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Ciencia y Tecnología
Brasil | 04-05-2020

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Investigadores del Butantan combinan técnicas de biotecnología para formular vacuna contra el Covid-19   
El laboratorio de desarrollo de vacunas quiere acoplar antígeno del SARS-CoV-2 a la membrana de bacteria para crear defensa contra el virus
Agencia FAPESP ( Brasil )
Maria Fernanda Ziegler. Imagen: Gerd Altmann. Traducción Programa INFOCIENCIA
Investigadores del Instituto Butantan van a combinar técnicas innovadoras de biotecnología para formular una nueva vacuna contra Covid-19. El objetivo es inducir en el organismo, de modo más efectivo, distintos tipos de respuesta inmune contra el nuevo coronavirus (SARS-CoV-2).

La nueva estrategia está inspirada en un mecanismo utilizado por ciertas bacterias para "burlar" nuestro sistema inmunológico: liberan pequeñas esferas hechas con el material de sus membranas como cebo para desviar la defensa del cuerpo. Estas vesículas, llamadas membranas por los investigadores, tienen la propiedad de activar intensamente el sistema inmune y, por lo tanto, atraen células y moléculas de defensa del organismo.

Los investigadores aprovecharán este dispositivo de las vesículas de membrana y les unirán proteínas de superficie del nuevo coronavirus. Creadas en el laboratorio, estas vesículas atraerían la defensa inmune contra las proteínas de la superficie del SARS-CoV-2, induciendo una memoria para movilizarse en caso de una eventual infección. La formulación estimularía no solo la producción de anticuerpos, sino también otras células vinculadas al sistema inmune, como los macrófagos y los glóbulos blancos.

“Para este enfoque, reunimos dos estrategias diferentes que ya hemos estado utilizando en el desarrollo de vacunas contra otras enfermedades. La nueva técnica permite que las formulaciones contengan una gran cantidad de uno o más antígenos del virus en una plataforma fuertemente adyuvante, lo que induce una respuesta inmune más pronunciada ", dice Luciana Cezar Cerqueira Leite, investigadora del Laboratorio de Desarrollo de Vacunas del Instituto Butantan.

El estudio, respaldado por FAPESP, integra una plataforma de investigación que implica el desarrollo de vacunas contra la tos ferina, neumonía, tuberculosis y esquistosomiasis, basadas en técnicas desarrolladas para el BCG recombinante (utilizado para prevenir formas graves de tuberculosis en niños). Recientemente, se creó una nueva línea en el proyecto destinada a desarrollar una vacuna para la COVID-19.

“En todo el mundo, y también aquí en Brasil, se están probando diferentes técnicas. Muchas de ellas se basan en lo que ya se estaba desarrollando para otros virus, como el que causó el brote de SARS en 2001. Esperamos que funcionen, pero el hecho es que nadie sabe si realmente protegerán. En este momento de pandemia, no es excesivo probar diferentes estrategias. Nuestro enfoque tardará más en salir, pero si los que están siendo probados no funcionan, ya tenemos los planes B, C o D”, dice la investigadora.

Muchas vacunas consisten en soluciones con el patógeno muerto o atenuado. Estas se llaman vacunas celulares que, cuando se inyectan en el individuo, tienen como objetivo desarrollar la respuesta inmune contra el microorganismo, como anticuerpos específicos y otras células de defensa de modo seguro, sin sufrir las consecuencias de la enfermedad. De esta manera, el individuo se inmuniza, teniendo una "memoria de combate" del sistema inmune contra un patógeno específico.

"Las vacunas celulares son formas simples y a menudo efectivas de obtener un inmunizador, sin embargo, estos enfoques no siempre funcionan, especialmente para los patógenos con gran variabilidad antigénica u organismos más complejos, con mecanismos más sofisticados para evitar el sistema inmune", dice el investigador.

Estrategias combinadas
El grupo Butantan propone la combinación de dos estrategias para el desarrollo de una vacuna acelular. Por un lado, están las proteínas recombinantes de los antígenos de superficie del nuevo coronavirus, que tienen el papel de desencadenar la producción de anticuerpos específicos contra el SARS-CoV-2. Por otro lado, las vesículas de membrana externa (vesículas de membrana externa conocidas como OMV) se utilizan como matriz de soporte para antígenos, de modo que la partícula imita al virus.

“Las vesículas de membrana externa pueden modular la respuesta inmune, en general, aumentando y mejorando la protección. Muchas vacunas tienen hidróxido de aluminio como su principal adyuvante. En nuestro caso, utilizaremos OMV para presentar el antígeno con un fuerte poder adyuvante incorporado, lo que garantiza una mejor respuesta ”, dice.

Para esto, la vacuna en desarrollo en Butantan utilizará una innovadora plataforma de presentación de antígenos llamada Sistema de presentación de antígenos múltiples (MAPS), desarrollada por un colaborador de la Universidad de Harvard (Estados Unidos) y utilizada en una formulación experimental contra el neumococo.

Básicamente, el complejo molecular se ensambla mediante un sistema de acoplamiento similar al utilizado para la detección en la reacción ELISA (ensayo inmunoabsorbente ligado a enzimas), ampliamente utilizado en diagnósticos. Este tipo de prueba de laboratorio se utiliza para detectar anticuerpos contra un patógeno determinado y, así, diagnosticar la enfermedad. En el proceso desarrollado en Harvard, uno o más antígenos se unen a los polisacáridos de las cápsulas de las bacterias, como si fueran piezas de encajar.

"Es una plataforma que permite la unión no covalente de proteínas de una manera muy eficiente, permitiendo saturar la superficie del OMV con proteínas virales, haciéndolas muy inmunogénicas", dijo Cerqueira Leite a Agência FAPESP.

La idea de usar OMV surgió de observar una estrategia que ciertas bacterias gramnegativas adoptan para escapar del sistema de defensa del huésped. “Cuando infectan organismos, las bacterias producen esas ampollas a partir de su propia membrana exterior. El propósito es atrapar la respuesta del sistema inmune. Anticuerpos y otras células relacionadas al sistema inmunológico están intentando matar a las ampollas, en lugar de atacar las bacterias, que quedan libres para multiplicarse en el organismo”, dijo.

En la nueva formulación, la presencia de esas ampollas extracelulares tienen la función de estimular la respuesta inmune. “Ellas son muy inmunogénicas. Estudios recientes mostraron que tienen una gran capacidad de activar células dendríticas y macrófagos”, dijo.