Por qué la ciencia afirma que está cada vez más cerca de una vacuna contra el coronavirus y todas sus mutaciones
Científicos de los Estados Unidos diseñaron proteínas que producen una respuesta inmune contra el virus que causa el COVID-19. Por qué los resultados podrían servir para otros patógenos similares
Uno de los desafíos que implica el control del COVID-19, que continúa siendo una emergencia sanitaria de importancia internacional, es que el coronavirus tiene capacidad de mutar y eso le permite tener capacidad para evadir las defensas del organismo humano. Eso le permite infectar incluso a personas que han sido vacunadas contra el COVID-19 o que tienen inmunidad por haber sido tenido la infección en el pasado.
Ahora científicos de la Facultad de Medicina de Penn State afirman estar “un paso más cerca” de desarrollar una vacuna que pueda resistir futuras mutaciones del coronavirus. Se están centrando en la proteína del coronavirus, que le permite al virus entrar en las células humanas y causar la enfermedad.
Las vacunas existentes se dirigen a una parte de la proteína de Espiga para activar los anticuerpos que permiten a las personas combatir el virus. Sin embargo, las mutaciones proporcionan vías de escape para el virus de los anticuerpos neutralizantes. Entonces, el equipo de científicos se han centrado en una forma de cerrar esa vía de escape.
“Identificamos las áreas de la proteína de la Espiga que tienen menos probabilidades de mutar y utilizamos esa información para diseñar nuevas proteínas, que podrían utilizarse para desarrollar una vacuna que proteja más ampliamente no sólo contra las futuras variantes de COVID-19, sino potencialmente contra otros coronavirus relacionados”, dijo Nikolay Dokholyan, uno de los investigadores. Publicaron el estudio en la revista científica Advanced Functional Materials.
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Están desarrollando un enfoque de diseño de vacunas que podría proteger contra nuevas variantes del coronavirus que causa el COVID-19, pero que también podría proteger contra otras especies de coronavirus. Usaron áreas del coronavirus que son menos susceptibles a la mutación para diseñar proteínas denominadas “inmunógenos”, que pueden provocar una respuesta inmunitaria.
“Siguen apareciendo variantes preocupantes debido a la susceptibilidad de la proteína de la Espiga a las mutaciones”, dijo Nikolay Dokholyan, uno de los coautores. “Identificamos las zonas de la proteína de la Espiga que tienen menos probabilidades de mutar y utilizamos esa información para diseñar nuevas proteínas, que podrían utilizarse para desarrollar una vacuna que proteja más ampliamente no sólo contra las futuras variantes de COVID-19 sino potencialmente contra otros coronavirus relacionados”, comentó.
El equipo diseñó los inmunógenos utilizando la biología computacional para identificar tres regiones de la proteína de la Espiga que permanecen conservadas en millones de mutaciones teóricas que podrían ocurrir. Estas zonas se emparejaron e injertaron, o se adhirieron, a andamios proteicos. A continuación, los inmunógenos se optimizaron estructuralmente mediante diversas modificaciones de diseño, incluidas las mutaciones estabilizadoras. Se utilizaron simulaciones por ordenador para comprobar la estabilidad de los inmunógenos.
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“Las proteínas son estructuras complejas que se construyen para resistir una variedad de desafíos físicos y químicos en la naturaleza”, expresó Yashavantha Vishweshwaraiah, becario postdoctoral en el Departamento de Farmacología y primer autor del artículo. “Los epítopos, que son pequeños fragmentos de la proteína, no son estables por sí solos en la solución, por lo que necesitan ser injertados en una proteína más grande para su estabilidad. Esto es similar a la forma en que una flor (epítopo) puede necesitar su tallo (proteína de andamio) para sobrevivir. La flor puede ser la parte de interés, pero no es viable sin el tallo que le ofrece estructura y soporte”, comentó.
El equipo utilizó la expresión recombinante, una técnica en la que se dan a las bacterias las instrucciones genéticas para fabricar proteínas, para crear los inmunógenos diseñados virtualmente. Luego, las proteínas se purificaron y estudiaron en el laboratorio para asegurarse de que coincidían con sus homólogas virtuales. Al final, los investigadores desarrollaron cuatro diseños de inmunógenos estables que se utilizaron para inmunizar ratones, que luego produjeron anticuerpos contra el coronavirus. Cada diseño produjo anticuerpos en distintos grados, pero uno de ellos, el ED2, tuvo una respuesta inmunitaria robusta.
Mediante pruebas adicionales, los investigadores descubrieron que estos anticuerpos se unían a la proteína de la Espiga del coronavirus. También evaluaron el grado de unión del inmunógeno ED2 a muestras de suero de pacientes humanos de COVID-19 mediante pruebas químicas especializadas que desarrollaron. Descubrieron que los anticuerpos de las muestras de suero de los pacientes de COVID-19 eran capaces de unirse a los inmunógenos ED2, lo que demuestra que también podrían utilizarse para aplicaciones de diagnóstico.
Según los investigadores, se realizarán más estudios para optimizar el diseño y la respuesta inmunitaria de los inmunógenos. Una vez perfeccionados, podrían utilizarse algún día como candidatos a vacunas en ensayos clínicos. “Nuestra metodología podría utilizarse no sólo para el SARS-CoV-2 y otros virus relacionados, sino también para otros virus patógenos de importancia clínica”, dijo Vishweshwaraiah. “Hasta donde sabemos, somos los primeros en diseñar inmunógenos basados en regiones conservadas de la proteína de Espiga del SARS-CoV-2. Los inmunógenos diseñados muestran resultados prometedores y planeamos seguir optimizándolos”.
