Administrar vacunas directamente a los pulmones puede estimular las respuestas inmunitarias a infecciones respiratorias o cáncer de pulmón: estudio

Los péptidos de antígeno (verde) de la nueva vacuna que se une a la albúmina (anfífilo, columna derecha) se retuvieron mejor en los pulmones y drenaron los ganglios linfáticos de ratones que la vacuna de control (soluble, columna izquierda). Crédito: Rakhra et al., Sci. inmunol. 6, eabd8003 (2021)

Muchos virus infectan a sus huéspedes a través de las superficies mucosas, como el revestimiento de las vías respiratorias. Los investigadores del MIT ahora han desarrollado una estrategia de vacunación que puede crear un ejército de células T que están listas y esperando en esas superficies, ofreciendo una respuesta más rápida a los invasores virales.

Los investigadores demostraron que podían inducir una fuerte respuesta de células T de memoria en los pulmones de ratones administrándoles una vacuna modificada para unirse a una proteína presente de forma natural en la mucosidad. Esto puede ayudar a transportar la vacuna a través de las barreras mucosas, como el revestimiento de los pulmones.

«En este documento, nos enfocamos específicamente en las respuestas de las células T que serían útiles contra los virus o el cáncer, y nuestra idea era usar esta proteína, la albúmina, como una especie de caballo de Troya para que la vacuna atraviese la barrera mucosa», dice Darrell Irvine, autor principal del estudio, quien es profesor Underwood-Prescott con nombramientos en los departamentos de Ingeniería Biológica y Ciencia e Ingeniería de los Materiales; director asociado del Instituto Koch para la Investigación Integral del Cáncer del MIT; y miembro del Instituto Ragon de MGH, MIT y Harvard.

Además de proteger contra los patógenos que infectan los pulmones, este tipo de vacunas inhaladas también podrían usarse para tratar el cáncer que metastatiza a los pulmones o incluso prevenir el desarrollo del cáncer en primer lugar, dicen los investigadores.

El ex postdoctorado del MIT Kavya Rakhra es el autor principal del estudio, que aparece hoy en Science Immunology. Otros autores incluyen a los asociados técnicos Wuhbet Abraham y Na Li, el postdoctorado Chensu Wang, la ex estudiante de posgrado Kelly Moynihan Ph.D. ’17, y los extécnicos de investigación Nathan Donahue y Alexis Baldeon.

Respuesta local

La mayoría de las vacunas se inyectan en el tejido muscular. Sin embargo, la mayoría de las infecciones virales ocurren en superficies mucosas como los pulmones y el tracto respiratorio superior, el tracto reproductivo o el tracto gastrointestinal. Irvine dice que crear una fuerte línea de defensa en esos sitios podría ayudar al cuerpo a defenderse de la infección de manera más eficaz.

«En algunos casos, las vacunas administradas en el músculo pueden provocar inmunidad en las superficies mucosas, pero hay una principio de que si vacuna a través de la superficie de la mucosa, tiende a obtener una mayor protección en ese sitio», dice Irvine. «Desafortunadamente, todavía no tenemos grandes tecnologías para desarrollar respuestas inmunitarias que protejan específicamente esas superficies mucosas».

Existe una vacuna nasal aprobada para la gripe y una vacuna oral para la fiebre tifoidea, pero ambas esas vacunas consisten en virus vivos atenuados, que pueden atravesar mejor las barreras mucosas. El laboratorio de Irvine quería buscar una alternativa: las vacunas peptídicas, que tienen un mejor perfil de seguridad y son más fáciles de fabricar, pero son más difíciles de atravesar las barreras mucosas.

Moléculas CpG (rojas) de la nueva vacuna que se une a la albúmina ( amphiphile, columna de la derecha) se retuvieron mejor en los pulmones y en los ganglios linfáticos de drenaje de los ratones que la vacuna de control (soluble, columna de la izquierda). Crédito: Rakhra et al., Sci. inmunol. 6, eabd8003 (2021)

Para tratar de hacer que las vacunas peptídicas sean más fáciles de administrar a los pulmones, los investigadores recurrieron a un enfoque que exploraron por primera vez en un estudio de 2014. En ese artículo, Irvine y sus colegas descubrieron que unir vacunas peptídicas a proteínas de albúmina, que se encuentran en el torrente sanguíneo, ayudaba a que los péptidos se acumularan en los ganglios linfáticos, donde podían activar una fuerte respuesta de células T.

Esos las vacunas se administraban mediante inyección, como la mayoría de las vacunas tradicionales. En su nuevo estudio, los investigadores investigaron si la albúmina también podría ayudar a las vacunas peptídicas a atravesar las barreras mucosas, como las que rodean los pulmones. Una de las funciones de la albúmina es ayudar a mantener la presión osmótica en los pulmones y puede pasar fácilmente a través del tejido epitelial que rodea los pulmones.

Para probar esta idea, los investigadores adjuntaron una cola lipídica que se une a la albúmina a un Vacuna peptídica contra el virus vaccinia. La vacuna también incluía un adyuvante de uso común llamado CpG, que ayuda a provocar una respuesta inmunitaria más fuerte.

La vacuna se administró por vía intratraqueal, lo que simula la exposición por inhalación. Los investigadores encontraron que este tipo de administración generó un aumento de 25 veces en las células T de memoria en los pulmones de los ratones, en comparación con la inyección de la vacuna modificada con albúmina en un sitio muscular lejos de los pulmones. También demostraron que cuando los ratones fueron expuestos al virus vaccinia meses después, la vacuna intramuscular no ofreció protección, mientras que todos los animales que recibieron la vacuna por vía intratraqueal estaban protegidos.

Dirigirse a los tumores

Los investigadores también probaron una vacuna mucosal contra el cáncer. En ese caso, utilizaron un péptido que se encuentra en las células de melanoma para inmunizar a los ratones. Cuando los ratones vacunados fueron expuestos a células de melanoma metastásico, las células T en los pulmones pudieron eliminarlas. Los investigadores también demostraron que la vacuna podría ayudar a reducir los tumores pulmonares existentes.

Este tipo de respuesta local podría hacer posible el desarrollo de vacunas que evitarían la formación de tumores en órganos específicos, al atacar los antígenos que se encuentran comúnmente en células tumorales.

«Tanto en los experimentos con virus como con tumores, estamos aprovechando esta idea de que, como otras personas han demostrado, estas células T de memoria se instalan en los pulmones y están esperando allí mismo en la barrera. Tan pronto como aparece una célula tumoral, o tan pronto como un virus infecta la célula objetivo, las células T pueden eliminarla de inmediato», dice Irvine.

Esta estrategia también podría ser útil para crear vacunas mucosas contra otros virus como el VIH, la influenza o el SAR-CoV-2, dice Irvine. Su laboratorio ahora está utilizando el mismo enfoque para crear una vacuna que provoque una fuerte respuesta de anticuerpos en los pulmones, utilizando el SARS-CoV-2 como objetivo.

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La vacuna intranasal contra la influenza estimula una fuerte respuesta inmunitaria en el estudio de fase 1 Más información: K. Rakhra el al., «Exploiting albumin as a mucosalvacvacchaperone for robust generation of lung -células T de memoria residentes», Science Immunology (2021). immunology.sciencemag.org/look … 6/sciimmunol.abd8003 Información de la revista: Science Immunology

Proporcionado por el Instituto Tecnológico de Massachusetts Cita: La administración de vacunas directamente en los pulmones puede estimular las respuestas inmunitarias a las infecciones respiratorias o cáncer de pulmón: estudio (2021, 19 de marzo) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-03-vaccines-lungs-boost-immune-responses.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.