23/02/2011 - Nuevos avances en Nanovacunas

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Los ingenieros del MIT han diseñado un nuevo tipo de nanopartículas que pueden de forma segura y efectiva entregar vacunas para enfermedades como el VIH y la malaria.

Las nuevas partículas, que se describe en la edición del 20 de febrero de Nature Materials, consisten en esferas concéntricas grasos que pueden llevar a versiones sintéticas de proteínas normalmente producidas por virus. Estas partículas sintéticas provocan una respuesta inmune fuerte – comparable a la producida por vacunas de virus vivos – pero debe ser mucho más segura, dice Darrell Irvine, autor del artículo y profesor asociado de ciencias de los materiales e ingeniería biológica.

Estas partículas podrían ayudar a los científicos a desarrollar vacunas contra el cáncer así como otras enfermedades infecciosas. En colaboración con científicos en el Walter Reed Army Institute of Research, Irvine, y sus estudiantes están poniendo a prueba la capacidad de las nanopartículas para ofrecer una vacuna experimental contra la malaria en ratones.

Las vacunas protegen al organismo mediante su exposición a un agente infeccioso que prepara al sistema inmunológico para responder rápidamente cuando se encuentra con el agente patógeno nuevo. En muchos casos, como con las vacunas contra la polio y la viruela, se utiliza una forma de muerte o discapacidad del virus. Otras vacunas, como la vacuna contra la difteria, consiste en una versión sintética de una proteína u otra molécula normalmente hecha por el patógeno.

En el diseño de una vacuna, los científicos tratan de provocar al menos uno de los dos jugadores más importantes del cuerpo humano en la respuesta inmune: linfocitos T, que atacan las células del cuerpo que han sido infectados con un agente patógeno, o células B, que secretan anticuerpos a esos virus de destino o bacterias presentes en la sangre y otros fluidos corporales.

Respecto a las enfermedades en las que el agente patógeno tiende a permanecer dentro de las células, tales como el VIH, se requiere una fuerte respuesta de un tipo de células T conocida como “asesino” de las células T. La mejor manera de provocar estas células en acción es mediante el uso de un virus muerto o incapacitado, pero eso no se puede hacer con el VIH, porque es difícil hacer que el virus sea inofensivo.

Para evitar el peligro del uso de virus vivos, los científicos están trabajando en vacunas sintéticas para el VIH y otras infecciones virales como la hepatitis B. Sin embargo, estas vacunas, mientras tanto son más seguras, no provocan una respuesta de células T muy fuerte. Recientemente, los científicos han tratado de encajonar las vacunas en las gotas de grasa llamadas liposomas, que podría ayudar a promover respuestas de células T por un embalaje de la proteína en una partícula similar al virus. Sin embargo, estos liposomas tienen escasa estabilidad en la sangre y los fluidos corporales.

Irvine, quien es miembro del MIT y David H. Koch del Instituto Integral para la Investigación del Cáncer, han decidido construir en el enfoque de liposomas para un embalaje de muchas gotitas juntas en esferas concéntricas. Una vez que los liposomas se fusionan, las paredes adjacentes de los liposomas son químicamente “engrapados” el uno al otro, haciendo que la estructura sea más estable y menos probable que se descomponga muy rápidamente después de la inyección. Sin embargo, una vez que las nanopartículas son absorbidas por una célula, se degradan rápidamente, liberando la vacuna y provocando una respuesta de células T.

En pruebas con ratones, Irvine, y sus colegas usaron las nano partículas para entregar una proteína llamada ovoalbúmina, una proteína de la clara de huevo utilizado en los estudios de inmunología y bioquímica debido a que las herramientas están disponibles para realizar un seguimiento de la respuesta inmune a esta molécula. Encontraron que esas tres dosis bajas de la vacuna produjo una respuesta de células T fuerte – después de la inmunización, hasta un 30 por ciento de todas las células T asesinas en los ratones eran específicas para la proteína de la vacuna.

Esa es una de las más fuertes respuestas de células T generada por la proteína de una vacuna, y comparable a las vacunas de virus fuertes, pero sin los problemas de seguridad de virus vivos, dice Irvine. Es importante destacar que las partículas también provocan una fuerte respuesta de anticuerpos. Niren Murthy, profesor asociado en el Georgia Institute of Technology, dice que las nuevas partículas representan “un avance bastante grande”, aunque él dice que se necesitan más experimentos para demostrar que pueden provocar una respuesta inmune contra la enfermedad humana, en seres humanos. “Definitivamente hay potencial suficiente que merece la pena explorar con experimentos más sofisticados y costosos”, dice.

Además de los estudios de malaria con los científicos en el Walter Reed, Irvine también está trabajando en el desarrollo de las nanopartículas para entregar vacunas contra el cáncer y vacunas contra el VIH. La traducción de este enfoque con el VIH se está haciendo en colaboración con colegas del Instituto Ragon del MIT, Harvard y el Massachusetts General Hospital. El instituto, que financió este estudio, junto con la Fundación Gates, el Departamento de Defensa y los Institutos Nacionales de Salud, se constituyó en 2009 con el objetivo de desarrollar una vacuna contra el VIH.

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