Los investigadores encontraron una molécula que se puede usar como adyuvante de la vacuna y fortalece la respuesta inmune cuando se agrega a una vacuna. Crédito: Mindy Takamiya / Universidad de Kioto iCeMS
Los científicos han encontrado un ingrediente que hace que una vacuna sea más efectiva a través de un enfoque que se ve con más frecuencia en la ciencia de los materiales: probar moléculas que se autoensamblan en estructuras más grandes.
Muchas vacunas incluyen ingredientes llamados adyuvantes que ayudan a hacerlas más efectivas al provocar una respuesta inmune más fuerte. Identificar adyuvantes potenciales ahora es más fácil, gracias a un enfoque descrito por científicos del Instituto de Ciencias Integradas de Materiales Células (iCeMS) de la Universidad de Kyoto y sus colegas en la revista. Angewandte Chemie.
El equipo de químicos y biólogos de Japón informa que encontró una molécula que, cuando se agrega a una vacuna, fortalece la respuesta inmune tan bien como un adyuvante de uso común. Los adyuvantes de vacunas son una parte esencial de las vacunas antigénicas de uso clínico, como las vacunas contra la influenza, la hepatitis y el cáncer de cuello uterino.
“Los adyuvantes generan una respuesta inmune robusta y duradera, pero los que se utilizan actualmente, como las sales de aluminio y las emulsiones de aceite en agua, se desarrollaron en la década de 1920 y no entendemos con precisión cómo funcionan, por eso a menudo se les llama ‘pequeños secretos sucios de los inmunólogos’ ”, dice el biólogo químico de iCeMS Motonari Uesugi, quien dirigió el estudio.
El nuevo adyuvante se descubrió mediante el cribado de una biblioteca de 8.000 moléculas pequeñas para determinar su capacidad de autoensamblaje. El autoensamblaje molecular es la autoorganización espontánea de moléculas a través de enlaces que no comparten electrones. Este es un concepto bien conocido en la ciencia de los materiales que también es empleado por los organismos vivos para realizar funciones biológicas complejas.
“Presumimos que las estructuras que se unen a través del autoensamblaje molecular podrían imitar estructuras en patógenos, como virus, estimulando una respuesta inmune similar”, dice Uesugi.
El equipo encontró 116 moléculas que pueden autoensamblarse y luego las examinó para determinar la capacidad de aumentar la expresión de interleucina-6 por parte de los macrófagos. Los macrófagos son células inmunes que detectan y “comen” los patógenos que circulan por el cuerpo. También liberan proteínas, como la interleucina-6, que activan otras células inmunes.
La investigación condujo al descubrimiento de una molécula llamada colicamida. Esta molécula se autoensambló para formar una estructura que imita al virus y que está envuelta por macrófagos y células inmunes similares. Las estructuras se transportan a vacuolas especializadas para combinarse con un receptor específico llamado receptor 7 tipo Toll, que desencadena una respuesta inmunitaria intensificada. Específicamente, conduce a la liberación de señales inmunoestimulantes como la interleucina-6.
Otras investigaciones y comparaciones demostraron que la colicamida era tan potente para inducir una respuesta inmunitaria como el adyuvante Alum cuando se agregaba a una vacuna contra la influenza administrada a ratones.
“Nuestro estudio, hasta donde sabemos, es el primer informe del uso de una biblioteca de moléculas pequeñas para el descubrimiento de adyuvantes de vacunas”, dice Uesugi. “Esperamos que el nuevo enfoque allane el camino para descubrir y diseñar adyuvantes de moléculas pequeñas autoensamblables contra patógenos, incluidos los virus emergentes”.
Se necesitan más estudios para determinar cómo la colicamida imita al único ARN hebras de virus para activar el receptor 7 de tipo peaje. Los investigadores también quieren comprender cómo se une la colicamida al receptor para dilucidar los efectos de esta interacción.
Referencia: “Descubrimiento de moléculas pequeñas autoensambladas como adyuvantes de vacunas” por Shuyu Jin, Hue Thi Vu, Kou Hioki, Naotaka Noda, Hiroki Yoshida, Toru Shimane, Shigenari Ishizuka, Ippei Takashima, Yoshiyuki Mizuhata, Kathleenya Beverly Pegawa, Tetsuki, Naoya Nishimura, Daniel Packwood, Norihiro Tokitoh, Hiroki Kurata, Sho Yamasaki, Ken J Ishii y Motonari Uesugi, 26 de septiembre de 2020, Angewandte Chemie.
DOI: 10.1002 / anie.202011604
