Muchos virus y bacterias infectan a los humanos a través de superficies mucosas, como aquellos en los pulmones, el tracto gastrointestinal y el tracto reproductivo. Para ayudar a combatir estos patógenos, los científicos están trabajando en vacunas que pueden establecer una línea de defensa en las superficies mucosas.
Actualmente las vacunas pueden ser administradas a los pulmones a través de un aerosol, pero los pulmones a menudo se deshacen de la vacuna antes de que pueda provocar una respuesta inmune. Para superar esto, los ingenieros del MIT han desarrollado un nuevo tipo de nanopartícula que protege a la vacuna un tiempo suficientemente largo para generar una respuesta inmune fuerte, no sólo en los pulmones, sino también en las superficies mucosas lejanas del sitio de vacunación, tales como el tracto gastrointestinal y reproductivo.
Estas vacunas pueden ayudar a proteger contra la influenza y otros virus respiratorios, o prevenir las enfermedades de transmisión sexual como el VIH, el virus del herpes simple y el virus del papiloma humano, dice Darrell Irvine, profesor del MIT y líder del equipo investigación. Él también está estudiando el uso de las partículas para ofrecer vacunas contra el cáncer y otras enfermedades infecciosas.
Sólo un puñado de vacunas para mucosas han sido aprobadas para uso humano, el ejemplo más conocido es la vacuna contra la polio "Sabin", que se administra por vía oral y se absorbe en el tracto digestivo.
Estas vacunas pueden ayudar a proteger contra la influenza y otros virus respiratorios, o prevenir las enfermedades de transmisión sexual como el VIH, el virus del herpes simple y el virus del papiloma humano, dice Darrell Irvine, profesor del MIT y líder del equipo investigación. Él también está estudiando el uso de las partículas para ofrecer vacunas contra el cáncer y otras enfermedades infecciosas.
Sólo un puñado de vacunas para mucosas han sido aprobadas para uso humano, el ejemplo más conocido es la vacuna contra la polio "Sabin", que se administra por vía oral y se absorbe en el tracto digestivo.
Para crear mejores formas de administración de tales vacunas, Irvine y sus colegas se basaron en una nanopartícula que ellos desarrollaron dos años atrás Los fragmentos de proteína que componen la vacuna están encerradas en una esfera de varias capas de lípidos que químicamente están unidas la una a la otra, haciendo a las partículas más duraderas en el interior del cuerpo.
Esto permite a las partículas resistir la desintegración una vez que alcanzan los pulmones. Con este embalaje más resistente, la vacuna de proteína permanece en los pulmones el tiempo suficiente para que las células inmunitarias recubran la superficie de los pulmones las agarren y entreguen a las células T. La activación de las células T es un paso crítico para que el sistema inmune forme una memoria de las partículas de la vacuna.
En estudios con ratones, los investigadores encontraron que los antígenos del VIH o cáncer encapsulados en nanopartículas fueron absorbidos por las células inmunes con mucho más éxito que aquellas sin ser encapsuladas en nanopartículas.
En estudios con ratones, los investigadores encontraron que los antígenos del VIH o cáncer encapsulados en nanopartículas fueron absorbidos por las células inmunes con mucho más éxito que aquellas sin ser encapsuladas en nanopartículas.
El VIH no infecta a los ratones, por lo que para poner a prueba la respuesta inmune generada por las vacunas, los investigadores infectaron los ratones con una versión del vaccinia virus (VV) que fue diseñado para producir la proteína del VIH.
Los ratones vacunados con nanopartículas fueron capaces de contener rápidamente el virus y evitar que se escapen a los pulmones. VV se propaga a los ovarios antes de la infección, pero los investigadores encontraron que el VV en los ovarios de los ratones vacunados con nanopartículas fue indetectable, mientras que las concentraciones virales importantes se encontraron en ratones que recibieron otras formas de la vacuna.
Los ratones que recibieron la vacuna de nanopartículas perdieron una pequeña cantidad de peso después de la infección, pero luego se recuperaron completamente, mientras que era 100 por ciento letal para los ratones que recibieron la vacuna no encapsulada.
Los investigadores también encontraron una fuerte presencia de células T de memoria en las superficies mucosas distantes, incluso en los tractos digestivo y reproductivo. Irvine advierte además que a pesar de que la inmunidad en las mucosas distantes después de la vacunación en una superficie mucosa también se ha visto en los seres humanos, todavía se está indagando si los patrones observados en ratones se reproducen completamente en humanos.
Las partículas también mantienen la promesa para la administración de vacunas contra el cáncer. Para probar esto, los investigadores implantaron en los ratones tumores de melanoma que fueron diseñados para expresar la ovoalbúmina. Tres días más tarde, se vacunaron los ratones con ovoalbúmina. Ellos encontraron que los ratones que recibieron la vacuna en nanopartículas rechazaron por completo los tumores, mientras que los ratones que recibieron la vacuna no recubierta, no lo hicieron.
Otros estudios deben realizarse con tumores más difíciles, dice Irvine. En el futuro, las pruebas con vacunas dirigidas a las proteínas expresadas por las células cancerosas serían necesarias.