Una nueva vacuna de nanopartículas desarrollada por investigadores del MIT podría ayudar a los esfuerzos para erradicar la poliomielitis en todo el mundo. La vacuna que administra múltiples dosis en una sola inyección, podría facilitar la vacunación de niños en regiones remotas de Pakistán y otros países donde todavía se encuentra la enfermedad.

Si bien el número de casos notificados de poliomielitis se redujo en un 99 por ciento en todo el mundo entre 1988 y 2013, según los Centros para el Control de Enfermedades, la enfermedad no ha sido completamente erradicada, en parte debido a la dificultad de llegar a los niños de zonas remotas para darles las dos o cuatro inyecciones de la vacuna contra la poliomielitis necesarias para desarrollar la inmunidad.

"Tener una vacuna de una sola inyección que pueda obtener una protección completa podría ser muy valioso para poder lograr la erradicación, "dice Ana Jaklenec, científico investigador del Instituto Koch para la Investigación Integrativa del Cáncer del MIT y uno de los autores principales del artículo.

Robert Langer, el profesor del Instituto David H. Koch del MIT, también es un autor principal del estudio, que aparece en el procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias la semana del 21 de mayo. Stephany Tzeng, un ex postdoctorado del MIT que ahora es investigador asociado en la Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins, es el autor principal del artículo.

"Estamos muy entusiasmados con los enfoques y resultados de este documento, que espero que algún día conduzca a mejores vacunas para los pacientes de todo el mundo, "? Dice Langer.

Erradicación global

No existen medicamentos contra el poliovirus, y en aproximadamente el 1 por ciento de los casos, entra en el sistema nervioso, donde puede causar parálisis. La primera vacuna contra la poliomielitis, también llamada vacuna Salk, fue desarrollado en la década de 1950. Esta vacuna consiste en una versión inactivada del virus, que generalmente se administra como una serie de dos a cuatro inyecciones, a partir de los 2 meses de edad. En 1961, se desarrolló una vacuna oral, que ofrece cierta protección con una sola dosis, pero es más eficaz con dos o tres dosis.

La vacuna oral, que consiste en un virus que ha reducido la virulencia pero aún es viable, se ha eliminado en la mayoría de los países porque, en casos muy raros, puede mutar a una forma virulenta y causar una infección. Todavía se usa en algunos países en desarrollo, sin embargo, porque es más fácil administrar las gotas que llegar a los niños para múltiples inyecciones de la vacuna Salk.

Para que los esfuerzos de erradicación de la poliomielitis tengan éxito, la vacuna oral debe eliminarse por completo, para eliminar la posibilidad de que el virus se reactive en una persona inmunizada. Muchos años atrás, El laboratorio de Langer recibió fondos de la Fundación Bill y Melinda Gates para tratar de desarrollar una vacuna inyectable que pudiera administrarse una sola vez pero llevar múltiples dosis.

"El objetivo es garantizar que todo el mundo esté inmunizado, ", Dice Jaklenec." Los niños en algunos de estos lugares del mundo en desarrollo de difícil acceso tienden a no recibir la serie completa de vacunas necesarias para la protección ".

Para crear una vacuna de inyección única, el equipo del MIT encapsuló la vacuna antipoliomielítica inactivada en un polímero biodegradable conocido como PLGA. Este polímero puede diseñarse para degradarse después de un cierto período de tiempo, permitiendo a los investigadores controlar cuándo se lanza la vacuna.

"Siempre queda un poco de vacuna en la superficie o muy cerca de la superficie de la partícula, y en cuanto lo metemos en el cuerpo, cualquier cosa que esté en la superficie puede simplemente difundirse. Esa es la explosión inicial ", Dice Tzeng." Luego, las partículas se asientan en el lugar de la inyección y, con el tiempo, a medida que el polímero se degrada, liberan la vacuna en ráfagas en puntos de tiempo definidos, basado en la tasa de degradación del polímero ".

Los investigadores tuvieron que superar un obstáculo importante que ha obstaculizado los esfuerzos anteriores para usar PLGA para la administración de vacunas contra la polio:el polímero se descompone en subproductos llamados ácido glicólico y ácido láctico. y estos ácidos pueden dañar el virus de modo que ya no provoque el tipo correcto de respuesta de anticuerpos.

Para evitar que esto suceda, el equipo del MIT agregó polímeros cargados positivamente a sus partículas. Estos polímeros actúan como "esponjas de protones, "absorbiendo protones adicionales y haciendo que el ambiente sea menos ácido, permitiendo que el virus permanezca estable en el cuerpo.

Inmunización exitosa

En el PNAS estudio, los investigadores diseñaron partículas que producirían una explosión inicial en el momento de la inyección, seguido de un segundo lanzamiento unos 25 días después. Inyectaron las partículas en ratas, luego envió muestras de sangre de las ratas inmunizadas a los Centros para el Control de Enfermedades para su análisis. Esos estudios revelaron que las muestras de sangre de ratas inmunizadas con la vacuna de partículas de inyección única tenían una respuesta de anticuerpos contra el poliovirus tan fuerte como, o más fuerte que, anticuerpos de ratas que recibieron dos inyecciones de la vacuna antipoliomielítica Salk.

Para administrar más de dos dosis, los investigadores dicen que podrían diseñar partículas que liberen la vacuna en la inyección y un mes después, y mezclarlos con partículas que se liberan en la inyección y dos meses después, resultando en tres dosis totales, cada uno con un mes de diferencia. The polymers that the researchers used in the vaccines are already FDA-approved for use in humans, so they hope to soon be able to test the vaccines in clinical trials.

The researchers are also working on applying this approach to create stable, single-injection vaccines for other viruses such as Ebola and HIV.