Los ingenieros del MIT han diseñado un nuevo tipo de nanopartícula que podría administrar vacunas de forma segura y eficaz para enfermedades como el VIH y la malaria.

Las nuevas partículas descrito en la edición del 20 de febrero de Materiales de la naturaleza , consisten en esferas grasas concéntricas que pueden transportar versiones sintéticas de proteínas normalmente producidas por virus. Estas partículas sintéticas provocan una fuerte respuesta inmune, comparable a la producida por las vacunas de virus vivos, pero deberían ser mucho más seguras. dice Darrell Irvine, autor del artículo y profesor asociado de ciencia e ingeniería de materiales e ingeniería biológica.

Estas partículas podrían ayudar a los científicos a desarrollar vacunas contra el cáncer y contra las enfermedades infecciosas. En colaboración con científicos del Instituto de Investigación del Ejército Walter Reed, Irvine y sus estudiantes ahora están probando la capacidad de las nanopartículas para administrar una vacuna experimental contra la malaria en ratones.

Las vacunas protegen el cuerpo al exponerlo a un agente infeccioso que prepara al sistema inmunológico para responder rápidamente cuando se encuentra de nuevo con el patógeno. En muchos casos, como con las vacunas contra la polio y la viruela, se utiliza una forma muerta o inhabilitada del virus. Otras vacunas como la vacuna contra la difteria, Consisten en una versión sintética de una proteína u otra molécula producida normalmente por el patógeno.

Al diseñar una vacuna, Los científicos intentan provocar al menos uno de los dos actores principales del cuerpo humano en la respuesta inmunitaria:las células T, que atacan las células del cuerpo que han sido infectadas con un patógeno; o células B, que segregan anticuerpos que se dirigen a virus o bacterias presentes en la sangre y otros fluidos corporales.

Para enfermedades en las que el patógeno tiende a permanecer dentro de las células, como el VIH, Se requiere una fuerte respuesta de un tipo de célula T conocida como célula T "asesina". La mejor manera de provocar que estas células entren en acción es usar un virus muerto o desactivado, pero eso no se puede hacer con el VIH porque es difícil hacer que el virus sea inofensivo.

Para evitar el peligro de utilizar virus vivos, Los científicos están trabajando en vacunas sintéticas para el VIH y otras infecciones virales como la hepatitis B. Sin embargo, estas vacunas, mientras más seguro, no provocan una respuesta de células T muy fuerte. Recientemente, Los científicos han intentado encerrar las vacunas en gotitas grasas llamadas liposomas, lo que podría ayudar a promover las respuestas de las células T empaquetando la proteína en una partícula similar a un virus. Sin embargo, estos liposomas tienen poca estabilidad en sangre y fluidos corporales.

Irvine, quien es miembro del Instituto David H. Koch para la Investigación Integrativa del Cáncer del MIT, decidió aprovechar el enfoque de los liposomas empaquetando muchas de las gotas juntas en esferas concéntricas. Una vez que los liposomas se fusionan, las paredes de los liposomas adyacentes están químicamente "engrapadas" entre sí, haciendo que la estructura sea más estable y menos probable que se rompa demasiado rápido después de la inyección. Sin embargo, una vez que las nanopartículas son absorbidas por una célula, se degradan rápidamente, liberando la vacuna y provocando una respuesta de células T.

En pruebas con ratones, Irvine y sus colegas usaron las nanopartículas para entregar una proteína llamada ovoalbúmina, una proteína de clara de huevo que se usa comúnmente en estudios de inmunología porque hay herramientas bioquímicas disponibles para rastrear la respuesta inmune a esta molécula. Descubrieron que tres inmunizaciones de dosis bajas de la vacuna produjeron una fuerte respuesta de células T:después de la inmunización, hasta el 30 por ciento de todas las células T asesinas en los ratones eran específicas de la proteína de la vacuna.

Esa es una de las respuestas de células T más fuertes generadas por una vacuna proteica, y comparable a las vacunas virales fuertes, pero sin las preocupaciones de seguridad de los virus vivos, dice Irvine. En tono rimbombante, las partículas también provocan una fuerte respuesta de anticuerpos. Niren Murthy, profesor asociado en el Instituto de Tecnología de Georgia, dice que las nuevas partículas representan "un avance bastante grande, ”Aunque dice que se necesitan más experimentos para demostrar que pueden provocar una respuesta inmune contra las enfermedades humanas, en sujetos humanos. "Definitivamente hay suficiente potencial para que valga la pena explorarlo con experimentos más sofisticados y costosos, ”, Dice.

Además de los estudios sobre malaria con científicos de Walter Reed, Irvine también está trabajando en el desarrollo de nanopartículas para administrar vacunas contra el cáncer y vacunas contra el VIH. La traducción de este enfoque al VIH se está realizando en colaboración con colegas del Instituto Ragon del MIT, Hospital General de Harvard y Massachusetts. El Instituto, que financió este estudio junto con la Fundación Gates, Departamento de Defensa e Institutos Nacionales de Salud, se estableció en 2009 con el objetivo de desarrollar una vacuna contra el VIH.