אז איך בדיוק מלחי האלומיניום גורמים לתגובה חיסונית? הסבר למתקדמים.

תחילה, נזכור שתפקידם של מלחי אלומיניום בחיסונים הוא להיות אדג'וונט ובכך גורמים לתגובה החיסונית של חיסונים מסויימים להיות יעילה יותר.

בנוסף, צריך לדעת שבמערכת החיסון יש תאים שנקראים T helper cells שקשורים למערכת החיסון הנרכשת והם חשובים בין היתר ביצירת זיכרון חיסוני כי הם אומרים לתאים מסוג B לייצר תאי פלסמה ספציפיים (האחראים על הזיכרון החיסוני) שמפרישים נוגדנים ייחודים נגד הפתוגנים ובאמצעות אותם נוגדנים הגוף שלנו נלחם בפתוגנים במגוון דרכים - בולענות, הריסה של התאים הפגומים, גיוס כל מיני פקטורים שונים בשביל להרוג את הפתוגן ועוד.

ואיך זה קשור למלחי האלומיניום?

מלחי האלומיניום קשורים לשפעול של ציטוקינים (כגון אינטרלוקינים) שהם חלבונים של מערכת החיסון שקשורים לסינגלים בין תאים. יש חיסונים שגם אם ניתן את האנטיגן (למשל - חלבון מסויים של מעטפת החיידק), מערכת החיסון עדיין לא תגיב לכך בצורה יעילה והתאים לא יפעלו ברמה הנדרשת בשביל ליצור זיכרון חיסוני. מלחי האלומיניום ביחד עם האנטיגנים גורמים לאותם תאים שהזכרתי לחשוב שיש זיהום אמיתי ואז הם מבצעים שרשרת תהליכים מורכבת של יצירת זיכרון חיסוני באמצעות סינגלים תוך תאים וחוץ תאים.
יש אפיניות גבוהה (ובכך בולעים אותם ביותר יעילות) יותר כלפי אנטיגנים מכוסים במלחי אלומיניום מאשר אנטגינים לא מכוסים.
יש למלח האלומיניום מספר תפקידים בסיפור. ברגע שמוכנס אנטיגן לגוף, מקרופאג'ים שהם תאים מסוג Antigen presenting cells או APC, יש אפיניות גבוהה יותר (ובכך הם בולעים אותם ביותר יעילות) כלפי אנטיגנים מכוסים במלחי אלומיניום מאשר אנטגינים לא מכוסים. יש לזה מספר סיבות. למשל, יש חשיבות ל-pH. אצל לא מעט מאנטיגנים החלבוניים, הספיגה המיטבית של האנטיגן מתבססת על כך שהאנטיגן נמצא בטווח pH בין הנקודה האיזואלקטרית (IEP) של חלבון האנטיגני לנקודה של אפס מטען חשמלי (PZC) של מלח האלומיניום, זה מאפשר מטענים חשמליים מנוגדים שגורמים למשיכה אלקטרוסטטית ואז בולענות על ידי המאקרופאג', יש גם הבדל בין מלחי האלומיניום השונים אבל זה העיקרון הבסיסי.

מלבד המטען וה-pH מתבצע גם Ligand exhange בין המולקולות, דרך הקבוצה הקרבוקסילית של האלומיניום לחלבון וזה מאפשר לאלומיניום והחלבון להיבלע בקלות על ידי המאקרופאג'. יש עוד כוחות בסיפור כגון מטען הידרופובי-הידרופובי. כל הכוחות המופעלים משתנים ביחס לפי סוג האנטיגן ומלח האלומיניום.

לאחר שהאנטיגן עם האלומיניום נבלע, הוא מעובד בתוך המאקרופאג' והוא מוצג על ידי ה-APC לתאי T cell CD4 שהם בתורם מפעילים תאים שנקראים T helpers 2 או Th2 שהם תאים שמפרישים אינטרלוקינים שונים (כמו IL-4 ו-IL5) שמשפיעים על תאי B cells נאיבים להתחלק ולייצר תאי זיכרון שנקראים Memory B Cell ותאי פלסמה ספציפים שמייצרים IgG, IgE, ו-IgA. אחד האנטיגנים החשובים הוא IgG.

סכימת תהליך יצירת הזיכרון החיסוני על ידי מלח אלומיניום (סימנתי עם מרקר צהוב את החלק הרלוונטי) לקוח מהמחקר Reed, S. G., Orr, M. T., & Fox, C. B. (2013). Key roles of adjuvants in modern vaccines. Nature medicine, 19(12), 1597.

עכשיו במחקרים שונים, ראו שמלח האלומיניום מאפשרים לתאים מסוג Th2 להגיב עם ה-APC הרבים ובכך ליצור את השרשרת של התהליך החיסוני באופן הרבה יותר יעיל מאשר האנטיגנים בלבד, אחד ההסברים לכך שראו במחקרים שככל הנראה מלח האלומיניום גורם לפחות ביטוי של תאי Th1 ובכך מונעים אינהביציה לתאי Th2 (תאים מסוג Th1 אחראים על המנגנון של המוות התאי של תאים נגועים למשל בווירוסים או בסרטן וכו'). גם אינטרלוקין IL-18 מבוטא ביתר בגלל מלח האלומיניום והוא מאפשר ביטוי של תאי Th2. כמו כן, Th1 לא תמיד בתת ביטוי עקב מלחי האלומיניום. זה מאוד תלוי בין חיסון ותלוי אדג'וונט. למשל בחיסון לטטנוס, Th1 לא עובר אינהיביציה והוא מבוטא. זה מאוד מאוד ספציפי לחיסון. כן יודעים שזה קשור לביטוי של ציטוקינים שונים שמחד מבטאים יותר תאים מסוג אחד ומאידך מונעים ביטוי של תאים אחרים.
ניסו במשך השנים למצוא המון המון אדג'וונטים ומלחים, היחידים שמצאו שהם בטוחים מספיק, יודעים מה קורה איתם בגוף, איך הם מעובדים בצורה יעילה בגוף ועובדים בצורה טובה הם אלומיניום פוספט, אלומיניום הידרוקסיד ואלום (תרכבות של אלומיניום-אשלגן-סולפט). גם בין מלחי האלומיניום יש לפעמים שוני מועט באופן הפעולה.

לסיכום, חשוב לציין שזה כמובן לא הכל. אלו התהליכים על קצה המזלג שחשובים להבנה הבסיסית של תפקידם של מלחי האלומיניום. מי שרוצה להעמיק יותר יכול לפנות למקורות שצירפתי.

מקורות:

Lindblad, E. B. (2004). Aluminium compounds for use in vaccines. Immunology and cell biology, 82(5), 497-505.‏ https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/j.0818-9641.2004.01286.x

Bachmann, M. F., & Jennings, G. T. (2010). Vaccine delivery: a matter of size, geometry, kinetics and molecular patterns. Nature Reviews Immunology, 10(11), 787.‏ https://www.nature.com/articles/nri2868

Reed, S. G., Orr, M. T., & Fox, C. B. (2013). Key roles of adjuvants in modern vaccines. Nature medicine, 19(12), 1597.‏ https://www.nature.com/articles/nm.3409