El laboratorio bioquímico de la Universidad de Stanford está desarrollando una vacuna contra el COVID-19 basada en tecnología de nanopartículas que solo necesitaría una dosis y podría ser almacenada en temperatura ambiente.
Los investigadores de la universidad han dicho que este desarrollo partió de la experiencia que tienen en los estudios de vacunas contra el VIH, el Ébola y la influenza pandémica, las cuales venían en desarrollo antes de que el brote de coronavirus se esparciera por el mundo.
Aunque el SARS-CoV-2 está fuera del área de especialización específica del laboratorio, desde la declaración de la pandemia los investigadores de Stanford vienen desarrollando una candidata prometedora de vacuna contra este virus, la cual ha tiene importantes avances.
“Nuestro objetivo es hacer una vacuna de un solo disparo que no requiera una cadena de frío para su almacenamiento o transporte. Si lo hacemos bien, también debería ser barato”, dijo Peter S. Kim, quien es profesor de bioquímica en Virginia y DK Ludwig. “La población objetivo de nuestra vacuna son los países de ingresos bajos y medios”.
Esta nueva vacuna se detalla en un artículo publicado el 5 de enero en la revista ACS Central Science donde se explica la tecnología de nanopartículas que utiliza. Dichas nanopartículas son salpicadas de la mismas proteínas que componen los distintivos picos superficiales del virus, los picos facilitan la infección al fusionarse con la célula huésped y crear un pasaje para que el genoma viral entre y secuestre la maquinaria de la célula para crear más virus.
Lo que pretende esta vacuna es usar estos picos a manera de antígenos, haciendo que su presencia en el cuerpo desencadene una respuesta inmune que combata la infección.
La ventaja de las vacunas de nanoparticulas consiste en equilibrar la efectividad de las vacunas de base viral con la seguridad y la facilidad de las vacunas de subunidades. Aunque las vacunas que utilizan el virus para administrar el antígeno pueden ser más eficaces que las que solo contienen partes aisladas del virus, estas tardan más en producirse, requieren refrigeración y sueles causar efectos secundarios.
Las vacunas aprobadas a la fecha por la FDA, como la Pfizer y Moderna, que utilizan tecnología ARNm de ácido nucleico, son más rápidas de producir que las vacunas de nanopartículas pero son mucho más caras de fabricar y requieren más de una dosis para garantizar su efectividad.
En contraste, las pruebas en ratones de la vacuna de Stanford han arrojado una inmunidad contra el COVID-19 después de una sola dosis.
De acuerdo con los investigadores, su vacuna podría almacenarse en temperatura ambiente y están determinando si podría almacenarse y distribuirse en forma de polvo liofilizado. Esto facilitaría mucho el transporte y aplicación de la vacuna en el mundo, en especial en los países más pobres donde el requerimiento de refrigeración que tienen las vacunas más avanzadas -que oscila entre 8 a -70 grados Celsius (46 a -94 grados Fahrenheit)- es un impedimento.
“Esta es una etapa realmente temprana y todavía hay mucho trabajo por hacer”, dijo Abigail Powell, ex becaria postdoctoral en el laboratorio de Kim y autora principal del artículo. “Pero creemos que es un punto de partida sólido para lo que podría ser un régimen de vacuna de dosis única que no se basa en el uso de un virus para generar anticuerpos protectores después de la vacunación”.
Los investigadores continúan mejorando y afinando su candidata a vacuna, con la intención de acercarla a los ensayos clínicos iniciales en humanos.
Cómo funcionan las nanopartículas
Durante el desarrollo de su vacuna el equipo de Kim decidió que sólo usarían una aprte de la proteína pico del SARS-CoV-2 -que es bastante grande- removiendo una sección cerca de la parte inferior.
Este pico acortado lo combinaron con nanopartículas de ferritina, una proteína que contiene hierro y que se ha probado previamente en humanos. Esta tecnología se estaba desarrollando antes de la pandemia para la vacuna contra el Ébola.
Luego usaron microscopía crioelectrónica para obtener una imagen en 3D de las nanopartículas de ferritina en forma de picos con el fin de confirmar que tenían la estructura adecuada.
Así iniciaron las pruebas con ratones, aplicando cuatro variaciones potencialmente útiles: nanopartículas con picos completos, picos completos o picos parciales sin nanopartículas, y una vacuna que contiene solo la sección del pico que se une a las células durante la infección.
La efectividad potencial de cada vacuna fue determinada al monitorear los niveles de anticuerpos neutralizantes que se producían en el cuerpo para combatir el SARS-CoV-2.
Lo que encontraron fue que después de una sola dosis los dos candidatos a vacuna de nanopartículas resultaron en niveles de anticuerpos neutralizantes al menos dos veces más altos que los observados en personas que habían tenido COVID-19, y la vacuna de nanopartículas de pico acortado produjo una respuesta neutralizante significativamente mayor que el pico de unión o las vacunas de pico completo (sin nanopartículas). Después de una segunda dosis, los ratones que habían recibido la vacuna de nanopartículas de pico acortado tenían los niveles más altos de anticuerpos neutralizantes.
“Lo que sucedió el año pasado es realmente fantástico, en términos de ciencia que se destaca y es capaz de producir múltiples vacunas diferentes que parecen estar demostrando eficacia contra este virus”, dijo Kim, quien es el autor principal del artículo. “Normalmente se necesita una década para hacer una vacuna, si es que tiene éxito. Esto no tiene precedentes “.
Vacuna para el futuro
La vacuna de Stanford está pensada para las poblaciones que pueden tener mayores dificultades de obtener y distribuir las otras vacunas contra el SARS-CoV-2 que están en desarrollo, pero, cómo los avances en las otras vacunas candidatas se van produciendo con rapidez, es probable que esta nueva vacuna no llegue a ser aplicada para combatir la actual pandemia.
En este caso, el equipo del doctor Kim afirma que su vacuna puede ser modificada para tratar otros coronavirus más universales como el SARS-CoV-1, MERS, SARS-CoV-2 y otros que aún no se conocen, permitiendo así estar preparados para una nueva amenaza viral que suceda en el futuro.
“Esta vacuna contra el coronavirus es parte del trabajo que ya estamos haciendo, desarrollando vacunas que históricamente son difíciles o imposibles de desarrollar, como una vacuna contra el VIH, y me alegra que estemos en una situación en la que potencialmente podríamos aportar algo. si el mundo lo necesita”, afirmó Kim.