Los virólogos desarrollan vacunas contra el coronavirus ampliamente protectoras
XJ Meng, profesor distinguido de la Universidad de Virginia-Maryland College of Veterinary Medicine y director fundador del nuevo centro que aborda enfermedades infecciosas en el Fralin Life Sciences Institute en Virginia Tech. Crédito: Virginia Tech
Una vacuna candidata que podría brindar protección contra el virus COVID-19 y otros coronavirus ha mostrado resultados prometedores en las primeras pruebas con animales.
Las vacunas candidatas contra el coronavirus, creadas por el profesor distinguido de la Universidad Virginia Tech XJ Meng y el profesor Steven L. Zeichner de UVA Health, evitaron que los cerdos se enfermaran con un coronavirus porcino, el virus de la diarrea epidémica porcina (PEDV).
Los investigadores publicaron recientemente sus hallazgos en Proceedings of the National Academy of Sciences.
«La vacuna candidata se desarrolló utilizando una innovadora plataforma de vacunas dirigida a una región genómica altamente conservada de coronavirus», dijo Meng, Profesor Distinguido de la Universidad en el Departamento de Ciencias Biomédicas y Patobiología en el Colegio de Medicina Veterinaria de Virginia-Maryland. «La nueva plataforma de vacunas utiliza una bacteria de genoma reducido para expresar el antígeno de la vacuna contra el coronavirus en su superficie. Dicha plataforma de vacunas se puede fabricar a bajo costo en las instalaciones existentes en todo el mundo, lo que podría satisfacer la demanda pandémica».
Su vacuna contra el coronavirus ofrece varias ventajas que podrían superar los principales obstáculos para los esfuerzos de vacunación mundial. Sería fácil de almacenar y transportar, incluso en áreas remotas del mundo, y podría producirse en cantidades masivas utilizando las fábricas de fabricación de vacunas existentes.
«Nuestra nueva plataforma ofrece una nueva ruta para producir vacunas rápidamente a un costo muy bajo que se puede fabricar en las instalaciones existentes en todo el mundo, lo que debería ser particularmente útil para la respuesta a una pandemia», dijo Zeichner.
Un nuevo enfoque de desarrollo de vacunas
El nuevo La plataforma de producción de vacunas implica la síntesis de ADN que dirige la producción de una parte del virus que puede instruir al sistema inmunitario sobre cómo montar una respuesta inmunitaria protectora contra un virus.
Ese ADN se inserta en otro pequeño círculo de ADN llamado plásmido que puede reproducirse dentro de las bacterias. Luego, el plásmido se introduce en las bacterias, indicándoles que coloquen piezas de proteínas en sus superficies. La técnica utiliza la bacteria común E. coli.
Una innovación importante es que se ha eliminado una gran cantidad de genes de E. coli. Eliminar muchos de los genes de la bacteria, incluidos los genes que forman parte de su superficie exterior o membrana externa, parece aumentar sustancialmente la capacidad del sistema inmunitario para reconocer y responder al antígeno de la vacuna colocado en la superficie de la bacteria. Para producir la vacuna, las bacterias que expresan el antígeno de la vacuna simplemente se cultivan en un fermentador, muy parecido a los fermentadores que se usan en los procesos industriales microbianos comunes, como la elaboración de cerveza, y luego se eliminan con una baja concentración de formalina.
«Muerto Actualmente, las vacunas de células completas se usan ampliamente para proteger contra enfermedades mortales como el cólera y la tos ferina. Las fábricas en muchos países de ingresos bajos a medianos de todo el mundo están produciendo cientos de millones de dosis de esas vacunas por año ahora, por $ 1 por dosis o menos», dijo Zeichner. «Puede ser posible adaptar esas fábricas para hacer esta nueva vacuna. Dado que la tecnología es muy similar, el costo también debería ser similar».
Todo el proceso, desde la identificación de un posible objetivo de la vacuna hasta la producción de la Las bacterias con genes eliminados que tienen los antígenos de la vacuna en sus superficies pueden tener lugar muy rápidamente, en solo dos o tres semanas, lo que hace que la plataforma sea ideal para responder a una pandemia.
Dirigirse a la COVID-19
Las vacunas candidatas del equipo adoptan un enfoque inusual en el sentido de que se dirigen a una parte de la proteína espiga del virus, el «péptido de fusión viral», que es muy universal entre los coronavirus. No se ha observado que el péptido de fusión difiera en absoluto en las muchas secuencias genéticas del SARS-CoV-2, el virus que causa el COVID-19, que se han obtenido de miles de pacientes en todo el mundo durante el transcurso de la pandemia.
«Con la aparición de varias variantes del SARS-CoV-2, una vacuna dirigida a una región conservada de todos los coronavirus, como el péptido de fusión, puede conducir potencialmente a una vacuna candidata con amplia protección. Dicha vacuna, si exitoso, sería de gran valor contra las cepas variantes del virus», dijo Meng, quien también es el director fundador del Centro de Patógenos Emergentes, Zoonóticos y Transmitidos por Artrópodos en el Instituto de Ciencias de la Vida Fralin en Virginia Tech.
Para crear su vacuna, los investigadores usaron la nueva plataforma de vacunas, sintetizando el ADN con las instrucciones para hacer el péptido de fusión y diseñaron bacterias para colocar las proteínas en la superficie de las bacterias a las que se les quitó una gran cantidad de sus genes, luego creció y en activó la bacteria para hacer la vacuna candidata contra el coronavirus.
Meng y Zeichner fabricaron dos vacunas, una diseñada para proteger contra COVID-19 y otra diseñada para proteger contra el coronavirus porcino, PEDV. PEDV y SARS-CoV-2, el virus que causa el COVID-19, son coronavirus, pero son parientes lejanos. PEDV y SARS-CoV-2, como todos los coronavirus, comparten una serie de aminoácidos centrales que constituyen el péptido de fusión. PEDV infecta a los cerdos, causando diarrea, vómitos y fiebre alta y ha sido una gran carga para los criadores de cerdos de todo el mundo. Cuando PEDV apareció por primera vez en rebaños de cerdos en los EE. UU. en 2013, mató a millones de cerdos solo en los Estados Unidos.
Una ventaja de estudiar PEDV en cerdos es que los investigadores pudieron estudiar la capacidad de las vacunas para ofrecer protección contra una infección por coronavirus en su huésped nativo, en este caso, los cerdos. Los otros modelos que se han utilizado para probar las vacunas contra el COVID-19 estudian el SARS-CoV-2 en huéspedes no nativos, como monos o hámsteres, o en ratones modificados genéticamente para que puedan infectarse con el SARS-CoV-2. Los cerdos también son muy similares en fisiología e inmunología a las personas; pueden ser los modelos animales más cercanos a las personas además de los primates.
En algunos resultados inesperados, Meng y Zeichner observaron que tanto la vacuna candidata contra PEDV como la vacuna candidata contra SARS-CoV-2 protegió a los cerdos contra la enfermedad causada por PEDV. Las vacunas no previnieron la infección, pero protegieron a los cerdos de desarrollar síntomas graves, al igual que las observaciones realizadas cuando se probaron primates con vacunas candidatas contra el COVID-19. Las vacunas también prepararon el sistema inmunitario de los cerdos para generar una respuesta inmunitaria mucho más vigorosa a la infección. Si tanto la vacuna PEDV como la COVID-19 protegieron a los cerdos contra la enfermedad causada por PEDV y prepararon el sistema inmunitario para combatir la enfermedad, es razonable pensar que la vacuna COVID-19 también protegería a las personas contra la enfermedad grave por COVID-19.
Próximos pasos
Se requerirían pruebas adicionales, incluidos ensayos en humanos, antes de que la Administración Federal de Alimentos y Medicamentos u otras agencias reguladoras de todo el mundo puedan aprobar la vacuna contra el COVID-19 para su uso en personas, pero los colaboradores están complacidos con los primeros éxitos de la plataforma de desarrollo de vacunas.
«Aunque los resultados iniciales en el estudio con animales son prometedores, se necesita más trabajo para refinar la plataforma de vacunas usando diferentes genomas reducidos cepas bacterianas y el objetivo de la vacuna de péptido de fusión», dijo Meng. «También será importante probar la vacuna de péptido de fusión en un modelo de mono contra la infección por SARS-CoV-2».
Zeichner agregó que se sintió alentado por una colaboración entre UVA y Virginia Tech, escuelas con un conocida rivalidad deportiva, ha producido resultados tan prometedores.
«Si los científicos de UVA y Virginia Tech pueden trabajar juntos para tratar de hacer algo positivo para abordar la pandemia, entonces tal vez haya alguna esperanza de colaboración y cooperación». en el país en general», dijo Zeichner.
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Siga las últimas noticias sobre el brote de coronavirus (COVID-19) Más información: Denicar Lina Nascimento Fabris Maeda et al. Las vacunas de péptido de fusión de coronavirus expresadas en superficie de bacterias reducidas de genoma completo muerto protegen contra la enfermedad en un modelo porcino, Actas de la Academia Nacional de Ciencias (2021). DOI: 10.1073/pnas.2025622118 Información de la revista: Procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias
Proporcionado por Virginia Tech Cita: Los virólogos desarrollan vacunas contra el coronavirus con amplia protección (2021, 16 de abril) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-04-virologists-broadly-coronavirus-vaccines.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.