Estudiar las defensas animales contra el coronavirus está abriendo camino a los tratamientos humanos
Los científicos esperan que una nueva tubería pueda producir remedios para cualquier virus emergente. Crédito: Unsplash/ Maksym Kaharlytskyi, con licencia CC0
Un equipo que ha pasado los últimos cinco años desarrollando una línea de tecnologías que pueden producir un remedio para casi cualquier virus emergente puede tener tratamientos listos para pruebas de seguridad en Covid-19 pacientes a fin de año.
La fuerte colaboración público-privada de 20 ha estado agrupando y conectando una serie de tecnologías diversas para construir una tubería rápida donde el código genético de un nuevo virus se puede conectar en un extremo y miles de vacunas o anticuerpos pueden surgir en el otro. otro solo unos meses después.
La tubería aún no está lista, pero los científicos se han dado cuenta de que ya ha generado anticuerpos activos contra el SARS-CoV-2, el virus que causa el Covid-19.
Ahora tienen más fondos de la Comisión Europea en virtud de una convocatoria de emergencia para propuestas de investigación relacionadas con Covid-19 publicada a fines de enero.
Cientos de miles de virus acechan en la naturaleza, particularmente en mamíferos , con potencial para dar el salto a especies como el ser humano o el ganado. Más de 20 patógenos han dado el salto a los humanos en los últimos 30 años, incluido el nuevo coronavirus, SARS-CoV-2.
«Realmente no se puede predecir lo que vendrá», dijo el Dr. Jean-Christophe Audonnet. , director sénior de I+D de vacunas en la compañía farmacéutica Boehringer Ingelheim Animal Health, Alemania, y coordinador de proyectos de la Iniciativa de preparación y anticipación de zoonosis (ZAPI). «Los científicos han intentado hacer eso durante docenas de años, especialmente para la gripe (pero fue en vano).
«Pero tal vez podamos reaccionar mucho más rápido cuando algo comienza».
El equipo construyó la tubería para responder a tres virus de prueba: la fiebre del valle del Rift, que afecta a los humanos y al ganado, el Schmallenberg, que afecta al ganado, y el coronavirus del síndrome respiratorio de Oriente Medio (MERS-CoV), que estalló por primera vez en humanos en 2012. quieren desarrollar vacunas para animales domésticos, en parte para combatir la devastación económica cuando el ganado es víctima de enfermedades virales y en parte como una barrera contra las enfermedades que saltan del ganado a los humanos. También quieren producir anticuerpos con los que tratar a los humanos directamente.
«Inicialmente nos faltaban las herramientas reales, pero muy pronto después del inicio del proyecto nos encontramos con diferentes ideas y tecnologías que incorporamos», dijo el Dr. Audonnet.
Código genético
La canalización se activa cuando el código genético viral ha sido en deciphered, que suele tardar unos días después de que se descubre la primera infección. Luego, los científicos deben encontrar un fragmento del virus que pueda desencadenar una respuesta inmunitaria y pueda usarse para desarrollar una vacuna.
ZAPI ha tratado de acelerar esto mediante el uso de algoritmos informáticos que predicen, basándose en bancos de información, el tramo más pequeño de la capa exterior de cualquier virus en particular que aún desencadenará una fuerte respuesta inmune. El equipo descubrió que este enfoque, combinado con su conocimiento conjunto, significa que puede identificar rápidamente la mejor subunidad de virus para la siguiente etapa.
Para el siguiente paso en la tubería, necesitaban encontrar un vehículo que podría transportar cualquier subunidad de este tipo al cuerpo.
«La idea es que tengamos un andamio común (para la entrega) que siempre será el mismo, y podemos almacenar, y en el momento de una crisis, simplemente se agrega la parte específica correspondiente al nuevo virus», dijo el Dr. Audonnet.
Hacer un vínculo fuerte entre el fragmento que activa la inmunidad y su vehículo de entrega ha sido un problema durante mucho tiempo. La solución estaba en una proteína «superpegamento» descubierta por científicos de la Universidad de Oxford, Reino Unido, en 2012, que permite que cualquier subunidad viral haga clic, como un Lego, en el andamio.
La estructura superpegada se forma la base de una buena vacuna, pero el equipo también quería producir anticuerpos de respuesta rápida para tratar a los pacientes.
Después de probar y fallar, descubrieron que el enfoque más rápido era administrar su propia vacuna nueva a los animales. Los anticuerpos de la respuesta inmunitaria resultante podrían recolectarse y copiarse.
Lo hicieron utilizando tecnología inventada por uno de los socios del proyecto, la firma holandesa de biotecnología Harbor Antibodies, que desarrolló ratones modificados genéticamente para tener el repertorio de genes necesarios para producir anticuerpos humanos. . Cuando se dosificaron con una vacuna MERS candidata a ZAPI, produjeron anticuerpos que se pueden clonar y producir en masa rápidamente utilizando un nuevo método desarrollado por la compañía farmacéutica sueca AstraZeneca, otro colaborador.
Hongos
El equipo también está explorando el potencial de un hongo prolífico, desarrollado por otro socio del proyecto, Dyadic, que puede producir vacunas y anticuerpos en cantidades sin precedentes y podría acelerar aún más el proceso de fabricación.
Dra. Audonnet cree que la tubería de ZAPI puede reducir enormemente el tiempo para tener listas vacunas para animales y anticuerpos para humanos.
Sin embargo, eso no significa que dichos tratamientos y vacunas puedan implementarse en un período de tiempo tan corto, dice. .
Los investigadores han encontrado poderosos mecanismos de defensa en ciertas especies de murciélagos, camellos, monos y ratones frente a una variedad de coronavirus. Esto podría informar nuevas terapias. Crédito: Paul Asman y Jill Lenoble/wikimedia commons, con licencia CC BY 2.0
«Al mismo tiempo, también estamos dialogando con las autoridades reguladoras. Si sigue las reglas (actuales), desarrolla una vacuna o introduce nuevas terapias los anticuerpos tardarán años en demostrar seguridad, eficacia, etc.
«Así que estamos discutiendo sobre la implementación de nuevas reglas (para reducir drásticamente este período de tiempo), pero aún no hemos cambiado eso. Acabamos de demostrar que, para la fabricación, puede pasar de (los actuales) 18 meses2 años a 2-3 meses para entregar grandes lotes de vacunas10 millones para animales y miles de tratamientos de anticuerpos neutralizantes para pacientes humanos».
La tubería ZAPI ha producido anticuerpos para las tres enfermedades y está diseñada para entrar en acción cada vez que surge un nuevo virus. Está diseñada para poder responder a aproximadamente el 90 % de los posibles virus emergentes.
“No buscamos la mejor vacuna del mundo ni la más elegante. El objetivo es distribuir las vacunas (para animales) y los anticuerpos (para humanos) a un número máximo de personas o animales. Incluso si su vacuna solo protege al 80 % de la población, detendrá el brote», dijo el Dr. Audonnet.
Mientras tanto, sin embargo, algunos de los anticuerpos que han producido que funcionan contra el MERS resultan también ser activos contra otros coronavirus beta, una familia que incluye el virus de la pandemia actual. Son estos los que se están acelerando para ver si se pueden usar, tal vez si hay una segunda ola de Covid-19 el próximo año. Los socios esperan tenerlos. listo para ensayos en humanos a finales de año.
Amplio espectro
Mirando más adelante, también plantea la posibilidad de tener anticuerpos de amplio espectro listos para la próxima epidemia, si proviene de la misma familia.
«Creemos que realmente podemos generar anticuerpos que brindan protección cruzada contra diferentes coronavirus beta humanos, por lo que no es necesario buscar un nuevo anticuerpo para el próximo, puede tener el anticuerpo listo para funcionar», dijo el Dr. Audonnet.
«Lo que vemos ahora con el nuevo coronavirus es, diría, muy excelente opcional», dijo el profesor Volker Thiel, virólogo de la Universidad de Berna en Suiza. «Por lo general, un virus no se adapta bien a un nuevo huésped».
Dirige un proyecto llamado COV RESTRIC, que ha estado investigando cómo difieren las especies animales en su respuesta al ataque de una variedad de coronavirus.
Para sorpresa del equipo, descubrieron un poderoso mecanismo de defensa común en todos los animales que estudiaron: murciélagos, camellos, macacos rhesus y ratones. Es una vía potencial para nuevas terapias, dice el profesor Thiel.
Dos etapas
Cuando un patógeno ataca, su sistema inmunitario monta una respuesta en dos etapas: una respuesta instantánea y genérica uno y otro más lento adaptado al patógeno específico.
En la primera respuesta, las células liberan alerta de interferonano a los tejidos de todo el cuerpo para producir hasta 350 proteínas diferentes con la esperanza de que detengan el virus.
Los científicos aprovecharon una biblioteca de genes creada por científicos estadounidenses, cada uno de los cuales codifica una de estas 350 proteínas. Cuando se administró un coronavirus a las células, cada una de las cuales contenía uno de estos genes, encontraron que una molécula, LY6E, se destacaba como mucho más efectiva que las demás para contrarrestarlo.
Descubrieron lo mismo para probaron una serie de coronavirus, incluidos los que causan MERS, SARS (síndrome respiratorio agudo severo) y algunos que causan el resfriado común.
«Me sorprendió mucho ver un efecto tan fuerte», dijo el Dr. Stephanie Pfnder, ahora en la Ruhr Universitt Bochum, Alemania, que trabajó en el proyecto.
Lo que más los sorprendió fue que, en un modelo de ratón, los coronavirus se dirigieron especialmente a las células involucradas en el segundo cuerpo, adaptado respuesta inmune. Si estas células inmunitarias no producen rápidamente LY6E, el coronavirus las elimina, destruyendo la posibilidad del cuerpo de lanzar la segunda ola de defensas sostenidas contra la enfermedad.
«Esta es una molécula muy importante», dijo Prof. Thiel.
«Si alguien en nuestra población tiene un defecto en ese gen (que lo codifica), podría ser muy vulnerable a las enfermedades infecciosas».
Sin embargo, también podría ser una ruta potencial hacia nuevas terapias contra el SARS-CoV-2 y otros coronavirus, incluido el resfriado común.
«La otra implicación es que si pudiera estimular la expresión de este gen, podría estar mejor protegido.»
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