MIT desarrolló vacunas de ARN programables para diversas enfermedades

Las pruebas en ratones mostraron la efectividad de las vacunas contra el virus del Ébola, el virus H1N1 y el Toxoplasma gondii.



Científicos del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) han desarrollado un nuevo tipo de vacuna que se puede "programar" para diversas enfermedades. La producción de la vacuna lleva una semana, lo que le permite establecer rápidamente su liberación con la propagación de una enfermedad.

La vacuna contiene hebras de ARN mensajero. Este material genético puede contener información sobre cualquier proteína viral o bacteriana. Las cadenas de ARN se "empaquetan" en moléculas que entregan ARN a las células, donde el proceso de traducción es seguido por una síntesis posterior de proteínas que activan el sistema inmune del huésped.

Según los desarrolladores, además de las enfermedades infecciosas, esta vacuna se puede usar para combatir el cáncer. Usando la vacuna de ARN, se puede enseñar al sistema inmunitario del huésped a reconocer y destruir las células cancerosas.

"Este logro nos permite desarrollar vacunas contra nuevas enfermedades en solo siete días, lo que permite responder rápidamente a brotes inesperados de enfermedades virales, así como modificar o mejorar las vacunas", dice Daniel Anderson, uno de los participantes del proyecto. El científico y sus colegas publicaron su trabajo sobre vacunas en Proceedings of the National Academy of Sciences el 4 de julio.

Vacunas personalizadas

Las vacunas inactivadas se usan comúnmente para combatir enfermedades virales . La composición de las vacunas de este tipo incluye partículas virales que originalmente se cultivaron en cultivo y luego se mataron por exposición térmica o formaldehído. Los virus para vacunas se cultivan en laboratorios, lo que reduce su actividad e infecciosidad. Para que el cuerpo desarrolle inmunidad a dicho virus, se deben administrar dosis bastante grandes. Para mejorar la acción de la vacuna, a veces es necesario agregar adyuvantes (sustancias que mejoran la respuesta inmune). También se requieren rondas múltiples de profilaxis de la vacuna. Además, también se usan vacunas vivas con virus atenuados.

En cuanto a las vacunas de ARN, causan la producción de copias extrañas de proteínas por parte del organismo huésped en una cantidad suficiente para combatir eficazmente el patógeno. La idea de crear vacunas programables basadas en ARN mensajero no es nueva, tiene unos 30 años. Pero todo este tiempo no fue posible crear una vacuna de ARN confiable. La razón principal es que los científicos no pudieron encontrar una forma segura y efectiva de entregar ARN mensajero a las células del huésped.

Omar Khan, uno de los autores del trabajo, propuso empaquetar una vacuna de ARN en una nanopartícula hecha de dendrímero. Esta es una macromolécula con una estructura simétrica de madera con ramas regulares. Los dendrímeros son capaces de formar complejos con otras moléculas, y la estabilidad de dichos complejos está controlada por el estado del entorno externo. Esto abre la posibilidad de usar dendrímeros en medicina como portadores para la entrega dirigida de genes o medicamentos. La ventaja clave del dendrímero es la capacidad de cargar dichas moléculas positivamente, lo que le permitirá interactuar con el ARN con una carga negativa. Después de combinar los dendrímeros y el ARN, el complejo resultante se pliega en una estructura esférica con un diámetro de 150 nanómetros. Esto es similar al tamaño de muchos virus, y las moléculas de la vacuna de ARN pasan a las células del cuerpo de la misma manera que las proteínas de los virus.

Al cambiar la secuencia de ARN, los científicos pueden crear vacunas que inician la producción de casi cualquier proteína en las células del cuerpo del huésped. Las moléculas de ARN también incluyen instrucciones para amplificar el ARN, de modo que las células producen aún más proteínas.

Este tipo de vacuna se inyecta en el cuerpo mediante inyección regular. Tan pronto como el complejo dendrímero-ARN ingresa a la célula, se realiza el proceso de traducción y la célula comienza a producir una proteína que provoca una respuesta inmune. Al mismo tiempo, el sistema inmune del organismo huésped forma una respuesta de dos tipos: hay una producción simultánea de anticuerpos y células T.



Los científicos del MIT ya han realizado una serie de pruebas con ratones y recibieron un resultado alentador: solo una inyección de una vacuna de ARN provoca una fuerte respuesta inmune. El cuerpo de los ratones dio una poderosa respuesta inmune al virus del Ébola, la gripe H1N1, Toxoplasma gondii.

"Independientemente del antígeno que elijamos, recibimos una respuesta inmune completa con la producción de anticuerpos y células T", dice Khan.

Los investigadores creen que sus vacunas son más seguras que las vacunas de ADN, otra alternativa a las vacunas convencionales. A diferencia del ADN, el ARN no puede incorporarse al genoma del huésped y causar mutaciones.

Producción rápida de vacunas

Los creadores de la vacuna confían en que su producto puede ser especialmente útil para combatir la gripe. El hecho es que lleva meses producir la vacuna contra la gripe habitual, cuando los virus se cultivan en huevos de gallina. Es decir, la vacuna puede estar lista después de que la epidemia de cierto tipo de gripe ya haya pasado. Aquí estamos hablando de una semana.

Según los expertos que se familiarizaron con el trabajo de los creadores de la vacuna de ARN, esta es una verdadera revolución en la lucha contra las enfermedades infecciosas. El hecho es que dicha vacuna también se puede usar para luchar contra enfermedades aún desconocidas: solo estudie el patógeno y cambie la secuencia de ARN.

Ahora los autores del trabajo fundaron la compañía y comenzaron el proceso de licencia de tecnología. En un futuro cercano, tienen la intención de comenzar la producción comercial de sus vacunas. Y no solo contra las enfermedades ya mencionadas, sino también contra el virus Zika y la enfermedad de Lyme.

Source: https://habr.com/ru/post/es395703/