Desarrollan vacuna contra la poliomielitis en lechuga transgénica
Científicos estadounidenses desarrollaron un refuerzo de vacuna oral mediante la manipulación genética de plantas para expresar una proteína que se encuentra en el virus de la polio. Las pruebas con sueros de ratones inmunizados muestran que la dosis de refuerzo confiere inmunidad contra los tres serotipos del virus.
Científicos estadounidenses desarrollaron un refuerzo de vacuna oral mediante la manipulación genética de plantas para expresar una proteína que se encuentra en el virus de la polio. Las pruebas con sueros de ratones inmunizados muestran que la dosis de refuerzo confiere inmunidad contra los tres serotipos del virus.
Jonas Salk creó una vacuna contra la poliomielitis que se ha utilizado desde 1955; después Albert Sabin creó otra versión que ha estado en el mercado desde 1961. En conjunto, estas dos vacunas han eliminado casi completamente la polio de la faz de la tierra.
Sin embargo, los brotes han persistido en las naciones en desarrollo de Asia, África y América, en parte debido a las limitaciones de estas vacunas. Recientemente en 2013, Israel informó de un brote “silencioso” de poliomielitis, en el que nadie se enfermó pero el virus se encontró en el medio ambiente y en individuos vacunados.
Una nueva investigación dirigida por científicos de la Universidad de Pennsylvania ofrece la esperanza de una alternativa. En colaboración con investigadores de los Centros estadounidenses para el Control y Prevención de Enfermedades (CDC) y la Administración de Drogas y Alimentos (FDA) de Estados Unidos, el equipo desarrolló un refuerzo de vacuna oral mediante la manipulación genética de plantas para expresar una proteína que se encuentra en el virus de la polio. Las pruebas con sueros de ratones inmunizados muestran que la dosis de refuerzo confiere inmunidad contra los tres serotipos del virus de la polio.
“Nuestra investigación de la vacuna tiene el potencial de proporcionar una solución oportuna para hacer frente a brotes de polio en todo el mundo”, dijo Henry Daniell, profesor en el Departamento de Bioquímica de la Facultad de Medicina Dental de la Universidad de Pennsylvania y autor principal del estudio – que fue publicado en Plant Biotechnology.
Desde el lanzamiento en 1988 de la “Iniciativa de Erradicación Global de la Polio”, una colaboración encabezada por la Organización Mundial de la Salud, Rotary International, CDC y UNICEF, hizo que las vacunas contra la polio estuviesen ampliamente disponibles, y la incidencia de la enfermedad se ha reducido en más del 99%, de 350.000 casos en 1988 a 74 en 2015. Sin embargo, sigue habiendo dificultades para asegurar que el mundo esté totalmente libre de la poliomielitis.
Dos vacunas, la vacuna bivalente oral contra poliovirus, o BOPV, y la vacuna antipoliomielítica inactivada, IPV, se utilizan actualmente en todo el mundo para proteger contra la poliomielitis. Cada una tiene ventajas claras; mientras IPV protege al individuo, las vacunas orales pueden ayudar a proteger a una comunidad. Ambas han sido críticas en lo que el mundo este cada vez más cerca que nunca de la erradicación total de la polio.
IPV es muy segura, pero es considerablemente más cara que BOPV, y, debido a que se administra en inyección, no es tan fácil de administrar como BOPV, que se administra en forma de gotas orales. Además, no induce inmunidad intestinal, lo que significa que los individuos vacunados aún pueden transmitir el virus. Esto es lo que ocurrió en 2013 en Israel cuando el poliovirus se encontró en las aguas residuales, y se necesitó una campaña de vacunación rápida con la vacuna oral para prevenir la transmisión a personas no vacunadas.
BOPV induce inmunidad intestinal superior en comparación con IPV y, por lo tanto, tiene el potencial de prevenir mejor la transmisión de los poliovirus. Sin embargo, debido a que el virus vivo atenuado se encuentra en la vacuna oral contra la poliomielitis, en raras ocasiones en las comunidades insuficientemente inmunizadas el virus puede mutar con el tiempo y volver a una forma del virus que puede causar parálisis. Este riesgo es lo que llevó a la retirada global del tOPV, la OPV trivalente que se dirigía a los tres serotipos del virus, en abril. Con el tiempo todas las formas de la vacuna oral contra la poliomielitis serán retiradas a nivel mundial. Sin embargo, la importancia de mantener la inmunidad intestinal contra poliovirus sigue siendo una preocupación.
Nueva vacuna basada en plantas
En un esfuerzo para abordar las deficiencias de las vacunas actuales, Daniell y sus colegas tuvieron como objetivo diseñar una vacuna de refuerzo que no se base en el virus atenuado de la polio y que induzca inmunidad de la mucosa contra los tres serotipos de polio. Además, mientras que la IPV y BOPV requieren refrigeración, los investigadores querían diseñar una vacuna que pueda ser estable sin refrigeración durante períodos muy largos, para que el almacenamiento, el transporte y la administración sean más fáciles.
La plataforma de desarrollo de medicamentos a base de plantas de Daniell era adecuada para la tarea. En ella, las plantas son dirigidas a formar una biomolécula de interés mediante el bombardeo de las hojas con el gen de interés hasta que fuera absorbido por los cloroplastos. La planta produce entonces la proteína asociada en sus hojas, que se pueden cultivar y luego ser liofilizadas y encapsuladas para administración oral.
Para inducir inmunidad contra la poliomielitis, los investigadores decidieron producir la proteína viral 1, o VP1, una proteína estructural presente en los tres serotipos de la polio. Esta se fusiona a la subunidad B de la proteína transportadora de la toxina del cólera, que permite a la proteína cruzar las superficies mucosas. Con este objetivo, se confirmó que se podía expresar de forma estable la proteína fusionada en plantas de tabaco y de lechuga.
La etapa siguiente fue alimentar con el material vegetal liofilizado (que expresa la proteína fusionada) a ratones para ver si se podía inducir una respuesta inmune. “La vacuna, cuando se formula con adyuvantes, induce altos niveles de inmunidad mucosa y sistémica en los ratones” dijo Daniell, que corresponde a las respuestas de los anticuerpos IgA e IgG, respectivamente. “Y cuando el CDC realizó pruebas en varios cientos de muestras de sueros de ratones inmunizados, encontraron con que podía neutralizar los tres serotipos del virus de la polio”.
Los investigadores esperan obtener la aprobación de la FDA para llevar a cabo estudios clínicos en humanos con esta vacuna libre del virus, la que podría ser producido de forma relativamente barata y no requiere refrigeración o manejo especial y, por lo tanto, podría llegar a contribuir a un mundo libre de polio.
“Podemos enviar cápsulas a todos los rincones del mundo e impulsar la inoculación de IPV”, dijo. “Es hora de mejorar las vacunas que hemos estado utilizando durante 75 años”.
Además, Daniell dijo que el concepto de una vacuna de refuerzo de bajo costo podría ser utilizado para muchas otras enfermedades virales, a medida que la inmunidad puede disminuir en la vejez – lo que conduce a la reactivación de un virus latente. El herpes zóster es un buen ejemplo. “Esto podría evitarse con un simple impulso,” dijo.
Jonas Salk creó una vacuna contra la poliomielitis que se ha utilizado desde 1955; después Albert Sabin creó otra versión que ha estado en el mercado desde 1961. En conjunto, estas dos vacunas han eliminado casi completamente la polio de la faz de la tierra.
Sin embargo, los brotes han persistido en las naciones en desarrollo de Asia, África y América, en parte debido a las limitaciones de estas vacunas. Recientemente en 2013, Israel informó de un brote “silencioso” de poliomielitis, en el que nadie se enfermó pero el virus se encontró en el medio ambiente y en individuos vacunados.
Una nueva investigación dirigida por científicos de la Universidad de Pennsylvania ofrece la esperanza de una alternativa. En colaboración con investigadores de los Centros estadounidenses para el Control y Prevención de Enfermedades (CDC) y la Administración de Drogas y Alimentos (FDA) de Estados Unidos, el equipo desarrolló un refuerzo de vacuna oral mediante la manipulación genética de plantas para expresar una proteína que se encuentra en el virus de la polio. Las pruebas con sueros de ratones inmunizados muestran que la dosis de refuerzo confiere inmunidad contra los tres serotipos del virus de la polio.
“Nuestra investigación de la vacuna tiene el potencial de proporcionar una solución oportuna para hacer frente a brotes de polio en todo el mundo”, dijo Henry Daniell, profesor en el Departamento de Bioquímica de la Facultad de Medicina Dental de la Universidad de Pennsylvania y autor principal del estudio – que fue publicado en Plant Biotechnology.
Desde el lanzamiento en 1988 de la “Iniciativa de Erradicación Global de la Polio”, una colaboración encabezada por la Organización Mundial de la Salud, Rotary International, CDC y UNICEF, hizo que las vacunas contra la polio estuviesen ampliamente disponibles, y la incidencia de la enfermedad se ha reducido en más del 99%, de 350.000 casos en 1988 a 74 en 2015. Sin embargo, sigue habiendo dificultades para asegurar que el mundo esté totalmente libre de la poliomielitis.
Dos vacunas, la vacuna bivalente oral contra poliovirus, o BOPV, y la vacuna antipoliomielítica inactivada, IPV, se utilizan actualmente en todo el mundo para proteger contra la poliomielitis. Cada una tiene ventajas claras; mientras IPV protege al individuo, las vacunas orales pueden ayudar a proteger a una comunidad. Ambas han sido críticas en lo que el mundo este cada vez más cerca que nunca de la erradicación total de la polio.
IPV es muy segura, pero es considerablemente más cara que BOPV, y, debido a que se administra en inyección, no es tan fácil de administrar como BOPV, que se administra en forma de gotas orales. Además, no induce inmunidad intestinal, lo que significa que los individuos vacunados aún pueden transmitir el virus. Esto es lo que ocurrió en 2013 en Israel cuando el poliovirus se encontró en las aguas residuales, y se necesitó una campaña de vacunación rápida con la vacuna oral para prevenir la transmisión a personas no vacunadas.
BOPV induce inmunidad intestinal superior en comparación con IPV y, por lo tanto, tiene el potencial de prevenir mejor la transmisión de los poliovirus. Sin embargo, debido a que el virus vivo atenuado se encuentra en la vacuna oral contra la poliomielitis, en raras ocasiones en las comunidades insuficientemente inmunizadas el virus puede mutar con el tiempo y volver a una forma del virus que puede causar parálisis. Este riesgo es lo que llevó a la retirada global del tOPV, la OPV trivalente que se dirigía a los tres serotipos del virus, en abril. Con el tiempo todas las formas de la vacuna oral contra la poliomielitis serán retiradas a nivel mundial. Sin embargo, la importancia de mantener la inmunidad intestinal contra poliovirus sigue siendo una preocupación.
Nueva vacuna basada en plantas
En un esfuerzo para abordar las deficiencias de las vacunas actuales, Daniell y sus colegas tuvieron como objetivo diseñar una vacuna de refuerzo que no se base en el virus atenuado de la polio y que induzca inmunidad de la mucosa contra los tres serotipos de polio. Además, mientras que la IPV y BOPV requieren refrigeración, los investigadores querían diseñar una vacuna que pueda ser estable sin refrigeración durante períodos muy largos, para que el almacenamiento, el transporte y la administración sean más fáciles.
La plataforma de desarrollo de medicamentos a base de plantas de Daniell era adecuada para la tarea. En ella, las plantas son dirigidas a formar una biomolécula de interés mediante el bombardeo de las hojas con el gen de interés hasta que fuera absorbido por los cloroplastos. La planta produce entonces la proteína asociada en sus hojas, que se pueden cultivar y luego ser liofilizadas y encapsuladas para administración oral.
Para inducir inmunidad contra la poliomielitis, los investigadores decidieron producir la proteína viral 1, o VP1, una proteína estructural presente en los tres serotipos de la polio. Esta se fusiona a la subunidad B de la proteína transportadora de la toxina del cólera, que permite a la proteína cruzar las superficies mucosas. Con este objetivo, se confirmó que se podía expresar de forma estable la proteína fusionada en plantas de tabaco y de lechuga.
La etapa siguiente fue alimentar con el material vegetal liofilizado (que expresa la proteína fusionada) a ratones para ver si se podía inducir una respuesta inmune. “La vacuna, cuando se formula con adyuvantes, induce altos niveles de inmunidad mucosa y sistémica en los ratones” dijo Daniell, que corresponde a las respuestas de los anticuerpos IgA e IgG, respectivamente. “Y cuando el CDC realizó pruebas en varios cientos de muestras de sueros de ratones inmunizados, encontraron con que podía neutralizar los tres serotipos del virus de la polio”.
Los investigadores esperan obtener la aprobación de la FDA para llevar a cabo estudios clínicos en humanos con esta vacuna libre del virus, la que podría ser producido de forma relativamente barata y no requiere refrigeración o manejo especial y, por lo tanto, podría llegar a contribuir a un mundo libre de polio.
“Podemos enviar cápsulas a todos los rincones del mundo e impulsar la inoculación de IPV”, dijo. “Es hora de mejorar las vacunas que hemos estado utilizando durante 75 años”.
Además, Daniell dijo que el concepto de una vacuna de refuerzo de bajo costo podría ser utilizado para muchas otras enfermedades virales, a medida que la inmunidad puede disminuir en la vejez – lo que conduce a la reactivación de un virus latente. El herpes zóster es un buen ejemplo. “Esto podría evitarse con un simple impulso,” dijo.
