Vacuna eficaz, procesos de producción eficientes necesarios para la inmunización masiva

Esta imagen de microscopio electrónico de transmisión muestra el SARS-CoV-2, también conocido como 2019-nCoV, el virus que causa el COVID-19, aislado de un paciente en EE. UU. Se muestran partículas de virus emergiendo de la superficie de las células cultivadas en el laboratorio. Los picos en el borde exterior de las partículas de virus dan a los coronavirus su nombre, en forma de corona. Crédito: NIAID-RML

Aunque todavía no existe una vacuna contra el coronavirus, los investigadores y los legisladores ya están discutiendo qué grupos deben protegerse primero. Pero una cosa está clara: tan pronto como se encuentre una vacuna, debe producirse rápidamente y en grandes cantidades. Solo así será posible contener la pandemia de la COVID-19 sin las actuales restricciones a la vida social. Los procesos biotécnicos para producir virus desarrollados por científicos del Instituto Max Planck para la Dinámica de Sistemas Técnicos Complejos en Magdeburg podrían ayudar. El equipo de Magdeburg ahora quiere adaptar estos métodos a la producción de una vacuna corona. Los investigadores de Magdeburgo están interesados no solo en la producción a gran escala de virus y su purificación eficiente para su uso como vacuna, sino también en la búsqueda de inmunógenos adecuados contra la COVID-19.

La carrera por una vacunación contra el coronavirus SARS-CoV-2 se desarrollará en dos etapas. Los científicos de todo el mundo están buscando diligentemente una vacuna que movilice de manera efectiva el sistema inmunitario humano contra el patógeno COVID-19. Sin embargo, el desarrollo de vacunas será solo un éxito intermedio. Luego necesitarán producir grandes cantidades de una vacuna altamente purificada y hacerlo muy rápidamente. Udo Reichl, director del Instituto Max Planck para Sistemas Técnicos Complejos en Magdeburg, y sus colegas están involucrados en ambas etapas de la carrera para lograr la inmunización más amplia posible de la población mundial.

Diferentes rutas hacia una corona vacuna

En la búsqueda de una vacuna, los investigadores actualmente están siguiendo diferentes enfoques. «En la actualidad, el enfoque más prometedor probablemente sea incorporar antígenos como la proteína espiga S1 del coronavirus, por ejemplo, en el virus MVA y así presentarlo al sistema inmunitario humano», dice Reichl.

El virus MVA (vaccinia Ankara modificada) es un virus inofensivo que a menudo se usa para mostrar proteínas de patógenos al sistema inmunitario humano. Los investigadores también están probando componentes individuales del virus, como partes de su plan genético o proteínas recombinantes como inmunógenos (es decir, como entrenadores del sistema inmunitario humano). En este último caso, muchos grupos se están concentrando en la proteína espiga S1, que da nombre a los coronavirus debido a las características proyecciones que parecen los picos de una corona.

Otros grupos están estudiando virus vivos atenuados o inactivados. virus A los fabricantes de vacunas les gustaría evitar la variante de un virus inactivado porque esto implicaría producir SARS-CoV-2 real, que está asociado con altos requisitos de seguridad. Sin embargo, es posible que no puedan evitarlo. Por ejemplo, la empresa china Sinovac acaba de presentar los resultados de sus primeras pruebas exitosas con el SARS-CoV-2 inactivado. «Esta puede ser la forma de obtener la mejor vacuna», dice Reichl.

Las células animales como fábricas de virus

Los virus y los vectores virales, que, como MVA, sirven como transportadores de proteínas patógenas, deben producirse en grandes cantidades para la producción de vacunas. Entre otras cosas, las células animales pueden servir como fábricas. Sin embargo, primero deben cultivarse en grandes cantidades. Este es el campo especial de Udo Reichl e Yvonne Genzel, quien encabeza un grupo de investigación en su Departamento. Los dos científicos han desarrollado procesos con los que las células de monos, hámsteres, perros o pájaros pueden propagarse de forma muy eficiente. Un aspecto importante es que las células reciben continuamente una solución nutritiva fresca y los productos de desecho se eliminan rápidamente.

«En nuestros procesos, podemos producir hasta 10 o 100 millones de células por mililitro», dice Reichl. . Los investigadores ya han producido virus de influenza, Zika y fiebre amarilla en suspensiones de células animales. En algunos casos, pudieron obtener varios miles de millones de virus por mililitro. En el turbocultivo de células animales, los virus MVA también se pueden producir a gran escala. Los procesos también podrían permitir que el equipo de Magdeburg produzca los virus SARS-CoV-2 en grandes cantidades si demuestran ser el mejor inmunógeno contra el COVID-19, ya sea en forma atenuada o inactivada.

Además de la suspensión Las células adherentes que requieren una superficie para crecer también son adecuadas para la producción de coronavirus. Las células Vero, que comprenden una línea celular de un mono verde africano, son un ejemplo de ello. Sinovac utilizó esta línea celular para generar los coronavirus para su estudio. Udo Reichl y su equipo también han diseñado procesos eficientes para el cultivo de células Vero. Actualmente, los investigadores están preparando estudios para probar estos métodos en la producción de coronavirus, pero es un gran desafío. «Debido a que trabajaremos con material altamente infeccioso, necesitamos urgentemente un laboratorio S3 con sistemas de doble puerta y presión negativa», dice Reichl. Actualmente no existe un laboratorio de alta seguridad en su instituto. Por ello, está planificando este proyecto junto con Judith Gottwein de la Universidad de Copenhague, que cuenta con un laboratorio S3.

Un método de purificación de virus vacunales con celulosa y polietilenglicol

Si los coronavirus o los vectores virales demuestran ser los inmunógenos más efectivos, la producción masiva de estos no será suficiente para lograr una vacuna efectiva y fácilmente disponible. Para producir una vacuna de este tipo, debe ser posible purificar partículas de virus con un alto rendimiento. El equipo de Magdeburgo también se está centrando en este paso. Los investigadores han desarrollado un proceso que les permite alcanzar un rendimiento de alrededor del 95 % tras la purificación de un virus del medio de producción. Usan una forma especial de cromatografía que involucra portadores de celulosa y polietilenglicol (PEG). Con este método, se agrega PEG al líquido que contiene el virus, que luego pasa a través de varias membranas. El alto contenido de PEG hace que los virus se adhieran a la superficie de la celulosa. Las impurezas, por otro lado, fluyen directamente a través de las membranas. Luego, los investigadores enjuagan las membranas con una solución libre de PEG para que los virus se separen de la celulosa.

Aunque la producción y purificación de virus es la especialidad del grupo de Reichl, los investigadores de Magdeburg también están involucrados en la buscar inmunógenos adecuados. En particular, están investigando la glicosilación de la proteína Spike S1 en la superficie del coronavirus. Esta proteína no se muestra desnuda en la superficie del virus, sino que está cubierta con moléculas de azúcar (es decir, está glicosilada).

¿Qué respuesta inmunitaria es causada por proteínas de punta glicosiladas de manera diferente?

«La glicosilación podría influir fuertemente en la eficacia de una vacuna contra el coronavirus», dice Reichl. «Con algunos virus, como el virus de la gripe, esto varía mucho. Sin embargo, se sabe relativamente poco sobre el virus corona».

Junto con Achim Kaasch y Dunja Bruder, profesores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Magdeburg, y la empresa glyXera GmbH, que cofundó como spin-off de Max-Planck-Gesellschaft, él busca cambiar esto. Los científicos primero producirán la proteína S1 en cultivos de células de insectos, modificarán específicamente la glicosilación utilizando métodos de biotecnología sintética e investigarán la respuesta inmune en ratones. Si resulta que una proteína Spike S1 con una cubierta de azúcar específica prepara particularmente bien el sistema inmunitario para una infección por SARS-CoV-2, podría ayudar a los científicos a desarrollar una vacuna eficaz.

Todavía permanece abierto en cuanto a qué vacuna se utilizará finalmente contra el SARS-CoV-2 y qué proceso se utilizará para producirla. «Con nuestro trabajo, queremos ayudar a crear más opciones para que terminemos con una vacuna que sea lo más efectiva posible y que se pueda producir en grandes cantidades», dice Reichl. «Esperamos que la pandemia de COVID-19 pueda contenerse pronto con la vacunación y que los métodos eficientes para suministrar a la población mundial vacunas económicas estén disponibles para desafíos similares».

Explore más

El virus de la tos de las perreras ofrece una ruta potencial para la vacuna contra el COVID-19 Proporcionado por la Sociedad Max Planck Cita: Vacuna efectiva, procesos de producción eficientes necesarios para la inmunización masiva (4 de mayo de 2020) recuperado el 31 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2020-05-effect-vaccine-ficient-production-mass.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.