Las vacunas estables evitan el desperdicio, amplían el acceso
Una interpretación artística de una vacuna iVAX que se prepara en el campo. Crédito: Justin Muir
Más del 50 % de todas las vacunas se desperdician debido a errores en el transporte o el almacenamiento, según la Organización Mundial de la Salud. Un equipo de investigación dirigido por las universidades de Northwestern y Cornell ha desarrollado una nueva plataforma de fabricación que puede fabricar rápidamente vacunas en el punto de atención, asegurando que no se desperdicien y ampliando el acceso a medicamentos que pueden salvar vidas.
El nuevo método utiliza componentes sin células que se liofilizan y permanecen estables durante seis meses o más. Una vez que los sistemas libres de células llegan a su destino y están listos para usarse, los trabajadores de la salud pueden rehidratarlos con una sola gota de agua para hacer la vacuna a pedido.
Para demostrar la prueba de principio, el Los investigadores utilizaron la plataforma para fabricar vacunas conjugadas para proteger contra infecciones bacterianas. Pudieron producir una sola dosis en una hora, con un costo de alrededor de $ 5 por dosis. Los investigadores inmunizaron ratones y los expusieron a Francisella tularensis, una bacteria patógena que es mortal sin tratamiento. Todos los ratones vacunados sobrevivieron.
La investigación se publicará el 3 de febrero en la revista Science Advances.
«Estamos desarrollando este método para fabricar medicamentos bajo demanda para infecciones bacterianas, pero podríamos extender la plataforma a otros medicamentos, incluidas las vacunas virales o la insulina», dijo Michael Jewett de Northwestern, quien codirigió el estudio. «Nuestro enfoque sin células, que alivia los requisitos de la cadena de frío, proporcionará una forma de responder rápidamente a los brotes de patógenos y amenazas emergentes en el futuro».
Al eliminar la necesidad de cadenas de suministro complicadas y refrigeración extrema , la plataforma también será poderosa para entornos de bajos recursos, que a menudo no tienen acceso a costosas instalaciones y almacenamiento refrigerado.
«Tendemos a fabricar medicamentos en instalaciones a gran escala que pueden costar cientos de millones de dólares o más», dijo Jewett. «También tenemos que depender de las cadenas de suministro refrigeradas. Estos problemas limitan el acceso general a los medicamentos. Necesitamos repensar la fabricación y el suministro de medicamentos».
Jewett es profesor de ingeniería química y biológica en la Escuela McCormick de Northwestern. de Ingeniería y director del Centro de Biología Sintética de Northwestern. Codirigió el trabajo con Matthew DeLisa, profesor William L. Lewis en la Escuela de Ingeniería Química y Biomolecular Robert Frederick Smith de Cornell y director del Instituto de Biotecnología de Cornell.
Jessica Stark, ex doctora .D. estudiante en el laboratorio de Jewett, y Thapakorn Jaroentomeechai, estudiante de posgrado en el laboratorio de DeLisa, son los primeros autores del artículo.
Reutilización de un motor celular
El secreto detrás de la nueva plataforma de fabricación llamada en expresión de vacuna conjugada in vitro (iVAX) es biología sintética libre de células. Para hacer un sistema libre de células, los investigadores eliminan una pared celular y recolectan la maquinaria molecular de la célula. Luego colocan esta maquinaria en un tubo de ensayo y la liofilizan. Agregar agua desencadena una reacción química que activa el sistema libre de células, convirtiéndolo en un catalizador para fabricar un medicamento utilizable.
«Es como sacar el motor de un automóvil y reutilizar ese motor», Jewett dijo. «O agregando agua para activar la levadura seca al hacer pan. De manera similar, estamos liofilizando los catalizadores centrales de la célula».
En el estudio, los investigadores usaron maquinaria molecular de Escherichia coli para desarrollar una vacuna conjugada para proteger contra las infecciones bacterianas. Las vacunas conjugadas unen un azúcar que es exclusivo de un patógeno a una proteína portadora que estimula el sistema inmunitario. El azúcar es como una huella dactilar del patógeno. Al aprender a reconocer esa proteína como una sustancia extraña, su cuerpo sabe cómo generar una respuesta inmunitaria para atacarla cuando se vuelve a encontrar.
Desafortunadamente, las vacunas conjugadas son difíciles y costosas de fabricar, lo que requiere un proceso complejo de varios pasos. proceso para aislar el azúcar y unirlo a la proteína transportadora, que debe producirse por separado.
«La tecnología que creamos evita muchos de estos problemas», dijo DeLisa. «Básicamente estamos tomando un proceso de varios pasos y comprimiéndolo en un solo paso de reacción, donde el azúcar y la proteína transportadora se fabrican al mismo tiempo y luego se conjugan en un solo recipiente».
Proteger contra resistencia a los antibióticos
Como objetivo de vacuna modelo, los investigadores se centraron en la altamente virulenta Francisella tularensis, que los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades clasifican como un agente de bioterrorismo de clase A debido a su alta tasa de mortalidad. Los investigadores tomaron un azúcar de la bacteria mortal y lo pusieron en el sistema libre de células. El sistema libre de células luego produjo la proteína portadora de la vacuna conjugada, acoplada al azúcar.
«Básicamente, les hemos dado a estas proteínas portadoras la huella dactilar de la bacteria», dijo Jewett, «para que su cuerpo pueda reconocerla». .»
Aunque los virus como el nuevo coronavirus son lo más importante, Jewett y su equipo se centran en las vacunas conjugadas como respuesta a la amenaza emergente de las bacterias resistentes a los antibióticos.
«La el aumento de microbios resistentes a los antibióticos es algo que todo el planeta deberá abordar en los próximos años», dijo Jewett. «La resistencia a los antibióticos está creciendo. Es una pandemia de evolución lenta».
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La biotecnología libre de células podría ayudar a acelerar las terapias contra el COVID-19 Más información: «Biofabricación a pedido de vacunas conjugadas protectoras» Science Advances (2021). advances.sciencemag.org/lookup … .1126/sciadv.abe9444 Información de la revista: Science Advances
Proporcionado por Northwestern University Cita: Las vacunas estables evitan el desperdicio, amplían el acceso (3 de febrero de 2021) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-02-shelf-stable-vaccines-access.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.