Estudio propone nuevo enfoque bioinformático para diseñar mejores vacunas

Un nuevo papel en Métodos y protocolos de biología, publicado por Oxford University Press, muestra que puede ser posible diseñar vacunas que induzcan una respuesta inmune más fuerte a los patógenos infecciosos, como el virus que causa el COVID-19. En este estudio, los autores propusieron y probaron una nueva herramienta y enfoque bioinformático que permite a los investigadores seleccionar partes de proteínas que provocarán una fuerte respuesta inmunitaria. Las vacunas desarrolladas con base en este enfoque brindarían una mejor protección contra las enfermedades.

El sistema inmunológico de los humanos (y otros vertebrados) discrimina entre estructuras propias y ajenas para atacar y destruir estas últimas. Las células T son la parte del sistema inmunológico responsable de este reconocimiento. Logran esto mediante la identificación de péptidos, cadenas cortas de aminoácidos, que están presentes en proteínas no propias, por ejemplo, en proteínas de un virus o una bacteria, pero ausentes en proteínas de un huésped, como los humanos.

Para evitar el reconocimiento por parte de las células T del huésped, los organismos parásitos eliminan todos los péptidos innecesarios de sus proteínas. En particular, mutan estos péptidos para imitar a los presentes en las proteínas de su especie huésped.

En este estudio, los investigadores probaron una predicción crítica de la teoría del mimetismo de péptidos: investigaron si podían predecir la capacidad de las proteínas de un parásito para provocar una respuesta inmune basada en el contenido de péptidos ausentes en los cuerpos de sus huéspedes. Sobre la base de un mapeo detallado anterior de los clones de células T relacionados con el SARS-CoV-2, exploraron los puntos de intersección entre la lista de objetivos reales de respuesta de las células T y una lista de posibles objetivos de reconocimiento de células T, péptidos presentes en el SARS-CoV-2 pero ausentes en el cuerpo humano.

Las simulaciones por computadora mostraron que los objetivos reales de reconocimiento de células T tenían una proporción significativamente mayor de pentapéptidos y hexapéptidos (péptidos que consisten en cinco y seis aminoácidos respectivamente) que no se encuentran en las proteínas humanas. El nuevo método, basado en la teoría inmunológica, fue cuatro veces más eficiente en la detección de objetivos en el caso del SARS-CoV-2 que los métodos utilizados actualmente basados ​​en observaciones empíricas.

Los autores creen que el método permitirá a los investigadores desarrollar vacunas más efectivas, diseñadas específicamente para reconocer y atacar las partes de las proteínas de los parásitos que desencadenan las respuestas inmunitarias más fuertes.

«Nuestra teoría del mimetismo de péptidos, que profundiza en cómo un parásito adapta su vocabulario de péptidos al de su huésped, comenzó principalmente como un esfuerzo de investigación fundamental», dijo el autor principal del artículo, Jaroslav Flegr.

«Sin embargo, a medida que exploramos este tema, descubrimos que también podría tener amplias implicaciones prácticas, como en el campo de la construcción de vacunas. Esperamos que nuestros hallazgos profundicen nuestra comprensión de la evolución de la enfermedad y la transmisión de patógenos y proporcionen información valiosa en la mejora del diseño de vacunas y la lucha más amplia contra las enfermedades infecciosas».