COVID-19. Desarrollan vacuna de nanopartículas que protege contra un espectro de variantes que causan COVID-19

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Esta infografía ilustra la nueva vacuna, compuesta por RBD de ocho virus diferentes. La tabla muestra el amplio espectro de variantes de SARS-CoV-2 y coronavirus relacionados contra los que la vacuna induce protección. Fuente: Wellcome Leap, Caltech, Instituto Merkin

Un nuevo tipo de vacuna brinda protección contra una variedad de betacoronavirus similares al SARS, incluidas las variantes del SARS-CoV-2, en ratones y monos, según un estudio dirigido por investigadores en el laboratorio de Pamela Bjorkman de Caltech, profesora de biología de David Baltimore. y Bioingeniería.

Los betacoronavirus, incluidos los que causaron las pandemias de SARS, MERS y COVID-19, son un subconjunto de coronavirus que infectan a humanos y animales. La  funciona presentando al sistema inmunitario fragmentos de las proteínas de punta del SARS-CoV-2 y otros siete betacoronavirus similares al SARS, unidos a una estructura de nanopartículas de proteína, para inducir la producción de un amplio espectro de anticuerpos de reacción cruzada. 

En particular, cuando se vacunaron con esta nanopartícula de mosaico, los modelos animales se protegieron de un coronavirus adicional, el SARS-CoV, que no era uno de los ocho representados en la vacuna de nanopartículas.

Los animales vacunados con las nanopartículas de mosaico-8 provocaron anticuerpos que reconocieron prácticamente todas las cepas de betacoronavirus similares al SARS. Algunos de estos virus podrían estar relacionados con la cepa que causa el próximo brote de betacoronavirus similar al SARS. La investigación aparece en un artículo en la revista Science el 5 de julio.

Se necesita una protección tan amplia porque no se puede predecir qué virus o variante de virus evolucionará en el futuro para infectar a los humanos y causar otra epidemia o pandemia. Lo que se está tratando de hacer es una vacuna todo en uno que proteja contra los betacoronavirus similares al SARS, independientemente de qué virus animal pueda evolucionar para permitir la infección y la propagación en humanos. Este tipo de vacuna también protegería contra las variantes actuales y futuras del SARS-CoV-2 sin necesidad de actualizarse. 

Cómo funciona

La tecnología de la vacuna para unir fragmentos de un virus a nanopartículas de proteína fue desarrollada inicialmente por colaboradores de la Universidad de Oxford. La base de la tecnología es una diminuta estructura similar a una jaula (una "nanopartícula") compuesta de proteínas diseñadas para tener apéndices "pegajosos" en su superficie, sobre los cuales los investigadores pueden unir proteínas virales etiquetadas. 

Estas nanopartículas se pueden preparar para mostrar piezas de un solo virus (nanopartículas "homotípicas") o piezas de varios virus diferentes (nanopartículas "mosaico"). Cuando se inyecta en un animal, la vacuna de nanopartículas presenta estos fragmentos virales al sistema inmunitario. Esto induce la producción de anticuerpos, que reconocen y combaten patógenos específicos, así como respuestas inmunitarias celulares que involucran linfocitos T y células inmunitarias innatas.

En este estudio, los investigadores eligieron ocho betacoronavirus similares al SARS diferentes, incluido el SARS-CoV-2, el virus que causó la pandemia de COVID-19, junto con siete virus animales relacionados que podrían tener el potencial de iniciar una pandemia en humanos, y adjuntó fragmentos de esos ocho virus al andamio de nanopartículas. El equipo eligió fragmentos específicos de las estructuras virales, llamados dominios de unión al receptor (RBD), que son críticos para que los coronavirus ingresen a las células humanas. De hecho, los anticuerpos humanos que neutralizan los coronavirus se dirigen principalmente a los RBD del virus.

La idea es que una vacuna de este tipo podría inducir al cuerpo a producir anticuerpos que reconozcan ampliamente los betacoronavirus similares al SARS para combatir variantes además de las presentadas en la nanopartícula al enfocarse en las características comunes de los RBD virales. Este diseño surge de la idea de que la diversidad y la disposición física de los RBD en la nanopartícula concentrarán la respuesta inmunitaria hacia partes del RBD que son compartidas por toda la familia de coronavirus del SARS, logrando así inmunidad para todos. Los datos informados en Science demuestran la eficacia potencial de este enfoque.

La vacuna resultante (aquí denominada mosaico-8) está compuesta por RBD de ocho coronavirus. La investigación con ratones y primates no humanos también confirma la eficacia de la vacuna del mosaico.

Como siguiente paso, se evaluarán las inmunizaciones con nanopartículas de mosaico 8 en humanos en un ensayo clínico de Fase 1 respaldado por la Coalición para la Iniciativa de Preparación para Epidemias (CEPI). 

Más información: Alexander A. Cohen et al, Mosaic RBD nanoparticles protect against challenge by diverse sarbecoviruses in animal models, Science (2022). DOI: 10.1126/science.abq0839

Alexander A. Cohen et al, Mosaic nanoparticles elicit cross-reactive immune responses to zoonotic coronaviruses in mice, Science (2021). DOI: 10.1126/science.abf6840

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