Nicotine is een kleine molecule die, na inademing in de longen, snel in de bloedbaan terechtkomt en vervolgens de bloed-hersenbarrière passeert. Eenmaal in de hersenen bindt het zich aan specifieke nicotinereceptoren, wat resulteert in het vrijkomen van neurotransmitters, zoals dopamine en noradrenaline.
NicVAX is een terugvalpreventietherapie die is ontworpen om het immuunsysteem te stimuleren antilichamen te produceren die zich binden aan nicotine in de bloedbaan en voorkomen en/of vertragen dat het de bloed-hersenbarrière passeert en de hersenen binnendringt. Wanneer een verminderde hoeveelheid nicotine de hersenen bereikt, wordt de afgifte van neurotransmitters sterk verminderd en nemen de plezierige, positief versterkende effecten van nicotine af. Preklinische studies met het vaccin hebben aangetoond dat vaccinatie de hoeveelheid nicotine die de hersenen bereikt vertraagt en vermindert en de effecten van nicotine blokkeert, waaronder de effecten die verslaving bij dieren kunnen versterken en in stand houden. Als een tabaksroker die pas gestopt is, gevaccineerd wordt en na afloop van de vaccinatiereeks een tabakssigaret opsteekt, binden de door het vaccin gegenereerde antilichamen nicotine en veranderen ze de verdeling van nicotine in de hersenen. Omdat er niet genoeg nicotine in de hersenen terechtkomt, worden de voor verslaving relevante neurale paden niet geactiveerd. Er wordt geen genot ontleend aan de tabakssigaret en de gevaccineerde persoon hervalt niet en begint niet opnieuw met roken.
NicVAX wordt toegediend door injectie in de arm; de 3′-aminomethylnicotinemolecule die in het vaccin zit, wekt een immuunrespons op waarbij ‘nicotine’-antilichamen worden aangemaakt. De antilichamen binden zich aan nicotinemoleculen, waardoor de nicotine-antilichaamcomplexen te groot zijn om de hersenen binnen te dringen; hierdoor kan nicotine geen invloed uitoefenen op de verslavingsrelevante paden in de hersenen. Het idee achter het geneesmiddel is dat, aangezien vaak zelfs een enkele sigaret al genoeg nicotine aan de hersenen kan afgeven om de verslaving te doen herleven, het blokkeren van de toegang van nicotine tot de hersenen deze hernieuwde afhankelijkheid zou kunnen voorkomen. Deze behandeling werkt bij nicotineverslaving van welke oorsprong dan ook. Klinische farmacologie & Therapeutica beschouwt deze methode als “aantrekkelijk”, omdat het antilichaam de hersenen niet binnendringt; als gevolg daarvan zijn de bijwerkingen op het centrale zenuwstelsel minimaal, als er al bijwerkingen zijn. Bovendien binden de geproduceerde antilichamen zich alleen aan nicotine en niet aan nicotinemetabolieten of soortgelijke endogene structuren zoals acetylcholine.
Hoewel dit geneesmiddel de verslaving kan inperken, voorkomt het geen psychologische hunkering; een gebruiker zou mogelijk zwaar kunnen roken om de tenietdoende effecten van NicVAX te compenseren. Een uitgevoerde studie gaf echter aan dat dit niet gebeurde bij de proefpersonen.