Células inmunes, señaladas con una proteína verde fluorescente, rodeadas por nanopartículas (rojas), depués de que éstas hayan sido inyectadas bajo la piel de un ratón. Fuente: MIT.
Ingenieros del Instituto Tecnológico de Massachussets (MIT), en Estados Unidos, han diseñado unas nanopartículas o partículas microscópicas que servirán, en un futuro, para vacunar contra enfermedades como el SIDA o la malaria.
Según publica el MIT en un comunicado, estas nanopartículas son esferas adiposas concéntricas, en las que son introducidas versiones sintéticas de las proteínas que normalmente producen los virus.
Gracias a este modo de suministro, dichas proteínas sintéticas provocarían una potente respuesta del sistema inmune, similar a la que provocan las vacunas virales, pero de manera más segura para el paciente.
Protección del organismo
En la actualidad, estas nanopartículas-vacuna están ya siendo probadas en ratones, para la enfermedad de la malaria, que se calcula es contraída cada año en el mundo por más de 210 millones de personas.
Pero los autores de la investigación, el ingeniero del MIT, Darrell Irvine y sus colaboradores del Walter Reed Army Institute of Research, esperan que esta tecnología permita crear vacunas contra otras enfermedades, como el cáncer o las enfermedades infecciosas.
En general, las vacunas protegen al organismo porque provocan la producción de anticuerpos contra los patógenos que se inoculan, generando así una respuesta de defensa que queda “grabada” en el cuerpo.
En muchos casos, como con las vacunas de la polio o de la viruela, para despertar esta respuesta orgánica se utiliza una forma desaparecida o neutralizada del virus, con la que se “enseña” al organismo a defenderse de éste.
Otras vacunas, como la de la difteria, están hechas con una versión sintética de una proteína u otra molécula que normalmente producen los propios patógenos.
Muchas dificultades
Cuando se diseña una vacuna, los científicos intentan que ésta active la respuesta de al menos uno de estos dos tipos de células del sistema inmune: los linfocitos T, que son los que atacan las células del cuerpo que han sido infectadas por el virus; o los linfocitos B, que son los que segregan los anticuerpos que atacan a los virus o bacterias presentes en la sangre y otros fluidos orgánicos.
Según publica el MIT en un comunicado, estas nanopartículas son esferas adiposas concéntricas, en las que son introducidas versiones sintéticas de las proteínas que normalmente producen los virus.
Gracias a este modo de suministro, dichas proteínas sintéticas provocarían una potente respuesta del sistema inmune, similar a la que provocan las vacunas virales, pero de manera más segura para el paciente.
Protección del organismo
En la actualidad, estas nanopartículas-vacuna están ya siendo probadas en ratones, para la enfermedad de la malaria, que se calcula es contraída cada año en el mundo por más de 210 millones de personas.
Pero los autores de la investigación, el ingeniero del MIT, Darrell Irvine y sus colaboradores del Walter Reed Army Institute of Research, esperan que esta tecnología permita crear vacunas contra otras enfermedades, como el cáncer o las enfermedades infecciosas.
En general, las vacunas protegen al organismo porque provocan la producción de anticuerpos contra los patógenos que se inoculan, generando así una respuesta de defensa que queda “grabada” en el cuerpo.
En muchos casos, como con las vacunas de la polio o de la viruela, para despertar esta respuesta orgánica se utiliza una forma desaparecida o neutralizada del virus, con la que se “enseña” al organismo a defenderse de éste.
Otras vacunas, como la de la difteria, están hechas con una versión sintética de una proteína u otra molécula que normalmente producen los propios patógenos.
Muchas dificultades
Cuando se diseña una vacuna, los científicos intentan que ésta active la respuesta de al menos uno de estos dos tipos de células del sistema inmune: los linfocitos T, que son los que atacan las células del cuerpo que han sido infectadas por el virus; o los linfocitos B, que son los que segregan los anticuerpos que atacan a los virus o bacterias presentes en la sangre y otros fluidos orgánicos.
Darrell Irvine. Fuente: MIT.
Pero, para luchar contra enfermedades cuyos patógenos tienden a permanecer dentro de las células, como en el caso del virus del SIDA, la situación es más complicada: la vacuna debe activar una respuesta inmunológica más potente de lo normal o hacer reaccionar a las llamadas células T “asesinas”.
La mejor manera de garantizar que las células T asesinas entren en acción es usar en las vacunas un virus, pero esto no puede hacerse siempre porque ciertos virus, como el VIH, son muy difíciles de neutralizar para que resulten inofensivos.
Por eso, en casos como el del SIDA o la hepatitis B, los científicos trabajan con vacunas sintéticas. El problema de éstas, sin embargo, es que no provocan una respuesta de las células T lo suficientemente fuerte.
Para tratar de superar todos estos problemas, algunos científicos han intentado introducir las vacunas en vesículas adiposas conocidas como liposomas, que se pensaba podrían impulsar la respuesta de las células T, llevando la proteína en una partícula similar a un virus. Sin embargo, estos liposomas han demostrado tener poca estabilidad en sangre y fluidos corporales.
Una solución posible
Lo que Irvine y sus colaboradores han logrado es crear una estructura más estable, aplicando la metodología del liposoma pero con algunas variables.
Concretamente, los investigadores reunieron muchas vesículas adiposas o liposomas en esferas concéntricas. Una vez que estos liposomas son reunidos, sus respectivas paredes quedan químicamente ligadas unas a otras, dando lugar a una estructura menos propicia a romperse demasiado rápido, tras la inoculación.
Sin embargo, una vez que las nanopartículas son absorbidas por una célula, se degradan rápidamente, dejando salir la vacuna contenida en ellas y provocando una potente respuesta de las células T.
En pruebas realizadas con ratones, los investigadores utilizaron estas nanopartículas para suministrar una proteína de la clara de huevo llamada ovalbúmina, que se usa comúnmente en estudios de inmunología, porque los instrumentos bioquímicos son capaces de rastrear la respuesta inmune que la ovalbúmina provoca en el organismo.
Descubrieron así que tres inmunizaciones de dosis bajas de la vacuna contra la malaria produjeron una potente respuesta de las células T (después de la inmunización, más del 30% de las células T asesinas de los ratones eran específicas para la proteína de la vacuna o estaban listas para responder al virus de la malaria).
Ésta es una de las respuestas de células T más fuertes generadas por una vacuna de proteínas sintéticas, y es comparable a la respuesta que provocan vacunas virales fuertes. Sin embargo, este método resulta más seguro porque no precisa de virus vivos, explica Irvine.
Además de los estudios sobre malaria, los científicos están trabajando ahora mismo en nanopartículas que se utilizarán para desarrollar vacunas contra el cáncer y el VIH. Los resultados de la presente investigación han aparecido publicados en Nature Materials.
La mejor manera de garantizar que las células T asesinas entren en acción es usar en las vacunas un virus, pero esto no puede hacerse siempre porque ciertos virus, como el VIH, son muy difíciles de neutralizar para que resulten inofensivos.
Por eso, en casos como el del SIDA o la hepatitis B, los científicos trabajan con vacunas sintéticas. El problema de éstas, sin embargo, es que no provocan una respuesta de las células T lo suficientemente fuerte.
Para tratar de superar todos estos problemas, algunos científicos han intentado introducir las vacunas en vesículas adiposas conocidas como liposomas, que se pensaba podrían impulsar la respuesta de las células T, llevando la proteína en una partícula similar a un virus. Sin embargo, estos liposomas han demostrado tener poca estabilidad en sangre y fluidos corporales.
Una solución posible
Lo que Irvine y sus colaboradores han logrado es crear una estructura más estable, aplicando la metodología del liposoma pero con algunas variables.
Concretamente, los investigadores reunieron muchas vesículas adiposas o liposomas en esferas concéntricas. Una vez que estos liposomas son reunidos, sus respectivas paredes quedan químicamente ligadas unas a otras, dando lugar a una estructura menos propicia a romperse demasiado rápido, tras la inoculación.
Sin embargo, una vez que las nanopartículas son absorbidas por una célula, se degradan rápidamente, dejando salir la vacuna contenida en ellas y provocando una potente respuesta de las células T.
En pruebas realizadas con ratones, los investigadores utilizaron estas nanopartículas para suministrar una proteína de la clara de huevo llamada ovalbúmina, que se usa comúnmente en estudios de inmunología, porque los instrumentos bioquímicos son capaces de rastrear la respuesta inmune que la ovalbúmina provoca en el organismo.
Descubrieron así que tres inmunizaciones de dosis bajas de la vacuna contra la malaria produjeron una potente respuesta de las células T (después de la inmunización, más del 30% de las células T asesinas de los ratones eran específicas para la proteína de la vacuna o estaban listas para responder al virus de la malaria).
Ésta es una de las respuestas de células T más fuertes generadas por una vacuna de proteínas sintéticas, y es comparable a la respuesta que provocan vacunas virales fuertes. Sin embargo, este método resulta más seguro porque no precisa de virus vivos, explica Irvine.
Además de los estudios sobre malaria, los científicos están trabajando ahora mismo en nanopartículas que se utilizarán para desarrollar vacunas contra el cáncer y el VIH. Los resultados de la presente investigación han aparecido publicados en Nature Materials.