vaccin riktade mot bland annat vanliga luftvägsbakterier.
Det föreslagna projektets syfte är att förhindra öroninflammation orsakade av luftvägsbakterierna Haemophilus och Moraxella hos framför allt förskolebarn, men som även kan användas för att skydda andra patientgrupper. Öroninflammation är en ytterst vanlig sjukdom och bara i Sverige drabbas 200,000 barn årligen medan motsvarande siffra globalt sett är mer än 700 miljoner. De senaste åren har vi sett en relativ ökning av framför allt luftvägsbakterien Haemophilus som orsak till öroninflammation och Haemophilus är numera på WHO:s lista över prioriterade antibiotika-resistenta bakterier.
Genom att studera hur bakterier utsöndrar så kallade vesikler (membranblåsor eller nanopartiklar) och hur de är uppbyggda har vi de senaste åren etablerat en plattform som kan användas som bas för vaccinutveckling. Målet är att använda denna nyvunna kunskap för att tillverka vesikler som innehåller de komponenter och proteiner (antigen) som är önskvärda. Genom att exakt känna till hur vesikler bildas kan vi också bygga in andra proteiner för att optimera mängden protein och därmed chansen att få bra immunitet vid vaccination. Vesiklerna planeras att tillföras via slemhinnan i näsan genom nässpray för att på så sätt framkalla ett utmärkt lokalt immunförsvar mot luftvägsbakterierna.
Sammanfattningsvis vill vi minska den totala sjukdomsbördan av bakteriella luftvägsinfektioner hos stora patientgrupper. Ytterligare en viktig aspekt är att den föreslagna strategin med vesikler också kommer att kunna användas i vaccin mot andra infektionssjukdomar.