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Las nanoparticulas revolucionan el campo de las vacunas

Las nanoparticulas revolucionan el campo de las vacunas

Muchos virus y bacterias infectan a los humanos a través de superficies mucosas, como los pulmones, el tracto gastrointestinal y el reproductivo. Ingenieros del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT, en sus siglas en inglés), en Estados Unidos, han desarrollado un nuevo tipo de nanopartícula que protege la vacuna de forma que pueda generar una respuesta inmune fuerte no sólo en los pulmones, sino también en las superficies mucosas lejos del sitio de la vacunació, tales como el tracto gastrointestinal y reproductivo.

Estas vacunas pueden ayudar a proteger contra la influenza y otros virus respiratorios o prevenir las enfermedades de transmisión sexual como el virus de la inmunodeficiencia humana (VIH), virus del herpes simple y el virus del papiloma humano (VPH), según Darrell Irvine, profesor de Ciencia de los Materiales e Ingeniería Biológica en el MIT y el líder de la investigación.

"Este es un buen ejemplo de un proyecto en el que la misma tecnología se puede aplicar en el cáncer y en las enfermedades infecciosas. Es una plataforma tecnológica para ofrecer una vacuna interesante", resaltó Irvine  que es miembro del Instituto Koch del MIT para la Investigación del Cáncer Integral y el Instituto Ragon del Hospital General de Massachusetts, MIT y la Universidad de Harvard.

Irvine y sus colegas describen las características de la vacuna de nanopartículas en la edición de este miércoles de la revista 'Science Translational Medicine'. Sólo un puñado de vacunas mucosas han sido aprobadas para uso humano, siendo el ejemplo más conocido la de la polio Sabin, que se administra por vía oral y se absorbe en el tracto digestivo; además de una contra la gripe que se administra por aerosol nasal, y las vacunas contra el cólera, el rotavirus y la fiebre tifoidea.

Para crear mejores formas de administrar este tipo de vacunas, Irvine y sus colegas las construyeron en una nanopartícula que desarrollaron hace dos años. Los fragmentos de proteína que componen la vacuna están encerrados en una esfera de varias capas de lípidos que están químicamente "unidas", haciendo que las partículas duren más en el interior del cuerpo. "Es como pasar de una burbuja de jabón a un neumático de caucho. Es mucho más resistente químicamente", destacó Irvine.

Esto permite que las partículas resistir la desintegración  una vez que llegan a los pulmones. Con este embalaje más resistente, la proteína permanece en los pulmones el tiempo suficiente para que las células inmunitarias que recubren la superficie de los pulmones la agarren y entreguen a las células T. La activación de las células T es un paso crítico del sistema inmune para formar un recuerdo de las partículas de la vacuna, de forma que esté preparado para responder de nuevo durante una infección.

En estudios con ratones, los investigadores encontraron que los antígenos del VIH o cáncer encapsulados en nanopartículas fueron absorbidos por las células inmunes con mucho más éxito que la vacuna suministrada a los pulmones o debajo de la piel sin ser atrapada en nanopartículas. El VIH no infecta a los ratones, por lo que para poner a prueba la respuesta inmune generada por las vacunas, los investigadores infectaron a los ratones con una versión del virus de la vacuna que fue diseñada para producir la proteína del VIH entregada por la vacuna.

Los ratones vacunados con nanopartículas fueron capaces de contener rápidamente el virus y evitar que se escapara de los pulmones. Así, el virus vaccinia se propaga a los ovarios antes de la infección, pero los investigadores encontraron que el en los ovarios de los ratones vacunados con nanopartículas fue indetectable, mientras que se hallaron concentraciones virales importantes en los roedores que recibieron otras formas de la vacuna.

Los roedores que recibieron la vacuna de nanopartículas perdieron una pequeña cantidad de peso después de la infección, pero luego se recuperaron completamente. "Entregar la vacuna a la superficie de la mucosa en forma de nanocápsulas nos permitió bloquear por completo que la infección sistémica", aseguró Irvine.

Los científicos también encontraron una fuerte presencia de células T de recuerdo en las superficies mucosas distantes, incluso en los tractos digestivos y reproductivos. "Todavía se está trabajando para ver si los patrones observados en ratones se reproducen completamente en humanos", señaló Irvine.

Las partículas también pueden resultar prometedoras para administrar vacunas contra el cáncer, que estimulan el sistema inmunológico del cuerpo para destruir los tumores. Para probar esto, se implantaron en ratones tumores de melanoma que fueron diseñados para expresar ovoalbúmina, una proteína que se encuentra en las claras de huevo y tres días más tarde, se les vacunó con ovoalbúmina, encontrando que los ratones que recibieron la vacuna en nanopartículas eliminaron por completo los tumores, mientras que los roedores que recibieron la vacuna no recubierta no lo hicieron.

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