Las vacunas contra la gripe existentes proporcionan sólo una protección estacional limitada porque se dirigen a proteínas altamente cambiantes del virus. Los científicos de Scripps Research ahora han diseñado una vacuna que debería funcionar ampliamente contra las cepas de influenza A, uno de los dos tipos de virus de la influenza que normalmente circulan en los humanos.

El nuevo diseño de la vacuna, descrito en un artículo titulado "Nanopartículas de proteínas autoensamblantes multicapa de un solo componente que muestran dominios extracelulares de la proteína de matriz 2 como una vacuna pan-influenza A" en ACS Nano el 21 de noviembre, utiliza un fragmento de proteína de influenza A relativamente inalterable, M2e, y lo presenta en nanopartículas autoensambladas para activar mejor el sistema inmunológico.

Los sólidos resultados de la vacuna en las pruebas iniciales con animales apuntan a la posibilidad de una vacuna universal contra la gripe que brinde protección a largo plazo contra enfermedades graves causadas tanto por cepas de gripe comunes como nuevas.

"Esta vacuna experimental tiene el potencial de proteger contra diversas cepas de influenza A estacional, así como futuras cepas emergentes que podrían causar pandemias", dice el autor principal del estudio, Jiang Zhu, Ph.D., profesor asociado en el Departamento de Integración Estructural y Computacional. Biología en Scripps Research.

Los coautores del estudio fueron el investigador postdoctoral asociado Keegan Braz Gomes, Ph.D., y el científico Yi-Nan Zhang, Ph.D., ambos del Zhu Lab.

M2e es la pequeña porción externa de M2, una proteína incrustada en la envoltura exterior de los virus de la gripe. Debido a que M2 tiene un papel fundamental en el ciclo de vida del virus de la gripe, él y M2e son en gran medida iguales de una cepa de gripe A a la siguiente. El hecho de que esté tan bien "conservado" en todas las cepas sugiere que M2e podría ser un buen objetivo para una vacuna contra la gripe ampliamente eficaz.

En la práctica, apuntar al M2e ha sido un desafío. Las vacunas anteriores dirigidas a M2e no han mostrado una protección fuerte y duradera, principalmente porque este fragmento de proteína es demasiado pequeño para activar el sistema inmunológico de manera muy efectiva. La nueva vacuna de Zhu y su equipo está diseñada para superar este inconveniente.

Al igual que otras vacunas desarrolladas por el Laboratorio Zhu en los últimos años, incluidas las vacunas contra el VIH, el SARS-CoV-2 y el virus de la hepatitis C, la nueva vacuna presenta proteínas virales al sistema inmunológico no como copias individuales de proteínas sueltas, sino más bien montadas en grandes cantidades. nanopartículas. Este diseño basado en nanopartículas "parece" al sistema inmunológico más bien un virus real, lo que conduce a una mayor estimulación inmune. Las nanopartículas son autoensamblables, muy estables y fáciles de fabricar mediante métodos biotecnológicos; cada uno está plagado de docenas de copias de la proteína viral objetivo.

En el nuevo estudio, los investigadores comenzaron con un diseño basado en nanopartículas que utilizaba una versión de M2e de una cepa de influenza A que infecta a los humanos, la H1N1. Esto protegió a diez de cada diez ratones de exposiciones secuenciales a dosis altas del virus H1N1 vivo y de una cepa de influenza A muy diferente llamada H3N2. Por el contrario, los ratones no vacunados sucumbieron rápidamente a la exposición viral, al igual que la mayoría de los ratones vacunados con una versión sin nanopartículas de M2e.

El equipo obtuvo resultados igualmente prometedores para un diseño que detenga una pandemia con una mezcla de proteínas M2e de los virus de la influenza A humana, aviar y porcina. También descubrieron que sus nanopartículas portadoras de M2e permanecían en los ganglios linfáticos del ratón, estimulando respuestas inmunes durante muchas semanas, mientras que las proteínas M2e no montadas en nanopartículas se eliminaban de los ganglios linfáticos a las pocas horas de la inyección.

"Esto sugiere un compromiso muy persistente con el sistema inmunológico, que esperamos permita que nuestro diseño supere el problema de durabilidad observado en vacunas anteriores dirigidas a M2e", afirma Zhu.

En general, añade, los resultados demuestran el potencial del diseño montado en nanopartículas M2e para proteger ampliamente contra los virus de la influenza A.

Una versión futura, dice Zhu, podría agregar proteínas de influenza B M2e, lo que conduciría a una verdadera vacuna contra la influenza. Si se demuestra que una vacuna de este tipo es eficaz, podría limitar significativamente la capacidad de la gripe para causar enfermedades graves y pandemias de mortalidad masiva, tendiendo a reducirla a algo parecido a un resfriado leve incluso en casos de alto riesgo.

Uvax Bio, una empresa de vacunas derivada de Scripps Research, emplea tecnología de plataforma patentada inventada en el laboratorio del Dr. Zhu en Scripps Research para desarrollar y comercializar vacunas profilácticas para diversas enfermedades infecciosas. Zhu y la compañía ahora están considerando sus opciones para traducir el nuevo diseño M2e en una vacuna comercial contra la gripe.

Más información: Keegan Braz Gomes et al, Nanopartículas de proteína autoensamblables multicapa de un solo componente que muestran dominios extracelulares de la proteína de matriz 2 como vacuna pan-influenza A, ACS Nano (2023). DOI:10.1021/acsnano.3c06526

Información de la revista: ACS Nano

Proporcionado por el Instituto de Investigación Scripps