Desde refuerzos de Covid hasta vacunas anuales contra la gripe, la mayoría de nosotros nos preguntamos: ¿Por qué tantas y con tanta frecuencia?
Hay una razón para actualizar las vacunas. Los virus mutan rápidamente, lo que puede ayudarlos a escapar del sistema inmunológico del cuerpo, poniendo a las personas previamente vacunadas en riesgo de infección. Utilizando modelos de IA, los científicos han podido cada vez más predecir cómo evolucionarán los virus. Pero mutan rápidamente y todavía estamos tratando de ponernos al día.
Una estrategia alternativa es romper el ciclo con una vacuna universal que pueda entrenar al cuerpo para reconocer un virus a pesar de la mutación. Una vacuna de este tipo podría erradicar nuevas cepas de gripe, incluso si el virus se ha transformado en formas casi irreconocibles. La estrategia también podría finalmente traer una vacuna contra enfermedades como el VIH, que hasta ahora ha notoriamente evadido décadas de esfuerzos.
Este mes, un equipo de UC California Riverside, dirigido por el Dr. Shou-Wei Ding, diseñó una vacuna que desató un sorprendente componente del sistema inmunológico del cuerpo contra los virus invasores.
En ratones bebés sin células inmunes funcionales para protegerse de las infecciones, la vacuna defendió contra dosis letales de un virus mortal. La protección duró al menos 90 días después de la inyección inicial.
La estrategia se basa en una teoría controvertida. La mayoría de las plantas y hongos tienen una defensa innata contra los virus que destroza su material genético. Los científicos, denominado ARN de interferencia (ARNi), llevan mucho tiempo debatiendo si el mismo mecanismo existe en los mamíferos, incluidos los humanos.
"Es un sistema increíble porque se puede adaptar a cualquier virus", afirma el Dr. Olivier Voinnet, del Instituto Federal Suizo de Tecnología, que defendió la teoría junto con Ding. les dijo a Naturaleza a finales de 2013.
Un universo de ARN oculto
Las moléculas de ARN suelen estar asociadas con la traducción de genes en proteínas.
Pero no son sólo mensajeros biológicos. Una amplia gama de pequeñas moléculas de ARN deambulan por nuestras células. Algunos transportan componentes proteicos a través de la célula durante la traducción del ADN. Otros cambian la forma en que se expresa el ADN e incluso pueden actuar como método de herencia.
Pero fundamentales para la inmunidad son las pequeñas moléculas de ARN que interfieren, o siRNA. En plantas e invertebrados, estas moléculas son feroces defensores contra los ataques virales. Para replicarse, los virus necesitan secuestrar la maquinaria de la célula huésped para copiar su material genético (a menudo, es ARN). Las células invadidas reconocen el material genético extraño y automáticamente lanzan un ataque.
Durante este ataque, llamado interferencia de ARN, la célula corta el genoma de ARN de los virus invasores en pequeños trozos: ARNip. Luego, la célula arroja estas moléculas virales de ARNip al cuerpo para alertar al sistema inmunológico. Las moléculas también se agarran directamente al genoma de los virus invasores, impidiendo su replicación.
Aquí está el truco: las vacunas basadas en anticuerpos generalmente se dirigen a una o dos ubicaciones de un virus, lo que las hace vulnerables a la mutación en caso de que esas ubicaciones cambien su composición. La interferencia de ARN genera miles de moléculas de ARNip que cubren todo el genoma; incluso si una parte de un virus muta, el resto sigue siendo vulnerable al ataque.
Este poderoso sistema de defensa podría lanzar una nueva generación de vacunas. Sólo hay un problema. Si bien se ha observado en plantas y moscas, se ha desconocido si existe en mamíferos. altamente controversial.
"Creemos que el ARNi ha sido antiviral durante cientos de millones de años", Ding les dijo a Naturaleza en 2013. “¿Por qué nosotros, los mamíferos, abandonaríamos una defensa tan eficaz?”
Asesinos virales natos
En el estudio de 2013 in Ciencia:, Ding y sus colegas sugirieron que los mamíferos también tienen un mecanismo antiviral de ARNip: simplemente está siendo reprimido por un gen transportado por la mayoría de los virus. Apodado B2, el gen actúa como un "freno", sofocando cualquier respuesta de interferencia de ARN de las células huésped al destruir su capacidad para producir fragmentos de ARNip.
Deshacerse de B2 debería reactivar la interferencia del ARN. Para probar la teoría, el equipo diseñó genéticamente un virus sin un gen B2 funcional e intentó infectar células de hámster y ratones bebés inmunocomprometidos. Llamado virus Nodamura, se transmite por mosquitos en la naturaleza y suele ser mortal.
Pero sin B2, incluso una dosis letal del virus perdía su poder infeccioso. Las crías de ratón generaron rápidamente una fuerte dosis de moléculas de ARNip para eliminar a los invasores. Como resultado, la infección nunca se afianzó y los bichos, incluso cuando ya estaban inmunocomprometidos, sobrevivieron.
"Realmente creo que la respuesta de ARNi es relevante al menos para algunos virus que infectan a los mamíferos". dijo Ding en ese momento.
Vacunas de la nueva era
Muchas vacunas contienen una versión muerta o viva pero modificada de un virus para entrenar el sistema inmunológico. Cuando se enfrenta nuevamente al virus, el cuerpo produce células T para matar al objetivo, células B que bombean anticuerpos y otras células inmunes de “memoria” para alertar contra futuros ataques. Pero sus efectos no siempre duran, especialmente si un virus muta.
En lugar de reunir células T y B, desencadenar la respuesta de ARNip del cuerpo ofrece otro tipo de defensa inmune. Esto se puede hacer eliminando el gen B2 en virus vivos. Estos virus pueden formularse en un nuevo tipo de vacuna, en cuyo desarrollo el equipo ha estado trabajando, basándose en la interferencia del ARN para protegerse de los invasores. La avalancha resultante de moléculas de ARNip desencadenada por la vacuna también proporcionaría, en teoría, cierta protección contra futuras infecciones.
“Si creamos un virus mutante que no puede producir la proteína para suprimir nuestro ARNi [ARN de interferencia], podemos debilitar el virus. Puede replicarse hasta cierto nivel, pero luego pierde la batalla ante la respuesta de ARNi del huésped”, Ding dijo en un comunicado de prensa sobre el estudio más reciente. "Un virus debilitado de esta manera puede usarse como vacuna para estimular nuestro sistema inmunológico de ARNi".
In el estudio, su equipo probó la estrategia contra el virus Nodamura eliminando su gen B2.
El equipo vacunó ratones bebés y adultos, ambos genéticamente inmunocomprometidos porque no podían desarrollar defensas de células T o B. En sólo dos días, la única inyección protegió completamente a los ratones contra una dosis mortal del virus, y el efecto duró más de tres meses.
Los virus son más dañinos para las poblaciones vulnerables: bebés, ancianos e individuos inmunodeprimidos. Debido a su sistema inmunológico debilitado, las vacunas actuales no siempre son tan efectivas. Activar ARNip podría ser una estrategia alternativa para salvar vidas.
Aunque funciona en ratones, aún está por verse si los humanos responden de manera similar. Pero hay mucho que esperar. La proteína "freno" B2 también se ha encontrado en muchos otros virus comunes, incluidos el dengue, la gripe y una familia de virus que causa fiebre, sarpullido y ampollas.
El equipo ya está trabajando en una nueva vacuna contra la gripe, utilizando virus vivos sin la proteína B2. Si tiene éxito, la vacuna podría fabricarse en forma de aerosol nasal; olvídese de la inyección. Y si su teoría del ARNip se sostiene, una vacuna de este tipo podría defenderse del virus incluso cuando mute en nuevas cepas. El manual también podría adaptarse para abordar nuevas variantes de Covid, RSV o cualquier cosa que la naturaleza nos depare a continuación.
Esta estrategia de vacuna es “ampliamente aplicable a cualquier cantidad de virus, ampliamente efectiva contra cualquier variante de un virus y segura para un amplio espectro de personas”, dijo el autor del estudio, el Dr. Rong Hai. dijo en el comunicado de prensa. "Esta podría ser la vacuna universal que estábamos buscando".
Crédito de la imagen: Diana Polekhina / Unsplash
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- Fuente: https://singularityhub.com/2024/04/22/a-universal-vaccine-against-any-viral-variant-a-new-study-suggest-its-possible/
