El objetivo de una vacuna es desencadenar una respuesta que proteja de manera segura contra una infección y / o la carga de la enfermedad. Si bien esto es cierto para todas las vacunas, los pasos que conducen a un producto seguro y efectivo pueden ser diferentes para cada infección.En el caso de COVID-19, causado por el virus SARS-CoV-2, los investigadores del Baylor College of Medicine y el Texas Children's Hospital han descubierto que el diseño de la vacuna puede enfrentar desafíos específicos y que los enfoques de desarrollo de la vacuna requieren una comprensión de cómo el sistema inmunenaturalmente responde a una infección específica, así como a cómo las vacunas pueden desencadenar respuestas protectoras específicas.
La Escuela Nacional de Medicina Tropical de Baylor y el Centro para el Desarrollo de Vacunas del Texas Children's, codirigidos por la Dra. Maria Elena Bottazzi y el Dr. Peter Hotez, actualmente están desarrollando vacunas contra el coronavirus. Los investigadores están aplicando sus años de experiencia desarrollandovacunas para enfermedades infecciosas tropicales y emergentes olvidadas como el SARS y el MERS para desarrollar una vacuna COVID-19 segura y efectiva.
"A medida que avanzamos en el diseño y prueba de candidatos a vacunas, sentimos la necesidad de colaborar con un inmunólogo clínico, que también se dedica a la investigación básica y traslacional, para que juntos podamos informar nuestros esfuerzos de desarrollo de vacunas y asegurarnos de evaluartanto los mecanismos de protección como evitar inducir respuestas inmunológicas indeseables que se han asociado con algunos virus respiratorios ", dijo Bottazzi, profesor de pediatría y de virología molecular y microbiología y decano asociado de la Escuela Nacional de Medicina Tropical de Baylor.
Bottazzi e Hotez se acercaron al neumólogo de Baylor, Dr. David Corry, profesor de inmunología, alergia y reumatología y catedrático dotado de Fulbright en Patología en el Departamento de Patología e Inmunología. También es miembro del Centro Integral de Cáncer Dan L Duncan.
Uno de los resultados de su colaboración es la publicación reciente de dos artículos, uno en Microbios e infección y el otro en Nature Reviews Inmunología .
"Estas publicaciones son el resultado de una profunda búsqueda y análisis de literatura que ha informado nuestra estrategia de desarrollo de vacunas. Destacamos la evidencia experimental y clínica que muestra algunos de los desafíos para el desarrollo de vacunas COVID-19: lo que sabemos ylo que no sabemos, y los puntos críticos a los que debemos prestar mucha atención a medida que avanzamos y evaluamos a nuestros candidatos a vacunas ", dijo Bottazzi.
¿Cómo se ve una respuesta protectora contra COVID-19?
COVID-19 es una enfermedad nueva y, si bien la mayoría de las pruebas apuntan a una infección natural con el virus que genera inmunidad protectora, aún persisten brechas importantes. Los investigadores saben, por ejemplo, que el mecanismo de protección probablemente dependerá de unrespuesta de anticuerpos robusta con capacidad neutralizante, junto con una respuesta celular equilibrada y citocinas o proteínas inmunes. En estudios recientes, los macacos rhesus infectados con SARS-CoV-2 han demostrado desarrollar anticuerpos protectores y resistencia a la reinfección. Estudios previos de SARS-CoV en2003 también mostró que las respuestas persistentes de anticuerpos contra la proteína espiga del virus, la proteína que el virus usa para unirse e invadir una célula, y específicamente contra una parte de la proteína espiga conocida como dominio de unión al receptor, respalda la inmunidad.
"Nos alienta la evidencia que respalda la probabilidad de que la inmunización contra el dominio de unión al receptor de la proteína del pico represente una estrategia de vacunación realista y viable. Sin embargo, quedan muchas preguntas", dijo Hotez, quien se desempeña como decano de la Escuela Nacional de Medicina Tropicalen Baylor, así como en la Cátedra Dotada de Pediatría Tropical del Texas Children's Hospital.
"Estudiar las respuestas inmunológicas desencadenadas en personas infectadas por el virus es una forma en que los investigadores pueden seleccionar qué componentes víricos o antígenos son candidatos prometedores para diseñar la vacuna", dijo Bottazzi. "Eso, junto con estudios que utilizan modelos de laboratorio de enfermedades, así es como los científicos intentan predecir cuáles son los mecanismos ideales de protección activados por las vacunas ".
Sobre esa base, los equipos de Baylor y Texas Children's, en colaboración con el New York Blood Center, desarrollaron una estrategia de vacuna basada en este fragmento de la proteína viral, el dominio de unión al receptor.
Cómo diseñar una vacuna que proteja de forma segura contra COVID-19
Las observaciones experimentales y preclínicas realizadas durante intentos anteriores de desarrollar vacunas contra virus respiratorios sugieren que algunas formulaciones de vacunas pueden desencadenar respuestas no deseadas. Algunas de estas respuestas pueden estar mediadas por células mientras que otras pueden ser desencadenadas por anticuerpos.
respuestas mediadas por células
Las pruebas preclínicas de algunas vacunas experimentales seguidas de infección viral en modelos animales mostraron daño tisular causado por infiltrados celulares después de la inducción de una respuesta inmune.
"Algunos animales experimentales desarrollaron una respuesta inflamatoria en el pulmón o el hígado caracterizada por una infiltración significativa de las células inmunes: linfocitos, monocitos y eosinófilos", dijo Corry. "Nuestra búsqueda en la literatura sugiere que esta infiltración celular puede asociarse con IL-6, una citocina o proteína inmune que aumenta considerablemente en pacientes con COVID-19 que experimentan una tormenta de citoquinas, una producción excesiva de citocinas que pueden poner en peligro la vida ".
"También encontramos estudios que muestran que las respuestas inmunes tipo Th17 probablemente podrían explicar los infiltrados celulares, incluidos los eosinófilos, observados en modelos animales", dijo Hotez.
Esta infiltración inmune se observó con vacunas experimentales con vectores virales. Las vacunas con vectores virales usan un virus químicamente debilitado y diferente para transportar componentes o antígenos del virus COVID-19 al cuerpo para estimular una respuesta inmune.
Aunque se necesita más investigación para comprender los mecanismos de las respuestas mediadas por células y su relevancia para los resultados clínicos, el potencial de una infiltración de células inmunes significativa tiene implicaciones importantes para el desarrollo de la vacuna COVID-19.
La investigación también ha sugerido que la selección de adyuvantes, agentes tradicionalmente agregados a las vacunas para estimular una respuesta inmune positiva, puede afectar el tipo de respuesta inmune desencadenada. Por ejemplo, en las vacunas de SARS, el uso de alumbre reduce la infiltración celular, lo que indica queeste adyuvante podría minimizar estas respuestas indeseables.
"Basado en evidencia previa, también optamos por evaluar y usar alumbre en nuestra formulación de vacuna COVID-19 ya que nuestro objetivo es asegurarnos de reducir la posibilidad de inducir una respuesta inmune indeseable", dijo Bottazzi.
respuestas mediadas por anticuerpos
denominada mejora dependiente de anticuerpos, esta respuesta se ha observado previamente en el dengue y otras infecciones virales.
"La mejora dependiente de anticuerpos en el dengue ocurre cuando los anticuerpos se unen al virus y lo transportan dentro de las células que luchan contra la infección llamadas macrófagos. Una vez que el virus cubierto con un anticuerpo está dentro de los macrófagos, no muere. Se replica", dijo Corry"Los macrófagos terminan propagando la infección dentro del organismo a medida que los macrófagos se mueven".
No está claro si este fenómeno es relevante para la infección por coronavirus humano. En experimentos de laboratorio, la mejora dependiente de anticuerpos parece ocurrir con anticuerpos no neutralizantes y neutralizantes.
"Por esta razón, seleccionamos el dominio de unión al receptor del virus. Excluye los epítopos o secciones de proteínas virales que podrían inducir una potenciación dependiente de anticuerpos", dijo Hotez.
"No hemos encontrado ninguna evidencia de que nuestra vacuna desencadene una mejora dependiente de anticuerpos en experimentos preclínicos de laboratorio. La evidencia experimental sugiere que nuestra vacuna contra el dominio de unión al receptor conduce a la neutralización del virus", dijo Bottazzi. "Estudios preclínicos".realizado con nuestros socios en la Rama Médica de la Universidad de Texas, muestra que el dominio de unión al receptor en el alumbre es un candidato de vacuna prometedor. Puede desencadenar una respuesta inmune que es protectora y no induce respuestas inmunes celulares indeseables. Estamos trabajando para avanzareste enfoque en la clínica para estudios de fase 1 "
"Hay muchos desafíos que superar, pero como nunca antes, los científicos de todo el mundo están trabajando juntos para desarrollar vacunas efectivas y asequibles", dijo Corry. "Llegaremos allí, solo tomará tiempo hacerlo bien".
"Creemos que necesitamos tener muchas vacunas candidatas, plataformas y ensayos, por lo que podemos evaluar tantas opciones de vacuna como sea posible para seleccionar las más apropiadas y demostrar que son las más efectivas y seguras", dijo Hotez.
"Invertimos casi una década de investigación para maximizar la protección inmune y minimizar o prevenir la mejora inmune. En última instancia, nuestro objetivo es que estas vacunas estén hechas para la población mundial, sean accesibles y asequibles para todos".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Baylor College of Medicine . Original escrito por Ana María Rodríguez, Ph.D .. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :