Un equipo científico multidisciplinario del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL) ha logrado avances significativos en el desarrollo de una vacuna para la clamidia utilizando biología sintética, patrocinado por una subvención de dos años de los Institutos Nacionales de Salud (NIH). Detallan su trabajo en un artículo reciente publicado en el Revista de bioquímica ( JBC ):"Producción sin células de una forma oligomérica funcional de una proteína de membrana externa principal de clamidia (MOMP) para el desarrollo de vacunas". Este trabajo se realizó en asociación con investigadores de la Universidad de California, Davis y el grupo de vacunas de Synthetic Genomics, C ª .

La clamidia es la enfermedad infecciosa de transmisión sexual más común. causada por la bacteria gramnegativa Chlamydia trachomatis. La infección suele ser asintomática, y cuando no se trata, la enfermedad puede causar problemas de salud crónicos graves, como infertilidad permanente, enfermedad pélvica inflamatoria y ceguera. Si bien existen tratamientos con antibióticos para las infecciones por clamidia, Las recurrencias de la enfermedad en un mismo paciente son frecuentes y difíciles de tratar.

"Aunque se utilizan antibióticos para tratar la clamidia, El cribado y el diagnóstico tempranos son clave para prevenir las complicaciones asociadas a largo plazo, infecciones no tratadas, "dijo Wei He, investigador postdoctoral en el laboratorio y autor principal del artículo. "Es importante tener en cuenta que las personas tratadas con antibióticos son más propensas a la reinfección, por lo que trabajar hacia una vacuna es un paso esencial en el tratamiento de este omnipresente problema de salud pública ".

Las vacunas interactúan con el sistema inmunológico del paciente para producir inmunidad activa. que proporciona protección contra enfermedades. Contienen antígenos, generalmente proteínas purificadas, como una proteína principal de la membrana externa (MOMP), que son expresadas por el patógeno de interés. Tras la vacunación, se desarrolla una respuesta inmune específica de antígeno, proteger al paciente de infecciones del mundo real. Un antígeno que provoca con éxito esta respuesta inmune se llama "inmunogénico".

Creando estos antígenos en el laboratorio, sin embargo, puede ser difícil debido a un plegado incorrecto del elemento crucial, proteínas extremadamente complejas, como el MOMP específico para clamidia al que apunta este grupo de investigación. El trabajo discutido en el artículo de la revista del grupo incluye una técnica pendiente de patente exclusiva de Lawrence Livermore (desarrollada en asociación con Synthetic Genomics, Inc.) que ha producido un alto rendimiento, funcional, MOMP inmunogénica para clamidia:un gran avance en las técnicas de producción de MOMP.

"Somos el primer grupo en el mundo en utilizar algo llamado partículas de nanolipoproteínas de telodendrímero (tNLP) para producir proteínas de membrana de clamidia en un entorno libre de células, "dijo Matt Coleman, el autor principal del artículo.

El único otro método exitoso para crear MOMP en el laboratorio implica el uso de E. coli como células huésped, alterando su ADN y usando su maquinaria de replicación y traducción para producir el MOMP, que luego se extrae de la E. coli. Este método es largo y agotador, y falla en producir un alto rendimiento de antígenos correctamente plegados.

"Nuestro método sin células nos permite sacar las herramientas necesarias (los ribosomas enriquecidos y la maquinaria de traslación) de la E. coli. Luego agregamos algunos componentes esenciales más, como la ARN polimerasa, para crear esencialmente un mecanismo de 'un solo recipiente' para la producción de proteínas fuera de una célula huésped, "Dijo." Nuestros tNLP únicos se autoensamblan dentro de la reacción para producir una especie de andamiaje que respalda la proteína MOMP en un estado funcional, aunque no tiene un entorno celular que lo respalde ".

Este método sin células también permite a los investigadores producir cantidades significativamente mayores de MOMP porque no tienen que lidiar con la toxicidad de MOMP para la célula de E. coli huésped, porque no hay ninguna célula. Este LLNL-pionera, El proceso sin células de reacción única elimina muchos de los pasos que se requieren en otros métodos para producir proteínas recombinantes asociadas con nanopartículas y toma menos de un día. mientras que el otro, los métodos menos eficaces pueden tardar hasta tres días.

"Con este papel, Hemos demostrado que es posible tomar una proteína potencialmente terapéutica que tiene una estructura muy compleja y recrearla a partir de algunos componentes biológicos simples, que es un desarrollo prometedor en este campo, "añadió Coleman.

"La clamidia no solo afecta a más de 131 millones de personas cada año en todo el mundo, "Coleman dijo, "pero varias cepas de la bacteria también plantean un problema importante para la cría de animales. La infección ha sido particularmente devastadora para los koalas en Australia. Ha diezmado su población".

"Al desarrollar esta vacuna contra la clamidia, junto con el método único que tenemos para fabricar estos antígenos "a pedido" o según sea necesario para su uso en vacunas, podría ser una bendición para la epidemia que está afectando a los koalas, y, obviamente, también tiene implicaciones para el tratamiento de enfermedades que también afectan a los humanos; no es solo la clamidia, hay una gran cantidad de antígenos de enfermedades que son notoriamente difíciles de producir, "Añadió.

El proyecto tiene importantes implicaciones para el desarrollo de una vacuna no solo para la clamidia, pero otras bacterias y enfermedades que también requieren antígenos difíciles de producir para una vacunación eficaz, incluido el cáncer.

La inmunoterapia contra el cáncer es un campo floreciente cuyo objetivo es aprovechar el sistema inmunológico de un paciente para reconocer y atacar las proteínas únicas asociadas con las células cancerosas. Potencialmente, esto podría proporcionar otra vía de tratamiento eficaz contra el cáncer, y las nanopartículas compatibles con tNLP, junto con el método sin células del que fue pionero el grupo LLNL (en asociación con Synthetic Genomics, C ª.), podría proporcionar un método más eficiente y eficaz de crear antígenos para este tipo de vacunas contra el cáncer.

El equipo ahora está avanzando con ensayos en ratones, y ha visto resultados preliminares positivos en la producción de una respuesta inmunogénica que deja a los animales con cierto grado de protección contra la infección. Las siguientes etapas de la investigación implican el uso del nuevo proceso de producción de MOMP para diseñar la fórmula de vacuna más eficaz. Con el tiempo, el proyecto podría producir un producto utilizable que podría salvar millones de vidas, tanto de koalas como de seres humanos.