Investigadores del Instituto Indio de Ciencias (IISc) han diseñado un nuevo método para administrar una vacuna candidata contra la tuberculosis (TB). Implica el uso de vesículas esféricas secretadas por bacterias recubiertas de nanopartículas de oro que luego pueden administrarse a las células inmunitarias. Esto puede potencialmente desencadenar una respuesta inmune y ofrecer protección contra la enfermedad.

Causada por la bacteria Mycobacterium tuberculosis, la TB mata a más de un millón de personas en todo el mundo cada año. La única vacuna efectiva actualmente en uso es la vacuna BCG. Contiene una forma debilitada de la bacteria que causa la enfermedad. Cuando se inyecta en nuestro torrente sanguíneo, desencadena la producción de anticuerpos que pueden ayudar a combatir la enfermedad.

Si bien la vacuna BCG funciona bien en niños, no es tan efectiva para proteger a adolescentes y adultos. Esto llevó a Rachit Agarwal, profesor asistente en el Centro de Ciencia e Ingeniería de Biosistemas (BSSE), IISc, y a su grupo a desarrollar un posible candidato a vacuna de subunidades que contiene solo partes de la bacteria infecciosa para estimular una respuesta inmune.

Los científicos desarrollaron anteriormente vacunas de subunidades basadas en solo un puñado de proteínas de las bacterias que causan enfermedades, pero ninguna de ellas ha sido efectiva hasta ahora. En cambio, el grupo de Agarwal decidió usar vesículas de membrana externa (OMV). Las OMV son partículas esféricas unidas a la membrana liberadas por algunas bacterias y contienen una variedad de proteínas y lípidos que podrían inducir una respuesta inmunitaria contra el patógeno.

"Son más seguros en comparación con una bacteria viva y, dado que se derivan de la membrana, contienen todo tipo de antígenos", explica Agarwal, autor principal del artículo publicado en Biomaterials Advances. . Las vacunas de subunidades normalmente solo contienen una cantidad limitada de antígenos, proteínas bacterianas que pueden provocar una respuesta inmunitaria en el huésped. Por el contrario, las OMV contienen una variedad de antígenos y pueden inducir una mejor respuesta inmunitaria, según los investigadores.

Las OMV derivadas de Mycobacterium suelen ser inestables y vienen en diferentes tamaños, lo que las hace inadecuadas para las aplicaciones de vacunas. Pero el equipo de IISc descubrió que las OMV recubiertas de nanopartículas de oro (OMV-AuNP) eran uniformes en tamaño y estables. Los investigadores también encontraron que las células inmunitarias humanas mostraron una mayor absorción de OMV-AuNP que de OMV o nanopartículas de oro solas.

"Producir los OMV es un proceso complejo, y ampliarlo fue un desafío", dice Avijit Goswami, ex becario postdoctoral en BSSE y uno de los primeros autores del estudio.

"Para sintetizar OMV-AuNP, las OMV y las nanopartículas de oro se fuerzan juntas a través de un filtro de 100 nm. Las OMV se rompen en el proceso y encapsulan las nanopartículas de oro", explica Edna George, ex becaria postdoctoral en BSSE, y co- primer autor del estudio.

En el estudio, las células inmunitarias cultivadas en el laboratorio se trataron con OMV derivadas de Mycobacterium smegmatis, una especie bacteriana relacionada que no causa enfermedades en humanos. En estudios futuros, el equipo planea desarrollar OMV recubiertas de oro derivadas directamente de Mycobacterium tuberculosis y probarlas en modelos animales para llevar los resultados a aplicaciones clínicas. Estos esfuerzos también podrían abrir nuevas vías para el desarrollo de vacunas para otras enfermedades bacterianas. + Explora más

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