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Desarrollan y prueban vacunas con nanopartículas diseñadas por computadora contra el virus sincitial respiratorio y otras enfermedades

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En un esfuerzo de investigación internacional, se diseñó una primera vacuna de nanopartículas de su tipo para el virus sincitial respiratorio (VSR). El VSR solo es superado por la malaria como causa de mortalidad infantil en todo el mundo. La nueva vacuna produce potentes anticuerpos neutralizantes contra el RSV en ratones y monos. Los resultados de la investigación en animales, publicados el 7 de marzo en la revista Cell, abren el camino para los ensayos clínicos en humanos.

Neil P. King y Brooke Fiala

Neil P. King, a la izquierda, profesor asistente de bioquímica en la Escuela de Medicina de la Universidad de Washington, y la investigadora del Instituto de Medicina para el Diseño de Proteínas de la Universidad de Washington, Brooke Fiala, a la derecha, están desarrollando y probando vacunas de nanopartículas diseñadas por computadora contra el virus sincitial respiratorio y otras enfermedades. Fiala está sosteniendo una impresión en 3D de una proteína diseñada por computadora.

El RSV infecta a casi todos los infantes a la edad de 3 años. La infección generalmente causa síntomas leves, pero puede ser más grave en recién nacidos, individuos inmunocomprometidos y ancianos. En los Estados Unidos, el VSR es la causa principal de neumonía en bebés menores de un año.

Según el National Institute for Allergy and Infectious Disease (Instituto Nacional de Alergias y Enfermedades Infecciosas), el RSV es responsable de aproximadamente 64 millones de infecciones y causa 160 mil muertes en todo el mundo cada año. Alrededor del 99% de las muertes por RSV ocurren en países en desarrollo. Después de una investigación considerable, varias vacunas candidatas están en pruebas preclínicas o clínicas. Hasta el momento, ninguna vacuna contra el RSV está lista para usarse en la prevención de la enfermedad.

Históricamente ha sido difícil producir una vacuna contra el VRS que sea segura y efectiva, pero siguen surgiendo nuevas y emocionantes estrategias de diseño de vacunas“, dijo Brooke Fiala, investigadora científica del Instituto para el Diseño de Proteínas de la Escuela de Medicina de la Universidad de Washington. Autora principal del estudio. “Esperamos trasladar esta vacuna candidata a ensayos clínicos pronto y continuar produciendo vacunas para otras enfermedades también“.

Así como un balón de fútbol de cuero está cosido con patrones geométricos, el núcleo de la nueva vacuna es una nanopartícula diseñada por computadora hecha de diferentes partes en forma de pentágonos y triángulos. Cada nanopartícula es más de 10 millones de veces más pequeña que una semilla de amapola. El exterior de estas nanopartículas se equipó con proteínas inertes de RSV para crear la vacuna.

Esas proteínas del RSV son variantes estabilizadas por prefusión del trímero de glicoproteína F desarrollado en el National Institute for Allergy and Infectious Disease Vaccine Research Center (Instituto Nacional de Investigación de Vacunas para Alergias y Enfermedades Infecciosas) en los National Institutes of Health (Institutos Nacionales de la Salud de los Estados Unidos). Esa proteína, conocida como DS-Cav1, se está evaluando en un estudio de Fase 1 por parte de los NIH como una vacuna candidata contra el RSV.

Los autores del artículo en Cell del 7 de marzo de 2019 informaron que la vacuna de nanopartículas basada en DS-Cav1 era 10 veces más potente que solo la DS-Cav1 . Este hallazgo sugiere que puede traducirse en una vacuna más efectiva con una protección más duradera.

Ya se sabe que las nanopartículas dan un impulso a las vacunas. Su uso en este estudio es parte de una tendencia más amplia denominada diseño de vacunas basadas en la estructura. Recientemente, los científicos han reutilizado las nanopartículas naturales para crear vacunas experimentales contra el VIH, la hepatitis C y otras enfermedades, según una perspectiva científica del 8 de febrero de 2019, de John T. Wilson, de la Universidad de Vanderbilt. Sin embargo, el uso de nanopartículas de proteínas diseñadas computacionalmente permite un control mucho mayor sobre propiedades de vacunas importantes, como el tamaño general, estabilidad y cantidad de antígenos presentados al sistema inmunológico.

Esta es la primera de muchas vacunas candidatas que hemos hecho usando esta tecnología“, dijo el autor principal Neil King, profesor asistente de bioquímica en la Escuela de Medicina de la Universidad de Washington. Al intercambiar las proteínas a lo largo del exterior de la nanopartícula, King y su equipo esperan crear nuevas vacunas candidatas para el VIH, la malaria e incluso el cáncer.

Creemos que las vacunas de nanopartículas diseñadas por computadora serán en última instancia más fáciles de fabricar y más efectivas que las vacunas tradicionales“, dijo King. “Continuaremos desarrollando esta tecnología para que nosotros y otros podamos hacer nuevas y mejores vacunas, más baratas y más rápido. Estamos muy contentos de trabajar con nuestros muchos socios y colaboradores para traducir nuestro trabajo en el laboratorio en vacunas reales que salen al mercado. mundo y, con suerte, salvar vidas“.

El equipo de vacunación contra el RSV fue dirigido por investigadores de UW Medicine y el Instituto de Investigación en Biomedicina en Bellinzona, Suiza. También incluyó a científicos del Fred Hutch Cancer Research Center (Centro de Investigación del Cáncer Fred Hutch) en Seattle, Karolinska Institute (Instituto Karolinska) en Estocolmo, Suecia; Vaccine Formulation Institute (Instituto de Formulación de Vacunas) en Godalming, Reino Unido; European Virus Bioinformatics Center (Centro Europeo de Bioinformática de Virus) en Jena, Alemania; el Laboratorio de Formulación de Vacunas de la Universidad de Lausana, Suiza; y Instituto de Microbiología del Swiss Federal Institute of Technology (Instituto Federal de Tecnología de Suiza), Suiza.

Varios de los investigadores de Seattle han lanzado una empresa de biotecnología llamada Icosavax para fabricar la vacuna contra el VRS candidata y evaluarla en ensayos clínicos. Icosavax también aplicará la plataforma de nanopartículas para diseñar y probar vacunas para otras enfermedades infecciosas.

Referencias

  1. ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,; Induction of Potent Neutralizing Antibody Responses by a Designed Protein Nanoparticle Vaccine for Respiratory Syncytial Virus; Cell; VOLUME 176, ISSUE 6, P1420-1431.E17, MARCH 07, 2019; Fecha de publicación 04/04/2019; Publicado en línea 07/03/2019; DOI: 10.1016/j.cell.2019.01.046
Crédito de la imagen Institute for Protein Design | Ian Haydon


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