Hay mejores vacunas en nuestra sangre
Crédito: Universidad de Harvard
Los glóbulos rojos hacen más que transportar oxígeno de nuestros pulmones a nuestros órganos: también ayudan al cuerpo a combatir infecciones al capturar patógenos en sus superficies, neutralizándolos y presentándolos a las células inmunes en el bazo y el hígado. Ahora, un equipo de investigadores del Instituto Wyss de Ingeniería Biológicamente Inspirada de Harvard y la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas John A. Paulson (SEAS) ha aprovechado esta capacidad innata para construir una tecnología de plataforma que utiliza glóbulos rojos para administrar antígenos a los presentadores de antígenos. (APCs) en el bazo, generando una respuesta inmune. Este enfoque ralentizó con éxito el crecimiento de tumores cancerosos en ratones y también podría usarse como adyuvante biocompatible para una variedad de vacunas. La tecnología, llamada Erythrocyte-Driven Immune Targeting (EDIT), se informa esta semana en PNAS.
«El bazo es uno de los mejores órganos del cuerpo para atacar cuando se genera una respuesta inmunitaria, porque es uno de los pocos órganos donde los glóbulos rojos y blancos interactúan naturalmente», dijo el autor principal Samir Mitragotri, Ph.D. ., un miembro de la facultad de Wyss Core que también es profesor Hiller de bioingeniería y profesor Hansjrg Wyss de ingeniería biológicamente inspirada en SEAS. «La capacidad innata de los glóbulos rojos para transferir patógenos adheridos a las células inmunitarias se ha descubierto recientemente, y este estudio abre la puerta a una serie emocionante de desarrollos futuros en el campo del uso de células humanas para el tratamiento y la prevención de enfermedades».
No me comas, solo mírame
Usar glóbulos rojos como vehículos de administración de fármacos no es una idea nueva, pero la gran mayoría de las tecnologías existentes se dirigen a los pulmones, porque sus densos red de capilares hace que las cargas se desprendan de los glóbulos rojos a medida que pasan a través de los diminutos vasos. El equipo de investigación de Mitragotri primero necesitaba descubrir cómo lograr que los antígenos se adhieran a los glóbulos rojos con la fuerza suficiente para resistir el desprendimiento y llegar al bazo.
Recubrieron nanopartículas de poliestireno con ovoalbúmina, una proteína antigénica conocida por causar una respuesta inmune leve, luego los incubó con glóbulos rojos de ratón. La proporción de 300 nanopartículas por glóbulo dio como resultado la mayor cantidad de nanopartículas unidas a las células, la retención de alrededor del 80 % de las nanopartículas cuando las células se expusieron a la tensión de cizallamiento que se encuentra en los capilares pulmonares y la expresión moderada de una molécula lipídica llamada fosfatidilserina (PS) en las membranas de las células.
«Un alto nivel de PS en los glóbulos rojos es esencialmente una señal de ‘cómeme’ que hace que el bazo los digiera cuando están estresados o dañado, lo que queríamos evitar. Esperábamos que una menor cantidad de PS en su lugar enviaría una señal temporal de «échame un vistazo» a las APC del bazo, que luego absorberían las nanopartículas recubiertas de antígeno de los glóbulos rojos sin que las células mismas se destruyan. «, dijo Anvay Ukidve, estudiante de posgrado en el laboratorio de Mitragotri y coautor del artículo.
Para probar esa hipótesis, el equipo inyectó glóbulos rojos recubiertos con sus nanopartículas en ratones, luego rastreó dónde acumularon en su b odias 20 minutos después de la inyección, más del 99 % de las nanopartículas se habían eliminado de la sangre de los animales, y había más nanopartículas en sus bazos que en sus pulmones. La mayor acumulación de nanopartículas en el bazo persistió hasta 24 horas y la cantidad de glóbulos rojos EDIT en la circulación permaneció sin cambios, lo que demuestra que los glóbulos rojos habían entregado con éxito sus cargas al bazo sin ser destruidos.
Vacunas eficaces sin adyuvantes
Habiendo confirmado que sus nanopartículas se administraron con éxito en el bazo in vivo, los investigadores evaluaron a continuación si los antígenos en las superficies de las nanopartículas inducían una respuesta inmunitaria. A los ratones se les inyectó EDIT una vez a la semana durante tres semanas y luego se analizaron sus células de bazo. Los ratones tratados mostraron 8 veces y 2,2 veces más células T que mostraban el antígeno de ovoalbúmina administrado que los ratones que recibieron nanopartículas «libres» o que no recibieron tratamiento, respectivamente. Los ratones tratados con EDIT también produjeron más anticuerpos contra la ovoalbúmina en la sangre que cualquiera de los otros grupos de ratones.
Para ver si estas respuestas inmunitarias inducidas por EDIT podrían potencialmente prevenir o tratar la enfermedad, el equipo repitió sus tres inyección profiláctica de EDIT en ratones durante una semana, luego se les inoculó células de linfoma que expresaban ovoalbúmina en sus superficies. Los ratones que recibieron EDIT tuvieron un crecimiento tumoral tres veces más lento en comparación con el grupo de control y el grupo que recibió nanopartículas libres, y tenían un menor número de células cancerosas viables. Este resultado aumentó significativamente la ventana de tiempo durante la cual el tumor podría tratarse antes de que los ratones sucumbieran a la enfermedad.
«EDIT es esencialmente una plataforma de vacunas sin adyuvantes. Parte de la razón por la cual el desarrollo de vacunas hoy toma es tan largo que los adyuvantes extraños administrados junto con un antígeno tienen que pasar por un ensayo de seguridad clínica completo para cada nueva vacuna», dijo Zongmin Zhao, Ph.D., becario postdoctoral en el laboratorio de Mitragotri y coautor principal del artículo. . «Los glóbulos rojos se han transfundido de forma segura a los pacientes durante siglos, y su capacidad para mejorar las respuestas inmunitarias podría convertirlos en una alternativa segura a los adyuvantes extraños, aumentando la eficacia de las vacunas y la velocidad de creación de vacunas».
El El equipo continúa trabajando para comprender exactamente cómo las APC del bazo generan una respuesta inmunitaria que es específica para el antígeno presentado por EDIT, y planea probarla con otros antígenos además de la ovoalbúmina. Esperan utilizar esta información adicional para impulsar su búsqueda de los entornos clínicos óptimos para la tecnología.
«El cuerpo humano es un tesoro oculto de soluciones elegantes para los problemas de atención médica, y aunque la medicina ha llegado un largo camino en la comprensión de esos mecanismos, todavía estamos en las primeras etapas de poder aprovecharlos para mejorar la duración y la calidad de la vida humana. Esta investigación es un paso emocionante hacia ese objetivo, y podría cambiar drásticamente la forma en que las respuestas inmunes son modulada en los pacientes», dijo el Director Fundador del Instituto Wyss, Donald Ingber, MD, Ph.D., quien también es Profesor Judah Folkman de Biología Vascular en la Facultad de Medicina de Harvard y el Hospital Infantil de Boston, y Profesor de Bioingeniería en SEAS.
Otros autores del artículo incluyen a Vinu Krishnan, Daniel C. Pan, Yongsheng Gao y Abhirup Mandal del Instituto Wyss y SEAS; Alexandra Fehnel de SEAS y Vladimir Muzykantov de la Escuela de Medicina Perelman de la Universidad de Pensilvania. Esta investigación fue apoyada por el Instituto Wyss de la Universidad de Harvard y los Institutos Nacionales de Salud bajo la subvención # 1R01HL143806-01.
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Transformación de bazos en órganos similares al hígado en ratones Más información: Anvay Ukidve el al., «Inmunización impulsada por eritrocitos mediante biomimética de su función natural de presentación de antígenos» PNAS (2020). www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.2002880117 Información de la revista: Procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias
Proporcionado por la Universidad de Harvard Cita: Mejor las vacunas están en nuestra sangre (13 de julio de 2020) recuperado el 31 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2020-07-vaccines-blood.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.