La vacuna candidata, descrita en Nature Communications esta semana, provocó una fuerte respuesta de anticuerpos a una estructura en la superficie de los virus de la gripe, llamada hemoglutinina (HA). Protegió a los ratones de la infección por diversas cepas de gripe.
A pesar del uso generalizado de vacunas estacionales, los virus de la gripe en los Estados Unidos anualmente causan millones de infecciones, cientos de miles de hospitalizaciones y decenas de miles de muertes. La vacuna recién descrita tiene el potencial de convertirse en una vacuna universal contra la gripe que, a diferencia de las actuales vacunas contra la gripe estacional, podría administrarse varias veces a lo largo de la vida para proporcionar una protección potencialmente similar a una vacuna antitetánica.
«Esta vacuna fue capaz de hacer algo que la mayoría de las otras vacunas candidatas contra la gripe no han podido hacer», dijo el coautor del estudio Drew Weissman, MD, Ph.D., profesor de enfermedades infecciosas. «Fue capaz de obtener respuestas de protección contra una región conservada que ofrece una amplia protección».
«Si funciona en los seres humanos incluso la mitad de lo que lo hace en ratones, entonces el cielo es el límite: podría ser algo que todos usen en el futuro para protegerse de la gripe», dijo el coautor Scott Hensley, Ph. D., profesor asociado de Microbiología.
Las vacunas virales modernas generalmente usan proteínas virales cultivadas en laboratorio para provocar una respuesta inmune que protege a las personas contra futuras exposiciones a un virus. En general, este enfoque no ha funcionado bien contra los virus de la influenza.
Las partículas del virus de la gripe están repletas de proteínas HA similares a las setas, que las vacunas de la gripe estacional usan para provocar respuestas de anticuerpos. El problema es que estas respuestas de anticuerpos están casi completamente dirigidas contra la región de «cabeza» más externa de la proteína de HA, que tiende a mutar rápidamente.
Además, las cepas de gripe que prevalecen en una temporada de gripe a menudo se reemplazan por otras cepas con diferentes estructuras de cabeza HA en la próxima temporada de gripe. Como resultado, las vacunas contra la gripe estacional proporcionan protección incompleta y temporal contra la gripe. Es por eso que necesitan ser actualizados todos los años.
La vacuna Penn no usa proteínas HA de la gripe, al menos no directamente. En cambio, utiliza moléculas de ARNm que codifican proteínas HA para provocar una respuesta de anticuerpos. Cuando se inyectan en un receptor, estos ARN son absorbidos por las células dendríticas del sistema inmune y traducidas en copias de la proteína HA por la maquinaria de fabricación de proteínas dentro de esas células. Esto dentro de la producción celular de proteínas virales hace un mejor trabajo de imitar una infección de gripe real y provoca una respuesta protectora de anticuerpos muy poderosa.
«Cuando comenzamos a probar esta vacuna, nos quedamos impresionados por la magnitud de la respuesta de anticuerpos», dijo Hensley.
Esta respuesta fuerte incluyó anticuerpos contra la región del tallo inferior del AH. Esta área ha sido un objetivo favorecido para las vacunas universales contra la gripe porque no varía de un subtipo de gripe a otro. Las vacunas estacionales que usan proteínas HA normalmente no provocan gran parte de la respuesta al tallo HA, pero dos inyecciones de la vacuna de ARNm de los científicos Penn, con cuatro semanas de diferencia, produjeron una respuesta robusta contra el tallo en los ratones.
El equipo observó que después de la inmunización, estas fuertes respuestas de anticuerpos a la vacuna persistieron durante las treinta semanas del experimento. Al final de este período, las respuestas anti-tallo fueron incluso más fuertes de lo que habían sido cuatro semanas después de la inmunización. Además de los ratones, los investigadores repitieron con éxito estos experimentos en hurones y conejos, otras especies utilizadas comúnmente como modelos animales de desarrollo de vacunas.
Después de haber establecido que la vacuna de ARNm puede provocar una fuerte respuesta de anticuerpos, incluida una respuesta antitabaquio, los científicos demostraron que esta respuesta en realidad protege a los ratones de la infección por gripe. Una vacuna que codifica el subtipo H1 mantuvo a los ratones sanos cuando fueron inyectados con dosis que de otra manera serían letales de tres cepas de gripe: el mismo virus de la gripe H1, un virus de gripe H1 relacionado de forma lejana y una cepa H5.
«El siguiente paso es probar esto en humanos y primates», dijo Hensley.
La tecnología de la vacuna del ARNm es relativamente nueva, pero ya se ha demostrado en otros entornos. En 2017, Weissman y sus colegas informaron en Protección de la naturaleza contra el virus del Zika en ratones y monos con una sola inyección de una vacuna de ARNm.
Las moléculas de ARNm utilizadas en estas vacunas se modifican para que no puedan ser reconocidas por las células como ARN extraños, que de lo contrario desencadenarían una reacción inmune que obstaculizaría la eficacia de la vacuna. Los ARNm modificados también se encapsulan en pequeñas esferas similares a las grasas llamadas nanopartículas de lípidos, que les ayuda a viajar a las células diana después de ser inyectadas.
En principio, debido a la facilidad de hacer mRNAs modificados, las vacunas basadas en ellos podrían incluir moléculas de mRNA modificadas que codifican proteínas virales múltiples, por ejemplo, subtipos de HA múltiples, para ampliar su eficacia.
«Si combináramos nuestro enfoque de vacuna con los antígenos del tallo de HA recientemente desarrollados, probablemente llevaría a una vacuna universal realmente buena», dijo Weissman. El equipo espera comenzar ensayos clínicos dentro de dos años, agregando que la producción a gran escala de ARNm debería ser simple, ya que una sola reacción se usa para producir cualquier ARNm seguido de una sola reacción para formar las nanopartículas lipídicas.
Referencia: Nature Communications
Proporcionado por: Perelman School of Medicine de la Universidad de Pensilvania, Norbert Pardi, Kaela Parkhouse.
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