Od ponad 50 lat, test 1 jest używany jako złoty standard metody oceny skuteczności szczepionki przeciwko wściekliźnie przed wydaniem partii. Test ten polega na dootrzewnowym uodparnieniu grup myszy szczepionką, która ma być testowana, a następnie prowokacji wewnątrzmózgowej (IC) 14 dni później szczepem wirusa wścieklizny (RABV) Challenge Virus Standard. Siła działania jest oceniana na podstawie odsetka myszy, które przeżyły prowokację IC. Chociaż WHO2 i European Pharmacopeia3 nadal wymagają testu NIH do oceny siły działania szczepionki, test ten napotyka kilka przeszkód: wyniki są bardzo zmienne4; zakaźny RABV jest używany podczas wyzwania, co wymaga zarówno umiejętności technicznych, jak i ścisłych środków bezpieczeństwa biologicznego; Wykorzystuje się dużą liczbę zwierząt, a powaga wyzwania budzi poważne obawy etyczne5. Opracowano mniej dotkliwą odmianę tego testu: dwa tygodnie po szczepieniu dootrzewnowym myszy nie są prowokowane IC, ale wykrwawiane i badane na obecność specyficznych przeciwciał neutralizujących RABV (VNAb) w ich surowicy za pomocą testu neutralizacji in vitro. Jednak ten test nadal wymaga poświęcenia dużej liczby myszy laboratoryjnych, chociaż jest już używany w szczepionkach weterynaryjnych6,7 i był brany pod uwagę w przypadku szczepionek dla ludzi8.
Na dzień dzisiejszy, zarówno International9, jak i European10 rekomendacje zachęcają producentów i Krajowe Laboratoria Kontrolne (Oficjalne Laboratoria Kontroli Leków - OMCLs) do wdrożenia Zastępstwa, Redukcji i Udoskonalenia laboratoryjnych testów na zwierzętach, określanych jako strategia 3R. Dyrektywa europejska 2010/63/UE (obowiązująca od 2013/01/01) dotycząca ochrony i dobrostanu zwierząt również zaostrzyła ograniczenia dla producentów szczepionek i laboratoriów zajmujących się kontrolą jakości szczepionek przeciwko wściekliźnie, a także badaniami nad wścieklizną11. W związku z tym opracowanie, walidacja i stosowanie alternatywnych podejść in vitro stało się obecnie priorytetem. Są one nie tylko etycznie uzasadnione, ale mogą również obniżyć koszty testowania wsadowego i skrócić czas oczekiwania na wyniki do godzin zamiast tygodni3.
Na powierzchni cząstki RABV glikoproteina przyjmuje formę trimeryczną12,13,14,15,16. W szczepionce przeciwko wściekliźnie ta natywna forma trimeryczna stanowi główną indukującą immunogen VNAbs17, podczas gdy monomeryczne, rozpuszczalne lub zdenaturowane glikoproteiny są słabo immunogenne18,19. Tak więc zachowanie trimerów glikoproteiny w całym procesie produkcji szczepionki jest dobrym wskaźnikiem dla zachowania optymalnego potencjału immunogennego. Kilka metod immunochemicznych, takich jak test wiązania przeciwciał20,21, test pojedynczej radialnej immunodyfuzji (SRD)22 i test ELISA23,24,25,26,27 są zalecane przez WHO Technical Report Series2 oraz europejska monografia3 w celu ilościowego określenia zawartości antygenu w szczepionkach przeciwko wściekliźnie. Są one wykorzystywane przez producentów do monitorowania spójności produkcji szczepionek oraz przez OMCL do oceny spójnego składu partii szczepionek dla ludzi28, nawet jeśli test NIH jest nadal brany pod uwagę przy ustalaniu siły działania.
Jednak wszystkie te metody immunochemiczne nie są równoważne. Test SRD wymaga wstępnej obróbki, która może zmienić trimery zakotwiczone w błonie i doprowadzić do powstania rozpuszczalnej lub zdenaturowanej formy glikoproteiny22,29. W związku z tym SRD nie jest zbyt skuteczny w rozróżnianiu między immunogennymi i nieimmunogennymi glikoproteinami, co skutkuje niedoskonałą oceną immunogenności partii szczepionki. Natomiast test ELISA jest bardziej czuły22, zachowuje natywną strukturę glikoproteiny i jest bardziej odpowiedni do określenia zawartości natywnie pofałdowanych trimerów glikoproteiny. W teście ELISA można wykorzystać poliklonalne lub mysie przeciwciała monoklonalne przeciwko glikoproteinie królików, oczyszczone lub skoncentrowane siarczanem amonu. Badania wykazały dobrą zgodność między testem NIH a zawartością antygenu ocenianą za pomocą testu ELISA w szczepionkach i wykazały, że metody ELISA są odpowiednie do testu siły działania in vitro. To przemawia za tym, że testy ELISA mogą przynajmniej uzupełniać lub nawet zastępować test NIH4,26,27,30,31,32,33. Obecnie Farmakopea Europejska zaleca stosowanie zwalidowanych testów serologicznych lub immunochemicznych jako alternatywy dla testu NIH3. Całkowite unikanie wykorzystywania zwierząt do celów szczepionki stało się realistyczną perspektywą.
Metoda przedstawiona poniżej opiera się na pośrednim testowaniu immunologicznym metodą ELISA przy użyciu mysiego klonu przeciwciała monoklonalnego (mAb-D1), które rozpoznaje miejsca antygenowe III (aa 330 do 338) trimerycznej glikoproteiny RABB15,34. Metoda ta została początkowo opracowana w Instytucie Pasteura26,30, a następnie zoptymalizowana i zwalidowana przez laboratorium Agence Nationale de Sécurité du Médicament et des produits de santé (ANSM), tj. francuskie OMCL4,33. mAb-D1 służy zarówno do uwrażliwiania płytki, jak i następnie do wykrywania wychwyconego antygenu. Pozwala to na specyficzną kwantyfikację trimerów glikoproteiny, tj. immunogennego antygenu RABV. MAb-D1 używany do wykrywania jest znakowany peroksydazą, która ujawnia się w obecności substratu i chromogenu. Porównanie absorbancji zmierzonej dla badanej szczepionki i szczepionki referencyjnej pozwala na określenie zawartości glikoproteiny immunogennej. Warto zauważyć, że ten sam rodzaj testu może być stosowany do różnych mAb rozpoznających różne miejsca antygenowe glikoproteiny RABB35. Metoda otrzymywania i oczyszczania lub zagęszczania poliklonalnymi immunoglobulinami króliczymi G (IgG) lub monoklonalnymi globulinami króliczymi z siarczanem amonu lub monoklonalnymi globulinami myszy została obszernie opisana wcześniej36 wraz z metodą koniugacji przeciwciał z peroksydazą37.