La próxima revolución vacunal
Las vacunas de ARNm transformaron la medicina de enfermedades infecciosas durante la pandemia de COVID-19, demostrando que la tecnología podría desarrollarse, fabricarse e implementarse a una velocidad sin precedentes. Pero las vacunas de ARNm tienen limitaciones reales: requieren logística de cadena de frío que desafía la distribución en entornos de bajos recursos, sus respuestas inmunológicas pueden disminuir relativamente rápido, y su fabricación implica una complejidad que limita la capacidad de producción.
Los investigadores creen que el próximo salto puede provenir de una dirección sorprendente: origami de ADN. Los científicos ahora están probando una plataforma llamada DoriVac que utiliza nanoestructuras de ADN plegadas – formas geométricas ensambladas a partir de hebras de ADN con precisión casi atómica – para entregar antígenos al sistema inmunológico de una manera que produce respuestas más fuertes y duraderas que los enfoques convencionales.
Cómo funciona el origami de ADN en las vacunas
El origami de ADN es una técnica en la que el ADN de una sola hebra se pliega en formas bidimensionales y tridimensionales precisas utilizando hebras cortas de ADN complementarias como grapas. Las nanoestructuras resultantes pueden diseñarse para casi cualquier geometría y pueden funcionalizarse con proteínas, moléculas pequeñas u otras cargas biológicas en ubicaciones específicas y programables.
En la plataforma DoriVac, estas nanoestructuras se cargan con proteínas antigénicas dispuestas en patrones que imitan cómo aparecen los antígenos en la superficie de virus reales. Esta disposición espacial es crítica. Las células B del sistema inmunológico responden más vigorosamente a antígenos presentados en matrices repetidas y ordenadas – similares a las proteínas de superficie de un patógeno real – que a antígenos presentados en solución.
Resultados iniciales
En estudios iniciales realizados en ratones y modelos de células inmunológicas humanas, DoriVac produjo tanto respuestas fuertes de anticuerpos como respuestas robustas de células T. La respuesta de células T es particularmente notable: las vacunas de ARNm sobresalen en generar respuestas de anticuerpos pero tienen éxito variable en la producción de inmunidad de células T, que es especialmente importante para limpiar infecciones establecidas y proporcionar protección de larga duración.
Los investigadores informaron que la presentación de antígenos estructurada de DoriVac activó más efectivamente las células dendríticas – las células profesionales presentadoras de antígenos del sistema inmunológico – en comparación con el antígeno entregado en forma soluble. La activación de células dendríticas es un cuello de botella clave en la generación de respuestas fuertes de células T.
Ventajas de fabricación
Más allá del desempeño inmunológico, la plataforma DoriVac puede ofrecer ventajas significativas de fabricación sobre las vacunas de ARNm. El ADN es químicamente más estable que el ARN, reduciendo los requisitos de cadena de frío y extendiendo la vida útil en condiciones ambientes. La síntesis de nanoestructuras de ADN puede realizarse utilizando infraestructura de síntesis de ADN existente y no requiere la formulación especializada de nanopartículas lipídicas de la que dependen las vacunas de ARNm.
Los investigadores también señalan que el diseño modular de las nanoestructuras de origami de ADN hace que la plataforma sea intrínsecamente adaptable. Cambiar el objetivo antigénico requiere modificar la carga útil adjunta en lugar de rediseñar el sistema de entrega subyacente – una característica que podría permitir una respuesta rápida a amenazas emergentes de enfermedades infecciosas.
Camino a ensayos clínicos
La plataforma DoriVac sigue siendo una etapa preclínica, con preguntas significativas pendientes sobre su comportamiento en sujetos humanos y su escalabilidad a la producción a nivel pandémico. Los investigadores se enfocam en enfermedades donde las limitaciones de la tecnología de vacunas existente son más agudas – VIH, ébola y variantes de COVID-19 – como prioridades iniciales de desarrollo clínico.
El desarrollo de vacunas contra el VIH ha desafiado el campo durante cuatro décadas, con la dificultad de generar anticuerpos ampliamente neutralizadores contra las proteínas de superficie que mutan rápidamente del virus siendo el obstáculo central. El enfoque DoriVac para la presentación de antígenos estructurada es una de varias estrategias que los investigadores están persiguiendo para superar esta barrera.
Este artículo se basa en reportajes de Science Daily. Lea el artículo original.
Originally published on sciencedaily.com