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27 Abril 2023

Nanopartículas proteicas autoensamblables como candidatos a vacuna contra el VIH-1

La vacuna las utiliza para mostrar múltiples copias de la proteína Env de la superficie de la enfermedad. 

El Programa Conjunto de las Naciones Unidas sobre el VIH/SIDA (ONUSIDA) calcula que 38,4 millones de personas en todo el mundo viven actualmente con el VIH, y que 1,5 millones de personas se infectaron en 2021. Aparte de casos muy raros de trasplantes de médula ósea, no hay cura para la infección, que debe mantenerse bajo control indefinidamente con medicamentos antivirales para evitar que progrese a la mortal enfermedad de inmunodeficiencia conocida como SIDA.

Una de las estrategias de defensa que utiliza el virus es proteger su estructura más expuesta, Env, con glicanos. Los glicanos son moléculas simples en forma de cadena que las células humanas fabrican para llevar a cabo diversas funciones esenciales. Env contiene sitios donde los glicanos se fijan automáticamente, de modo que cuando está dentro de un huésped humano, acaba cubierto en gran parte por ellos.

Los glicanos son difíciles de agarrar para los anticuerpos, y cualquier cosa recubierta de ellos parece menos un invasor extraño para el sistema inmunitario. Al mismo tiempo, las proteínas Env suelen dejar algunas de sus partes menos críticas, más mutables, al descubierto por los glicanos, desviando inofensivamente gran parte de la respuesta de los anticuerpos.

Investigadores del Instituto de Investigación Scripps (EEUU) diseñaron una vacuna que ha demostrado una capacidad significativamente mejorada para neutralizar el virus en pruebas preclínicas, y pronto se estudiará en personas sanas que se ofrezcan voluntarias para participar en ensayos clínicos.

El diseño de la vacuna utiliza diminutas "nanopartículas" proteínicas para mostrar múltiples copias de la proteína de superficie del VIH Env, presentándose así al sistema inmunitario de forma muy parecida a como lo haría el virus. La innovación clave que explica sus efectos tiene que ver con unas moléculas de azúcar flexibles llamadas glicanos, que normalmente cubren la Env en el virus real pero que se acortan en el nuevo diseño. Tras obtener resultados preclínicos prometedores, los Institutos Nacionales de Salud (NIH) han acordado patrocinar un futuro ensayo clínico.

Aunque la mejor manera de presentar los glicanos en las proteínas Env utilizadas en las vacunas sigue siendo objeto de un animado debate entre los investigadores, el equipo tomó su diseño de vacuna en una dirección única: no eliminando glicanos o añadiéndolos a regiones sin glicanos como hacen algunos diseños, sino simplemente acortando su longitud. Pensaron que así se reduciría el poder señuelo de las regiones sin glicanos al disminuir su contraste con las regiones densas en glicanos, al tiempo que los anticuerpos tendrían más acceso a los puntos vulnerables del virus. También sospechaban que los anticuerpos deseables que pueden utilizar los glicanos para atacar a Env seguirían siendo capaces de agarrar los glicanos recortados.

Diseñaron experimentos para comprobar sus predicciones. Los estudios en animales mostraron una mejor unión de los anticuerpos a los sitios vulnerables clave de Env, y una menor unión a los sitios señuelo. Además, en modelos animales vacunados, la versión con glicanos recortados de la vacuna indujo respuestas de anticuerpos neutralizantes del virus sorprendentemente más fuertes que la versión sin glicanos recortados.

La investigación futura puede centrarse en varios frentes. En primer lugar, los anticuerpos inducidos por Env recortado con glicanos deben mapearse en la superficie para entender cómo el recorte de glicanos altera la orientación del epítopo. En segundo lugar, además de los perfiles globales de glicanos, el análisis de sitios específicos puede proporcionar información crítica para ayudar en el desarrollo de inmunógenos Env recortados con glicanos para diversos subtipos de VIH-1. La ocupación de sitios combinada con el análisis estructural proporcionará información crítica para ayudar en el desarrollo de inmunógenos Env recortados con glicanos para diversos subtipos de VIH-1. La ocupación de sitios combinada con el análisis estructural ayudará a explicar cómo los anticuerpos reconocen los epítopos de Env tras el recorte de glicanos. En tercer lugar, el efecto de los glicanos del env en el sistema inmunitario justifica una investigación más profunda, por ejemplo, la implicación de las moléculas de manosa en la inmunosupresión frente al tráfico y la inmunogenicidad de la vacuna. En cuarto lugar, el régimen de inmunización requiere una amplia optimización. 

 

Fuente bibliográfica

DOI: 10.1038/s41467-023-37742-z

Ciencia y Medicina

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