En su mayor parte, la bacteria estafilococo aureus es común e inofensivo, y no representa una amenaza para los humanos con los que coexiste. Ocasionalmente, sin embargo, puede convertirse en un patógeno oportunista, causando infecciones de la piel y del torrente sanguíneo o intoxicación alimentaria.
Durante más de un siglo, los científicos han buscado una vacuna eficaz, incluidos al menos 15 estudios preclínicos exitosos utilizando modelos animales en los últimos 30 años. Sin embargo, en todos los ensayos posteriores en humanos, estos candidatos a vacunas fallaron.
«Es un problema de larga data y uno de los más enigmáticos del campo de los estafilococos», dijo George Liu, MD, PhD, profesor de pediatría en la Facultad de Medicina de la Universidad de California en San Diego y jefe de la División de Enfermedades Infecciosas del Rady Children’s Hospital. San Diego. «Ninguno de estos ensayos en humanos ha funcionado y los científicos han luchado por encontrar una razón».
La pregunta ha ganado mayor urgencia con la propagación de resistentes a la meticilina S. aureus (MRSA), un tipo de bacteria estafilocócica que se ha vuelto cada vez más resistente a los antibióticos comúnmente utilizados para tratar las infecciones estafilocócicas ordinarias. MRSA es la principal fuente de infecciones adquiridas dentro de los hospitales y otros entornos de atención médica, como los hogares de ancianos. Un estudio publicado en 2022 estimó que la resistencia bacteriana a los antimicrobianos provocó decenas de millones de infecciones y 1,2 millones de muertes en todo el mundo en 2019, con MRSA como el principal impulsor.
«Las vacunas son la forma más efectiva de reducir esa carga para la salud y reducir la resistencia a los antibióticos», dijo Liu, señalando los éxitos con las inoculaciones infantiles y las vacunas contra la COVID-19 más recientes.
En un nuevo artículo, publicado el 7 de julio de 2022 en la revista Huésped celular y microbio, el autor principal Liu y sus colegas dicen que pueden haber encontrado la respuesta al enigma de S. aureusincluido el mecanismo que explica por qué los ensayos de vacunas han fallado hasta ahora y las formas de superarlo.
Fundamentalmente, la diferencia radica en la exposición previa al patógeno, escriben los autores. Los ratones de laboratorio utilizados en la investigación están diseñados (criados/creados/mantenidos) para estar libres del patógeno objetivo específico; han tenido poca o ninguna exposición a S. aureus antes de la vacunación.
Los humanos, por el contrario, están muy rápidamente expuestos a S. aureus después del nacimiento En dos meses, la mitad de los bebés albergan colonias activas y abundantes anticuerpos para defenderse de la mayoría de las infecciones.
Con el primer autor Chih-Ming Tsai, PhD, científico del proyecto en su laboratorio, y otros, Liu planteó la hipótesis de que mientras los ratones de laboratorio sin exposición previa a S. aureus responden bien a las vacunas potenciales porque son completamente nuevas, las versiones humanas no funcionan porque S. aureus ha desarrollado defensas para defenderse del ataque terapéutico.
«Las vacunas contra el estafilococo parecen tan fáciles de fabricar en ratones de laboratorio porque rara vez ven S. aureuspero los humanos están expuestos a los estafilococos desde las primeras semanas de vida y, para coexistir, los estafilococos parecen haber desarrollado muchas estrategias para hacer ineficaz nuestra respuesta inmunitaria contra ellos», dijo Tsai.
«Si los ratones tenían infecciones por estafilococos antes de la vacunación, creemos que las vacunas candidatas podrían no funcionar».
Para probar su hipótesis, Liu, Tsai y los coautores realizaron una serie de experimentos que simularon uno de los mayores ensayos fallidos de vacunas contra el estafilococo en humanos, dirigido a la proteína IsdB utilizada por S. aureus para adquirir el hierro necesario para el funcionamiento.
En ratones no expuestos al estafilococo normal, la vacuna IsdB funcionó, generando anticuerpos que se dirigieron a la proteína completa e interrumpieron las funciones bacterianas. Pero en ratones previamente expuestos al estafilococo, la vacuna generó solo anticuerpos contra la porción desprotegida de la proteína IsdB, dejando intacto el funcionamiento bacteriano. Los refuerzos posteriores amplificaron principalmente la respuesta de anticuerpos ineficaces y, para agravar el problema, los anticuerpos ineficaces compitieron con los anticuerpos protectores existentes.
Cuando los investigadores intentaron mezclar anticuerpos IsdB humanos con anticuerpos protectores elaborados a partir de la vacuna, estos últimos dejaron de funcionar. «Supusimos que si pudiéramos vacunar solo contra el componente protector de IsdB, podríamos prevenir la supresión por la mala memoria de la respuesta inmune», dijo Tsai.
Y, de hecho, eso es lo que encontraron los científicos: cuando vacunaron a los ratones únicamente contra el componente protector de la proteína IsdB, los animales estaban efectivamente protegidos, incluso si habían sido expuestos previamente a S. aureus.
En combinación con otros experimentos, Liu dijo que los hallazgos sugieren que la memoria defectuosa de un patógeno y su correspondiente respuesta inmune son explicaciones probables de los ensayos fallidos de la vacuna contra el estafilococo en humanos.
«Incluso es posible que el mismo principio también explique por qué han fallado muchas otras vacunas difíciles de fabricar», dijo. «Si se demuestra que estamos en lo cierto, es posible que una vacuna eficaz contra el estafilococo no esté demasiado lejos».
Los coautores incluyen: JR Caldera, UC San Diego y Cedars-Sinai Medical Center; Irshad A. Hajam, Austin WT Chiang, Haining Li, Maria Lazaro Diez, Cesia Gonzalez, Desmond Trieu y Nathan E. Lewis, todos en UC San Diego; Chih-Hsiung Tsai, Universidad Nacional Cheng Kung, Taiwán; Gislaine A. Martins, David M. Underhill y Moshe Arditi, todos en el Centro Médico Cedars-Sinai.
