Alpacas y anticuerpos: cómo los científicos esperan detener el coronavirus en seco
Los investigadores del proyecto CoroNAb con sede en Estocolmo están investigando los anticuerpos contra el coronavirus producidos por alpacas, incluida Tyson, la pequeña que se muestra aquí, para su uso potencial en terapias humanas. Crédito: Preclínicas, Potsdam
Los esfuerzos para diseñar una vacuna segura para el COVID-19 avanzan a toda velocidad, pero los expertos coinciden en que es probable que pase un año, al menos, antes de que esté lista una inmunización. Mientras tanto, los científicos de toda Europa están explorando formas ingeniosas, incluso con la ayuda de alpacas, para utilizar las últimas técnicas en manipulación molecular para reparar el daño pulmonar inducido por el coronavirus o para bloquear el virus antes de que cause estragos.
Los investigadores del Instituto Karolinska en Estocolmo, Suecia, son optimistas de que al menos una de las 124 vacunas en desarrollo tendrá éxito. Sin embargo, se debe entregar una vacuna a todos, y escalar a más de 7 mil millones de dosis es extremadamente desafiante. Por lo tanto, han puesto la mira de su investigación en un objetivo más accesible: anticuerpos ‘neutralizantes’ que matan una infección después de que se ha arraigado.
El proyecto CoroNAb se estableció a mediados de febrero cuando se conocían 1000 muertes por COVID-19 en el mundo. «Contener la propagación del virus no es nuestro objetivo principal, ese barco ha zarpado», dijo el Dr. Benjamin Murrell, profesor asistente del Departamento de Microbiología, Tumor y Biología Celular del Instituto Karolinska. «Nuestro objetivo es encontrar terapias para detener la progresión de la enfermedad en un paciente».
Terapéuticas
Estas terapias tomarán la forma de anticuerpos que se infunden en un paciente a través de una jeringa. Cuando alguien está infectado con el nuevo coronavirus SARS-CoV-2, por lo general genera una respuesta de anticuerpos contra él y, en la mayoría de los casos, estos anticuerpos contribuyen a eliminar el virus. Sin embargo, los anticuerpos que combaten infecciones producidos en un laboratorio también pueden introducirse en el cuerpo, lo que da como resultado una inmunización pasiva.
Entonces, ¿qué diferencia a una vacuna de los anticuerpos importados?
Las vacunas se administran a las personas cuando están bien, lo que las impulsa a desarrollar sus propios anticuerpos, mientras que la terapia con anticuerpos se administra cuando se ha arraigado una infección y el paciente tiene dificultades para desarrollar su propia respuesta inmunitaria.
Los anticuerpos monoclonales (mAb), es decir, los anticuerpos que son clones idénticos entre sí, surgieron en las últimas décadas como terapias eficaces para diversas afecciones médicas, incluidos el cáncer y los trastornos autoinmunes. Cada vez más, también se consideran una herramienta médica importante para combatir infecciones virales graves, como la COVID-19, aunque hasta la fecha, solo se ha aprobado un mAb para este propósito. Muchos más están en ensayos clínicos, incluido uno en el que ha estado trabajando el Dr. Murrell.
Queda por ver en qué etapa de una infección, exactamente, un paciente con coronavirus sería tratado con mAbs. «Esto deberá estudiarse en modelos animales o directamente en ensayos con humanos», dijo el Dr. Murrell, quien coordina el proyecto CoroNAb junto con socios en Dinamarca, Suiza y el Reino Unido.
«Tal vez se pueda tratar a alguien con una terapia de anticuerpos monoclonales en una fase avanzada de la infección y aun así detener el deterioro, pero tal vez no», dijo.
El equipo CoroNAb del Instituto Karolinska está creando mAb a partir de animales. A un animal se le administra un antígeno viral específico (las moléculas que interactúan con los anticuerpos del cuerpo) y se provoca una respuesta inmunitaria, lo que hace que algunas de las células inmunitarias del animal produzcan anticuerpos. Las células que albergan estos anticuerpos se aíslan y la secuencia genética del anticuerpo se clona de cada célula en una forma circular de ADN que permite que los anticuerpos se produzcan en el laboratorio.
Alpacas
El equipo de Estocolmo centra sus esfuerzos de investigación en ratones, macacos rhesus y alpacas. Las alpacas son camélidos (como los camellos y las llamas) que producen fragmentos de anticuerpos particularmente interesantes, conocidos como anticuerpos de «dominio único», que permiten el descubrimiento rápido de anticuerpos y la producción de anticuerpos a gran escala, razón por la cual el equipo de CoroNAb los prefiere.
Un mes después de iniciado el proyecto, a estos mamíferos se les inyectaron variantes creadas en laboratorio de las proteínas de punta del coronavirus, y las indicaciones preliminares sugieren que todos los grupos de animales están respondiendo bien. La extracción del repertorio de anticuerpos de alpaca está actualmente en marcha. Durante las próximas semanas, los investigadores probarán la actividad neutralizante de los anticuerpos producidos contra el SARS-CoV-2.
Dra. Murrell dijo: «Las próximas semanas son críticas e inciertas. Dependiendo de estos primeros resultados, tendremos suerte o tendremos que retroceder unos pasos y repetir».
A pesar de todas las incógnitas, el Dr. Murrell confía en que de esta investigación surgirán anticuerpos neutralizantes. «Haremos que algo funcione», dijo. La pregunta es, ¿un anticuerpo efectivo descubierto por el equipo de CoroNAb se convertirá en una adición útil al arsenal europeo de tratamientos contra el SARS-CoV-2? Los laboratorios de todo el mundo están persiguiendo el mismo premio, trabajando día y noche para identificar anticuerpos efectivos contra el COVID-19, y ya están surgiendo algunos resultados preliminares.
Para hacer una contribución en este clima, un anticuerpo deberá tener una fuerte ventaja sobre su competencia. «Si el anticuerpo de un grupo resulta ser 10 veces más potente que el siguiente mejor, es posible que tenga que producir mucho menos para obtener una terapia eficaz, lo que reduce la carga de fabricación», explicó el Dr. Murrell. Añadió: «Dado que la potencia de los anticuerpos descubiertos se debe, al menos en parte, al azar, tiene sentido que muchos grupos persigan el mismo objetivo».
Bacterium
El profesor Luis Serrano del Centro de Regulación Genómica (CRG) de España lidera otro equipo comprometido en la carrera contra el COVID-19. Su laboratorio apoya los esfuerzos globales de vacunas y está investigando mecanismos novedosos que no son vacunas para limitar el número de muertes.
Hasta hace dos meses, el profesor Serrano participaba en el proyecto MycoSynVac, que investigaba formas de reclutar huéspedes celulares para transportar vacunas por todo el cuerpo. Los anfitriones celulares (conocidos en el campo de la biología sintética como chasis) son muy prometedores como sistemas de bajo costo, escalables y potencialmente revolucionarios para la administración dirigida de vacunas que salvan vidas.
El chasis elegido en el proyecto de cinco años de Serrano fue una forma modificada de la bacteria Mycoplasma pneumoniae, que causa infecciones respiratorias. Para la conclusión del proyecto, los investigadores pudieron demostrar que Mycoplasma es un excelente chasis universal, lo que significa que todo tipo de vacunas pueden salir de él con seguridad.
Prof. Serrano es optimista de que una vacuna para COVID-19, cuando surja, estará entre los ingredientes que su chasis Mycoplasma puede administrar de manera segura. El equipo se encuentra en las primeras etapas de probar esta hipótesis. Durante el próximo mes, insertarán copias sintéticas de genes clave del coronavirus en células bacterianas, con la esperanza de que esas proteínas superficiales que pertenecen al virus desencadenen una respuesta inmunitaria protectora del cuerpo humano.
Como está diseñado a partir de una bacteria que se dirige a los pulmones, el chasis puede ser incluso más capaz que el transporte de vacunas, según el profesor Serrano. «Creemos que puede entregar moléculas terapéuticas directamente a los receptores en los pulmones», dijo.
Estas moléculas contrarrestarían la inflamación o evitarían que el virus se una a los alvéolos (las células a través de las cuales fluye el oxígeno desde los pulmones al torrente sanguíneo) bloqueando los receptores de las células virales, explica.
Con el virus bloqueado o el daño pulmonar reparado, un paciente que no responde a los tratamientos convencionales podría evitar los peores síntomas de una infección por COVID-19, como una devastadora tormenta de citoquinas, donde el cuerpo monta una una respuesta inmunitaria masiva y potencialmente mortal, una reacción exagerada provocada por la neumonía.
Spray
«La idea es crear un spray para llevar nuestras bacterias modificadas directamente a los pulmones, donde expresará localmente lo que se necesita de las moléculas activas y luego se lavará de forma natural ”, explicó el Prof. Serrano.
Añadió: «Hay claras ventajas en este enfoque directo. Si aplica un fármaco sistémicamente (que afecta a todo el cuerpo), podría ser beneficioso donde se necesita, pero también podría tener efectos peligrosos en otros tejidos .»
El precio es otro beneficio importante para reclutar bacterias para administrar medicamentos que salvan vidas. Producir moléculas terapéuticas sintéticamente es costoso. Por una fracción del costo, se puede clonar una célula huésped para producir grandes poblaciones de células que contengan las mismas moléculas terapéuticas.
En los laboratorios de su empresa derivada Pulmobiotics, el equipo del profesor Serrano está exponiendo proteínas del coronavirus a moléculas con cualidades antiinflamatorias conocidas, para probar la eficacia de las moléculas contra el virus. También están diseñando mutaciones de estas moléculas, con la esperanza de aumentar la afinidad entre la molécula y las proteínas receptoras humanas. Los datos de estos experimentos se esperan para mediados del verano.
El profesor Serrano tiene la esperanza de que su investigación arroje resultados positivos, sin embargo, estos pueden no llegar a tiempo para salvar vidas durante el brote actual. «Para cuando obtengamos la aprobación (regulatoria), es posible que la situación de COVID se haya resuelto», dijo. «Pero esta investigación abrirá el camino para futuras terapias durante futuras pandemias».
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