Vencer al VIH y al COVID-19 puede depender de modificar las moléculas de la vacuna
Impresión 3D de una proteína espiga del SARS-CoV-2, el virus que causa el COVID-19 frente a una impresión 3D de una partícula del virus SARS-CoV-2. La proteína espiga (en primer plano) permite que el virus ingrese e infecte las células humanas. En el modelo de virus, la superficie del virus (azul) está cubierta con proteínas de pico (rojo) que permiten que el virus ingrese e infecte las células humanas. Crédito: NIH
El diseño de una vacuna comienza con encontrar los ingredientes correctos. Cada agente infeccioso tiene moléculas, llamadas antígenos, que el sistema inmunitario podría reconocer y atacar. Por lo tanto, los científicos deben considerar cuidadosamente qué antígenos deben incluirse en una vacuna.
Los científicos saben mucho sobre cómo diseñar vacunas, pero hay muchas enfermedades que no se han controlado mediante la vacunación. El VIH, por ejemplo, muta rápidamente y es muy bueno para ocultarse del sistema inmunitario, por lo que es difícil para los científicos determinar qué antígenos incluir en una vacuna.
En un nuevo estudio de Immunity, los investigadores de El Instituto de Inmunología de La Jolla (LJI) muestra que una forma de mejorar la respuesta inmunitaria del cuerpo a las vacunas es tener en cuenta la valencia del antígeno. La valencia se refiere a la cantidad de sitios de unión de anticuerpos en un antígeno.
«Las diferencias en la valencia pueden afectar las respuestas de los anticuerpos», dice Yu Kato, Ph.D., becario postdoctoral en LJI y primer autor del nuevo estudio. .
Puede pensar en la valencia del antígeno como las protuberancias de las piezas de Lego. Con una valencia más alta, los anticuerpos tienen más sitios a los que adherirse. Pero incluir una valencia de antígeno más alta en una vacuna no significa que funcione mejor.
«Diferentes vacunas tienen valencias muy diferentes. La toxina diftérica es un dímero, valencia de 2. La vacuna contra la hepatitis B es 100-120, » explica Kato. «No existe un consenso claro sobre cómo las diferentes valencias afectan las respuestas de las células B, ya que estos antígenos también difieren de muchas otras maneras».
Para el nuevo estudio, los investigadores trabajaron en estrecha colaboración con LJI Microscopy Core y utilizaron una técnica de imagen avanzada llamada microscopía de dos fotones para visualizar los efectos de las valencias en las respuestas de las células B.
Los investigadores descubrieron que los antígenos de alta valencia pueden hacer que el cuerpo produzca más células B productoras de anticuerpos. Es como si el sistema inmunitario viera los muchos objetivos de estos antígenos y adoptara un enfoque disperso para atacarlos. De hecho, una valencia de 60 parece ser suficiente para aumentar el número de células B, y una valencia de cuatro podría ser suficiente en muchos casos.
«La valencia es importante, pero no necesita una valencia de 1000 diseñado en su vacuna para que marque la diferencia», dice el profesor de LJI Shane Crotty, Ph.D., quien codirigió el nuevo estudio con el profesor William Schief, Ph.D., de Scripps Research.
Los antígenos de baja valencia conducen a una respuesta de células B más pequeña y más específica. Estas células B son más raras, pero es más probable que sean francotiradores. Se dice que estas células tienen una «alta afinidad».
Los investigadores utilizaron una técnica llamada microscopía de dos fotones para estudiar cómo las células B de mayor afinidad (verde), las células B no específicas (azul) y las células T (rosa ) interactuaron en ratones vivos. Crédito: Crotty lab, Instituto de Inmunología de La Jolla
Los científicos conocen la valencia desde hace mucho tiempo, pero había sido difícil probar qué valencias de antígenos funcionarían mejor en las vacunas.
Un gran problema es que diferentes patógenos no solo difieren en valencia. También tienen diferentes estructuras, diferentes modos de entrar en las células y diferentes estrategias para evadir el sistema inmunológico. Esto significa que los científicos que estudian los efectos de la valencia están atascados comparando manzanas con naranjas.
«Las proteínas son realmente únicas, así que tuvimos que convertirlas en una comparación de manzanas con manzanas», dice Crotty.
Para resolver este problema, los investigadores se asociaron con el laboratorio Schief de Scripps Research. Schief y sus colegas habían desarrollado versiones de una proteína del VIH con valencias de antígenos que oscilaban entre uno y 60. Todos estos antígenos se basaban en proteínas del VIH, lo que los hacía superiores a los antígenos modificados utilizados en estudios de valencia anteriores. Los equipos de LJI y Scripps Research luego trabajaron juntos para probar los antígenos en ratones.
«En colaboración con el laboratorio Schief, desarrollamos una plataforma que nos permitió mostrar diferentes antígenos», dice Kato. «Esta plataforma se diseñó de una manera que nos permite comparar las respuestas de manera justa».
Los investigadores concluyeron que si bien las vacunas necesitan una valencia de más de un sitio de unión, elegir una valencia de cuatro sobre un la valencia de 60 no tiene un gran efecto en las respuestas de las células B.
La valencia seguirá siendo un ingrediente importante a considerar en el diseño de vacunas. Por ejemplo, debido a que el VIH es difícil de reconocer para el sistema inmunitario, las células B que se dirigen al virus son muy raras. Eso significa que los antígenos de alta valencia podrían ayudar a impulsar esas poblaciones de células B raras al estimular una reacción del sistema inmunitario de «cuanto más mejor».
La selección de antígenos con la valencia correcta realmente dependerá de la enfermedad a la que los científicos estén tratando de atacar. . «Dependiendo del tipo de células B que necesitamos cebar, debemos pensar qué valencia puede ser mejor», dice Kato.
Es posible que los científicos también deban considerar la valencia al diseñar vacunas contra el COVID-19. Diferentes laboratorios de todo el mundo están probando vacunas que contienen antígenos con muchas valencias diferentes. ¿Cuál funcionará mejor? «Definitivamente es posible abordar esa pregunta, y los investigadores de COVID están jugando con formas de explotar los efectos de la valencia», dice Kato.
«La Dra. Kato hizo un trabajo hermoso al dilucidar el impacto de la valencia y varios otros parámetros moleculares sobre las respuestas a las vacunas», añade Schief. «Esta ha sido una colaboración muy gratificante y, sin duda, utilizaremos la información de este estudio en nuestros futuros diseños de vacunas para el VIH, el SARS-CoV-2 y otros patógenos».
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Siga las últimas noticias sobre el brote de coronavirus (COVID-19) Más información: Yu Kato et al, Efectos multifacéticos de la valencia del antígeno en la composición y diferenciación de la respuesta de las células B InVivo , Inmunidad (2020). DOI: 10.1016/j.immuni.2020.08.001 Información de la revista: Immunity
Proporcionado por el Instituto de Inmunología de La Jolla Cita: Vencer al VIH y al COVID-19 puede depender sobre el ajuste de las moléculas de la vacuna (27 de agosto de 2020) recuperado el 31 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2020-08-hiv-covid-tweaking-vaccine-molecules.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.