Se establecen células plasmáticas IgG e IgA específicas de antígeno de larga vida en ratones después de la inmunización intranasal con proteína anfi, sin inducción de anticuerpos anti-PEG. Se inmunizaron ratones BALB/c (n = 3 animales por grupo) con 5 µg de amph-eOD mezclados con 25 µg de adyuvante de cdGMP y se reforzaron 6 semanas más tarde con la misma formulación. Las células secretoras de anticuerpos (ASC) IgG e IgA específicas de eOD del tracto reproductivo femenino (FRT) y de la médula ósea (BM) se evaluaron mediante ELISPOT 20 semanas después de la inmunización. (A) Se muestran imágenes de pozo representativas y (B) número cuantificado de células plasmáticas secretoras de anticuerpos por cada 500 000 células. Todos los datos se presentan como media ± sem (C) Las muestras de suero de ratones inmunizados como en la Fig. 4A y F con saponina (recolectadas en la semana 11) o adyuvantes de cdGMP (recolectados en la semana 12) se analizaron mediante ELISA para detectar IgG anti-PEG, en comparación con un estándar de IgG anti-PEG de referencia. Crédito: Ciencia Medicina Traslacional (2022). DOI: 10.1126/scitranslmed.abn1413
Aunque la mayoría de los virus causan la infección directamente a través de las células de la mucosa, la gran mayoría de las vacunas se administran por vía intramuscular en un desajuste celular que no siempre produce una inmunidad óptima.
El SARS-CoV-2 infecta a través de la mucosa nasal, el VIH a través de la mucosa genital y anal. Pero esos dos no están solos, una gran cantidad de otros virus, incluidos los que causan la influenza, el sarampión y la poliomielitis, junto con muchos, muchos otros, infectan a los humanos a través del tejido de la mucosa.
Ahora, un gran equipo de científicos de varias instituciones está trabajando en un método de inmunización intranasal para determinar si es posible producir una protección eficaz contra el VIH y el SARS-CoV-2 mediante la vacunación directamente en las células de la mucosa. Los científicos lograron estas hazañas mediante el desarrollo de un método para administrar las proteínas de la vacuna a través de un borde mucoso a veces inflexible. Hasta la fecha, la investigación se ha realizado en modelos animales (ratones y primates no humanos), pero los resultados hasta ahora sugieren un método prometedor para probar en ensayos clínicos en humanos.
«Para combatir la epidemia del VIH y las amenazas emergentes como el SARS-CoV-2, se necesitan estrategias de inmunización que obtengan protección en los portales de entrada de patógenos en las mucosas», escribieron Brittany Hartwell, del Instituto Tecnológico de Massachusetts, y colegas de varias instituciones estadounidenses colaboradoras. Su investigación está publicada en Ciencia Medicina Traslacional.
«La inmunización directamente a través de las superficies de las vías respiratorias es eficaz para impulsar la inmunidad de las mucosas, pero la absorción deficiente de la vacuna a través de la mucosidad y el revestimiento epitelial es una limitación. La principal proteína de la sangre, la albúmina, se transcita constitutivamente de forma bidireccional a través del epitelio de las vías respiratorias».
La albúmina a menudo ha sido inhóspita para las cargas útiles de vacunas que se abren camino hacia las células de la mucosa. Como resultado de ese obstáculo, la captación de la vacuna a través de las vías mucosas ha sido limitada. Al desarrollar una estrategia completamente nueva para llevar la carga útil de manera efectiva a las células de la mucosa, el grupo de colaboradores científicos está a punto de marcar el comienzo de una innovación nueva para la ciencia que garantiza la entrega de proteínas inmunizantes.
En su informe de la revista, Hartwell y sus colegas presentan lo que ellos llaman una estrategia de proteínas anf, que permite que las proteínas estimulantes del sistema inmunológico «hagan autostop» a través de las superficies de las mucosas. Sus anfiproteínas consisten en proteínas virales conjugadas con una cola anfifílica que se une a la albúmina, una proteína de la sangre, y así permite cruzar la mucosa interactuando con el receptor Fc neonatal. El receptor Fc neonatal, o FcRn, también se conoce como receptor Brambell. Protege el anticuerpo, la IgG o la inmunoglobulina-G y la albúmina del catabolismo y también conduce la IgG a través de las células epiteliales.
El equipo recurrió a modelos animales para determinar si este método intranasal experimental podría administrar eficazmente proteínas inmunizantes a través de las superficies de las mucosas y producir una potente inmunidad vacunal contra dos virus notorios: el VIH y el SARS-CoV-2. El estudio demostró que la vacunación intranasal producía inmunidad sistémica.
Al comenzar los experimentos, los científicos sabían que las vacunas intranasales pueden provocar respuestas de anticuerpos más fuertes y protectoras que las vacunas intramusculares inyectadas. Pero también sabían muy bien que algunas vacunas mucosas experimentales se han visto limitadas por la mala absorción de la vacuna en los revestimientos de las mucosas.
Lo que querían saber es si era posible modificar la forma en que se administra la vacuna y, a su vez, demostrar cómo la vía de vacunación de la mucosa conduce a una respuesta de anticuerpos sustancialmente más poderosa. Si pudieran hacer eso, y su investigación finalmente demostró que podían, entonces estarían en la cúspide de una vacuna que podría brindar protección contra el VIH y el SARS-CoV-2, y cualquier variante potencial. Su primer paso fue desarrollar una plataforma de vacunas que pudiera probarse en ratones y primates no humanos.
Cuando se formuló con la proteína Env gp120 del VIH, o el dominio de unión al receptor del SARS-CoV-2, las proteínas anfiprovocaron fuertes respuestas de anticuerpos antivirales en el suero y la mucosa nasal en ratones inmunizados y primates no humanos.
«La inmunización intranasal con Env gp120 del VIH conjugado con amph o proteínas del dominio de unión al receptor del SARS-CoV-2 provocó títulos de IgG e IgA específicos de antígeno de 100 a 1000 veces más altos en el suero, la mucosa respiratoria superior e inferior y la mucosa genitourinaria distal de ratones en comparación con la proteína no modificada», escribió Hartwell, refiriéndose a los anticuerpos inmunoglobulina-G e inmunoglobulina-A.
«La inmunización con el dominio de unión al receptor de anf indujo títulos elevados de anticuerpos neutralizantes contra el SARS-CoV-2 en suero, lavados nasales y lavado broncoalveolar. Además, la inmunización intranasal con proteína anf en macacos rhesus provocó respuestas IgG e IgA específicas de antígeno 10 veces mayores en el suero y la mucosa nasal en comparación con la proteína no modificada, lo que respalda el potencial de traducción de este enfoque», afirmó Hartwell en el artículo.
Los resultados sugieren que el uso de vacunas de proteína anf para administrar antígenos a través del epitelio de la mucosa es una estrategia prometedora para promover la inmunidad de la mucosa contra el VIH, el SARS-CoV-2 y, finalmente, otras enfermedades infecciosas a medida que se desarrollan vacunas adicionales que utilizan esta estrategia. «Las proteínas anfi persistieron en la mucosa nasal de ratones y primates no humanos y exhibieron una mayor absorción en el tejido… lo que llevó a respuestas mejoradas del centro germinal en el tejido linfoide asociado a la nariz», concluyó Hartwell.
Francis Szoka, profesor del departamento de Bioingeniería y Ciencias Terapéuticas de la Universidad de California en San Francisco, elogió la investigación de la vacuna realizada por Hartwell y sus colegas por su enfoque innovador. «Estos resultados podrían ser un buen augurio para la posibilidad de una vacuna para prevenir la infección por VIH y tener el potencial de contribuir al objetivo de una vacuna contra el SARS-CoV-2 independiente de la variante», informó Szoka en un artículo relacionado de Focus (publicado en Ciencia Medicina Traslacional) que explora las implicaciones clínicas del estudio.
El nuevo método de administración nasal de vacunas podría conducir a mejores vacunas para el VIH y COVID-19
Brittany L. Hartwell et al, La vacunación intranasal con inmunógenos conjugados con lípidos promueve la captación transmucosa de antígenos para impulsar la inmunidad mucosa y sistémica, Ciencia Medicina Traslacional (2022). DOI: 10.1126/scitranslmed.abn1413
Francis C. Szoka, Una guía del autoestopista para la inmunidad sistémica y de las mucosas, Ciencia Medicina Traslacional (2022). DOI: 10.1126/scitranslmed.adc8697
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Citación: La vacunación intranasal produce una potente inmunidad sistémica contra el VIH y el SARS-CoV-2 en modelos animales (17 de agosto de 2022) consultado el 17 de agosto de 2022 en https://medicalxpress.com/news/2022-08-intranasal-vaccination-potent-immunity -hiv.html
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