La tecnología de inmunización con nanopartículas podría proteger contra muchas cepas de coronavirus
Este nuevo prototipo de vacuna funciona al unir muchos fragmentos de proteínas (específicamente, dominios de unión al receptor o RBD) a una nanopartícula basada en proteínas diseñada. El estudio, en ratones, mostró que la vacuna indujo la producción de anticuerpos que son ampliamente reactivos a una amplia gama de coronavirus. Los RBD son particularmente importantes para que un virus pueda infectar una célula, por lo que los anticuerpos que reconocen los RBD probablemente sean más efectivos. en la prevención de infecciones graves. Crédito: A. Cohen a través de BioRender
El virus SARS-CoV-2 que está causando la pandemia de COVID-19 es solo uno de los muchos virus diferentes en la familia de los coronavirus. Muchos de estos circulan en poblaciones de animales como murciélagos y tienen el potencial de «saltar» a la población humana, tal como lo hizo el SARS-CoV-2. Los investigadores del laboratorio de Pamela Bjrkman, profesora de biología y bioingeniería de David Baltimore, están trabajando en el desarrollo de vacunas para una amplia gama de coronavirus relacionados, con el objetivo de prevenir futuras pandemias.
Ahora, dirigido por el estudiante graduado Alex Cohen, un equipo de Caltech ha diseñado una nanopartícula de 60 subunidades basada en proteínas a la que se han adherido piezas de hasta ocho tipos diferentes de coronavirus. Cuando se inyecta en ratones, esta vacuna induce la producción de anticuerpos que reaccionan a una variedad de coronavirus diferentes, incluidos virus similares que no se presentaron en la nanopartícula.
La investigación se describe en un artículo en la revista Science.
Esta plataforma de vacuna, denominada nanopartícula de mosaico, fue desarrollada inicialmente por colaboradores de la Universidad de Oxford. La nanopartícula tiene la forma de una jaula formada por 60 proteínas idénticas, cada una de las cuales tiene una pequeña etiqueta de proteína que funciona como una pieza de velcro. Cohen y su equipo tomaron fragmentos de las proteínas de punta de diferentes coronavirus (las proteínas de punta juegan el papel más importante en la infección) y diseñaron cada uno para tener una etiqueta de proteína que se uniría a las de la jaula, la otra mitad de la pieza de velcro. Cuando estas piezas virales se mezclaron con la estructura de la jaula de nanopartículas, cada etiqueta de virus se adhirió a una etiqueta en la jaula, lo que resultó en una nanopartícula que presentaba picos que representaban diferentes cepas de coronavirus en su superficie.
Mostrando ocho picos de coronavirus diferentes Los fragmentos (conocidos como dominios de unión al receptor o RBD) con esta plataforma de partículas generaron una respuesta de anticuerpos diversa, lo que es una ventaja sobre los métodos de vacunas tradicionales que presentan piezas de un solo tipo de virus. Después de la inoculación, los anticuerpos producidos posteriormente por los ratones pudieron reaccionar a muchas cepas diferentes de coronavirus. Es importante destacar que los anticuerpos fueron reactivos a cepas relacionadas de coronavirus que no estaban presentes en la nanopartícula. Esto sugiere que, al presentar al sistema inmunitario múltiples variantes diferentes de coronavirus, el sistema inmunitario aprende a reconocer las características comunes de los coronavirus y, por lo tanto, podría reaccionar potencialmente a un coronavirus emergente, no solo a una variante del SARS-CoV-2, que podría causar otra pandemia.
Aunque el equipo todavía está estudiando el mecanismo subyacente a este fenómeno, los resultados son prometedores. El próximo paso es examinar si la inmunización previene la infección viral y/o los síntomas de infección en los animales que producen estos anticuerpos.
«Si podemos demostrar que la respuesta inmunitaria inducida por nuestra tecnología de nanopartículas realmente protege contra las enfermedades resultantes de la infección , entonces esperamos poder hacer avanzar esta tecnología hacia los ensayos clínicos en humanos, aunque hay muchos pasos que deben darse de vez en cuando», dice Cohen. «No imaginamos que esta metodología reemplace a las vacunas existentes, pero es bueno tener muchas herramientas a mano cuando se enfrenten futuras amenazas virales emergentes».
«Desafortunadamente, es poco probable que el SARS-CoV-2 sea el último coronavirus en causar una pandemia», dice Bjrkman. «Los resultados de Alex muestran que es posible generar diversas respuestas de anticuerpos neutralizantes, incluso contra cepas de coronavirus que no estaban representadas en la nanopartícula inyectada. Por lo tanto, tenemos la esperanza de que esta tecnología pueda usarse para proteger contra futuros coronavirus animales que se cruzan con los humanos. En Además, las nanopartículas provocan respuestas neutralizantes contra el SARS-CoV-2, por lo que podría ser posible usarlas ahora para proteger contra el COVID-19 y otros coronavirus con potencial pandémico».
El artículo se titula «Las nanopartículas de mosaico provocan respuestas inmunitarias de reacción cruzada a los coronavirus zoonóticos en ratones».
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Candidato a vacuna ultrapotente contra el COVID-19 diseñado por computadora Más información: Alexander A. Cohen et al, Mosaic nanoparticles provocan respuestas inmunitarias de reacción cruzada a coronavirus zoonóticos en ratones, Science 12 de enero de 2021: eabf6840. DOI: 10.1126/science.abf6840
Alexander A. Cohen et al. Las nanopartículas de mosaico provocan respuestas inmunitarias de reacción cruzada a los coronavirus zoonóticos en ratones, bioRxiv (2020). DOI: 10.1101/2020.11.17.387092 Información de la revista: Ciencia