Las vacunas COVID-19 basadas en proteínas emergentes podrían cambiar el juego
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Las vacunas actuales de ARN mensajero parecen ofrecer al menos cierta protección contra las nuevas variantes del SARS-CoV-2, incluido el omicron, especialmente para las personas que han recibido refuerzos. Pero los costos de fabricación y la necesidad de refrigeración ultrafría han limitado la disponibilidad de estas vacunas en países de ingresos bajos y medianos. Ahí es donde las vacunas COVID-19 basadas en proteínas emergentes, incluidas dos candidatas desarrolladas en el Boston Children’s Hospital, podrían cambiar el juego.
Las vacunas basadas en proteínas son potencialmente mucho más baratas de fabricar a escala que las vacunas de ARNm y es posible que no requieran almacenamiento ultrafrío. Esto ayudaría a llevar más vacunas a partes del mundo como África, donde las tasas de vacunación son actualmente muy bajas.
Las vacunas existentes contra el COVID-19 se basan en la proteína de punta completa del SARS-CoV-2. Por el contrario, ambas vacunas de Boston Children’s usan solo una parte del pico, a saber, el dominio de unión al receptor o RBD. El RBD es la misma parte que se adhiere a los receptores de la enzima convertidora de angiotensina 2 (ACE2) de nuestras células. Pero las dos vacunas utilizan métodos muy diferentes para estimular las respuestas inmunitarias.
Alpacas, anticuerpos y células presentadoras de antígenos
Un equipo dirigido por Novalia Pishesha, Ph.D., Thibault Harmand , Ph.D., y Hidde Ploegh, Ph.D., en el Programa de Medicina Celular y Molecular, adjuntaron el RBD a un tipo especial de anticuerpo derivado de las alpacas.
Este «nanocuerpo», más pequeño que los anticuerpos humanos, dirige el segmento de proteína RBD directamente a las células inmunitarias clave presentadoras de antígenos que luego «muestran» RBD a otras células inmunitarias, estimulando una respuesta inmunitaria más amplia.
Se supone que las vacunas actuales contra el COVID-19 estimulan células presentadoras de antígenos, pero solo indirectamente, dice Ploegh. «Eliminar al intermediario y hablar directamente con las células presentadoras de antígenos es mucho más eficiente», dice. «El ingrediente secreto es la focalización».
Para apuntar a las células presentadoras de antígenos, el equipo diseñó los nanocuerpos para reconocer y albergar antígenos del complejo principal de histocompatibilidad (MHC) de clase II en la superficie de las células. Como se informó en la edición del 2 de noviembre de PNAS, su vacuna provocó fuertes respuestas inmunitarias contra el SARS-CoV-2 y sus variantes en ratones, estimulando grandes cantidades de anticuerpos neutralizantes contra la proteína RBD. También provocó una fuerte inmunidad celular, estimulando las células T auxiliares que reúnen otras defensas inmunitarias.
En las pruebas, el equipo liofilizó con éxito la vacuna y luego la reconstituyó sin pérdida de eficacia. También se mantuvo estable y potente durante al menos siete días a temperatura ambiente. El equipo ha presentado una patente sobre su tecnología y espera involucrar a las empresas biotecnológicas o farmacéuticas para llevar la vacuna a más pruebas y eventualmente a un ensayo clínico.
Adyuvantes para adultos mayores
En el Programa de Vacunas de Precisión en Boston Children’s, David Dowling, Ph.D., Ofer Levy, MD, Ph.D., y sus colegas han creado una formulación de vacuna COVID-19 que puede funcionar especialmente bien en personas mayores. Combina el mismo fragmento de proteína de pico, el RBD, con dos adyuvantes de vacunas, moléculas que estimulan la respuesta inmunitaria.
«La proteína RBD por sí misma es poco inmunogénica», dice Dowling. «Es por eso que las personas han usado la proteína de pico completo, que es más difícil de producir a escala. Con los adyuvantes que seleccionamos, pudimos hacer una vacuna de proteína basada en RBD tan efectiva como una vacuna de ARNm basada en pico completo».
Los adyuvantes surgieron a través de un exhaustivo proceso de selección que comparó múltiples moléculas cabeza a cabeza en diferentes combinaciones. Como se informó el 16 de noviembre en Science Translational Medicine, dos adyuvantes, hidróxido de aluminio y CpG, demostraron ser la combinación más exitosa cuando se agregaron a la proteína RBD.
El hidróxido de aluminio, un adyuvante de uso común, ayuda a que los antígenos de las vacunas permanezcan más tiempo en el cuerpo para que el sistema inmunológico pueda detectarlos mejor. CpG expande la respuesta inmunitaria al estimular los receptores tipo Toll en el sistema inmunitario innato.
En las pruebas, la combinación adyuvante RBD provocó fuertes respuestas inmunitarias innatas en los glóbulos blancos de los adultos mayores, equivalentes a las de las células de los adultos más jóvenes. adultos En los ratones, provocó una gran cantidad de anticuerpos neutralizantes en todos los grupos de edad, de manera similar a las vacunas actuales de ARNm basadas en picos. En un desafío vivo, protegió por completo a los ratones ancianos contra la infección por SARS-CoV-2.
«Nuestros ratones ancianos inmunizados todavía tenían altos niveles de anticuerpos funcionales casi un año después», señala Dowling.
¿Las vacunas COVID basadas en proteínas protegerán contra la variante omicron?
Las muchas mutaciones de Omicron incluyen 15 modificaciones genéticas a la proteína RBD. ¿Las vacunas COVID-19 basadas en RBD protegerían contra él? Si bien las características de la variante y los resultados clínicos aún se encuentran bajo investigación activa, se anticipa que las vacunas existentes continuarán brindando protección contra la hospitalización y la muerte.
«No sabemos lo suficiente sobre omicron, por lo que es difícil evaluar sus efectos sobre las vacunas basadas en proteínas», dice Pishesha. Sin embargo, señala que la vacuna de nanocuerpos de su equipo también induce respuestas de células T CD8 contra una porción del RBD que permanece intacta en la cepa omicron. «Esto nos permite ser cautelosamente optimistas de que nuestra vacuna podría combatir omicron decentemente».
Dowling está de acuerdo y señala que la formulación de su equipo impulsó una respuesta muy sólida de células T y B anti-RBD.
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«Con respecto a qué tan bien se mantendrán las respuestas de los anticuerpos, ya hemos comenzado a trabajar en el problema», dice. «Hemos enviado muestras de suero de varios ratones inmunizados a nuestros colaboradores de la Universidad de Maryland para investigar las capacidades de neutralización de nuestra vacuna contra omicron y otras variantes. Deberíamos tener los datos iniciales en unas pocas semanas».
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El nuevo diseño de la vacuna COVID es más fácil de fabricar, no necesita almacenamiento en frío Información de la revista: Procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias, Science Translational Medicine
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