virus 1 15La interpretación de un artista de la anatomía de un virus. Imágenes de Anna Tanczos / Wellcome, CC BY-NC-ND

Nadie quiere contraer la gripe, y la mejor línea de defensa es la vacuna contra la influenza estacional. Pero producir una vacuna contra la gripe anual efectiva depende de predecir con exactitud qué cepas de gripe tienen más probabilidades de infectar a la población en cualquier temporada. Requiere la coordinación de múltiples centros de salud en todo el mundo a medida que el virus viaja de una región a otra. Una vez que los epidemiólogos se instalan en las cepas de gripe objetivo, la producción de vacunas se transforma rápidamente; se necesita aproximadamente seis meses para generar el más de 150 millones de dosis inyectables necesario para la población estadounidense.

¿Qué tan bien funciona la vacuna anual contra la gripe?

Producir una vacuna contra la gripe anual efectiva se basa en predecir con exactitud qué cepas de gripe tienen más probabilidades de infectar a la población en una temporada determinada. El CDC realiza estudios de observación todos los años para calcular la "eficacia de la vacuna" para la vacuna de ese año.

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La previsión epidemiológica incorrecta o incompleta puede tener consecuencias importantes. En 2009, mientras fabricantes, incluidos MedImmune y Sanofi Pasteur, estaban preparando vacunas contra las cepas anticipadas, cepa de influenza adicional, H1N1, surgió. La vacuna preparada no protegió contra esta cepa no anticipada, causando pánico en todo el mundo y más muertes confirmadas por 18,000, probablemente solo una fracción del número real. se estima que excederá a 150,000. Mejor tarde que nunca, finalmente se produjo una vacuna contra H1N1, que requirió una segunda vacuna contra la gripe ese año.

Dado que la influenza ha causado la mayoría de pandemias en los últimos 100 años - incluyendo la gripe 1918 que resultó en tantas como 50 millones de muertes - Nos quedamos con la pregunta: ¿Pueden los científicos producir una vacuna "universal" capaz de proteger contra diversas cepas de gripe, una que no requiere predicciones anuales de epidemiólogos y una vacuna anual para usted?


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Las vacunas preparan al sistema inmune para luchar

En el siglo XNXX, y posiblemente mucho antes en la historia, se sabía que una sobreviviente de la viruela no volvería a caer con ella de nuevo en la exposición posterior. De alguna manera, la infección confiere inmunidad contra la enfermedad. Y la gente reconoció que las lecheras que entraron en contacto con el ganado asolado por la viruela de la vaca también serían protegidas de la viruela.

En los últimos 1700s, granjero Benjamin Jesty inocula a su familia con viruela vacuna, inmunizándolos eficazmente contra la viruela, a pesar de la exposición futura. Médico Edward Jenner luego catapultó a la humanidad a una nueva era de inmunología cuando brindó credibilidad científica al procedimiento.

Entonces, si una inoculación de viruela bovina o una exposición a (y la supervivencia de) la viruela confiere una inmunidad de una década o incluso de por vida, ¿por qué se anima a las personas a recibir la vacuna contra la gripe todos los años?

La respuesta está en cuán rápidamente cambia la anatomía del virus de la gripe. Cada virus consiste en una membrana aproximadamente esférica que encapsula constantemente material genético mutante. Esta membrana está salpicada con dos tipos de "espinas": hemaglutinina, o HA, y neuraminidasa, o NA, cada una formada por un tallo y una cabeza. HA y NA ayudan al virus con la infección uniéndose a las células del huésped, y median la entrada del virus en la célula y eventualmente su salida.

Las vacunas generalmente provocan anticuerpos que se dirigen a estas dos moléculas. Una vez inyectado, el sistema inmune de un individuo se pone a trabajar. Las células especializadas recolectan las moléculas de la vacuna como invasoras; otras células luego generan anticuerpos que reconocerán las moléculas extrañas. La próxima vez que aparezcan esos mismos invasores, ya sea en la forma de la misma vacuna o las cepas de virus que imita, las células inmunes del cuerpo los reconocen y los combaten, previniendo la infección.

Para los desarrolladores de vacunas, una característica frustrante sobre el genoma mutante de la gripe es la rapidez con que cambian HA y NA. Estas constantes alteraciones son las que los devuelven al tablero de dibujo para vacunas novedosas en cada temporada de gripe.

Diferentes métodos para diseñar una vacuna

La vacuna contra la viruela fue la primera en utilizar el "paradigma empírico" de la vacunología, la misma estrategia que utilizamos en la actualidad. Se basa en un enfoque de prueba y error para imitar la inmunidad inducida por la infección natural.

En otras palabras, los desarrolladores de vacunas creen que el cuerpo generará una respuesta de anticuerpos a algo en la inoculación. Pero no se centran en qué parche específico del virus está causando una respuesta inmune. Realmente no importa si es una reacción a un pequeño parche de HA que muchas cepas comparten, por ejemplo. Cuando se utiliza un virus completo como material de partida, es posible obtener muchos anticuerpos diferentes que reconocen muchas partes diferentes del virus utilizado en la vacuna.

La vacuna contra la gripe estacional generalmente se ajusta a este enfoque empírico. Cada año, los epidemiólogos pronostican qué cepas de gripe tienen más probabilidades de infectar a las poblaciones, por lo general se establecen en tres o cuatro. Luego, los investigadores atenúan o inactivan estas cepas para que puedan actuar como las mímicas en la vacuna contra la influenza de ese año sin dar a los receptores la gripe en toda regla. La esperanza es que el sistema inmune de un individuo responda a la vacuna creando anticuerpos que se dirijan a estas cepas; luego, cuando él o ella entra en contacto con la gripe, los anticuerpos estarán esperando para neutralizar esas cepas.

Pero hay una forma diferente de diseñar una vacuna. Se llama diseño racional y representa un cambio de paradigma potencialmente cambiante en la vacunología.

El objetivo es diseñar una molécula, o "inmunógeno", que pueda producir anticuerpos efectivos sin exponerse al virus. En relación con las vacunas actuales, el inmunógeno diseñado puede incluso permitir respuestas más específicas, lo que significa que la respuesta inmune se dirige a partes específicas del virus, y una mayor amplitud, lo que significa que podría dirigirse a múltiples cepas o incluso virus relacionados.

Esta estrategia funciona para dirigirse a epítopes específicos o parches del virus. Dado que los anticuerpos funcionan al reconocer las estructuras, los diseñadores desean enfatizar al sistema inmunitario las propiedades estructurales de los inmunógenos que han creado. Luego, los investigadores pueden tratar de diseñar vacunas candidatas con esas estructuras con la esperanza de que provoquen que el sistema inmune produzca anticuerpos relevantes. Este camino podría permitirles ensamblar una vacuna que provoque una respuesta inmune más efectiva y eficiente de la que sería posible con el método tradicional de prueba y error.

Avance prometedor se ha hecho en Diseño de vacunas para virus sincitial respiratorio. utilizando este nuevo paradigma racional, pero aún se están realizando esfuerzos para utilizar este enfoque para la influenza.

Hacia una vacuna universal contra la gripe

En los últimos años, los investigadores han aislado una serie de potentes anticuerpos neutralizantes de la infleunza producidos en nuestros cuerpos. Mientras que la respuesta de anticuerpos a la influenza es dirigido principalmente a la cabeza del pico HA, varios han sido encontrados objetivo HA stem. Como el tallo es más constante en las cepas virales que en la cabeza, podría tratarse del talón de Aquiles de la gripe, y los anticuerpos que se dirigen a esta región pueden ser una buena plantilla para el diseño de la vacuna.

Los investigadores persiguen una serie de enfoques que podrían causar que el cuerpo produzca estos anticuerpos de interés antes de infectarse. Una estrategia, conocida como visualización de nanopartículas, implica el diseño de una molécula que incorpora parte del virus. En el laboratorio, los científicos podrían unir una combinación de partículas de HA y NA al exterior de una nanopartícula esférica que es capaz de causar una respuesta inmune. Cuando se inyecta como parte de una vacuna, el sistema inmunitario podría "ver" estas moléculas y con suerte producir anticuerpos contra ellas.

Una de las principales preguntas que debe responderse es qué se debe mostrar exactamente en el exterior de estas nanopartículas. Algunas estrategias muestran varias versiones de moléculas HA completas, mientras que otras solo incluyen tallos. Si bien es necesario recopilar más datos sobre humanos para validar estos enfoques, los datos de estudios en animales utilizando los inmunógenos de solo vástago son alentadores.

Con la tecnología actual, es posible que nunca haya una vacuna contra la gripe "única y hecha". Y la vigilancia epidemiológica siempre será necesaria. Sin embargo, no es inconcebible que podamos pasar de un modelo de una vez por año a un enfoque de una vez cada 10 años, y podemos estar dentro de unos pocos años de estar allí.

La conversación

Sobre el Autor

Ian Setliff, Ph.D. Estudiante, Programa de Biología Química y Física, Centro de Vacunas Vanderbilt, La Universidad de Vanderbilt y Amyn Murji, Ph.D. Estudiante, Departamento de Microbiología e Inmunología, Vanderbilt Vaccine Center, La Universidad de Vanderbilt

Este artículo se publicó originalmente el La conversación. Leer el articulo original.

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