En busca de una respuesta inmune al Trypanosoma cruzi

Christian Magni, investigador principal del CONICET en el Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario (IBR, CONICET-UNR); Ana Rosa Pérez, investigadora independiente del Consejo en el Instituto de Inmunología Clínica y Experimental de Rosario (IDICER, CONICET-UNR) e Iván Marcipar, investigador independiente del CONICET  en el Laboratorio de Tecnología Inmunológica, Facultad de Bioquímica y Ciencias Biológicas y en la Facultad de Ciencias Médicas, ambas de la Universidad Nacional del Litoral, trabajaron en un nuevo diseño de vacuna para Chagas, que podría adaptarse en un futuro a otras patologías.  Los resultados fueron publicados en la revista Frontiers in MIcrobiology.

Una investigación, muchas voces

“Nuestro trabajo tiene un diseño original. El prototipo de vacuna sobre la que trabajamos es de tipo oral y utiliza una bacteria no patógena apta para el consumo humano, Lactococcus lactis, que se encuentra y se utiliza en la producción de quesos y otros derivados lácteos. Además, el prototipo de la vacuna es un modelo de estudio genético y biotecnológico que permite la producción de distintos biofármacos, como hormonas, interferón o antígenos. En este momento muchas vacunas de este estilo se encuentran en etapa de diseño y experimentación  y se espera la aprobación de algunas de ellas para los próximos años”, señala Magni.

El investigador explica que una vacuna a subunidades está compuesta por un antígeno, que es el responsable de despertar la respuesta inmune del organismo y un adyuvante, cuya función es optimizarla. El prototipo diseñado se basa en la expresión por la bacteria L. Lactis de un fragmento de una proteína antigénica de Trypanosoma cruzi.

“Uno de los adyuvantes más utilizados en la producción de vacunas es el aluminio, sin embargo, nosotros utilizamos uno específico de mucosas que se encuentra en fase de experimentación, denominado AMP-di-cíclico. Este compuesto actúa normalmente como un segundo mensajero en L. lactis, por lo que en nuestro prototipo se logró incrementar los niveles de este compuesto a partir de la sobreexpresión de la enzima responsable de su síntesis”, señala Magni.

El prototipo fue inicialmente evaluado en un sistema desdoblado, utilizando dos cepas de L. lactis: una capaz de producir el antígeno y otra del adyuvante. Posteriormente se construyó un sistema que reúne ambos componentes en un solo microorganismo. De esta forma, la vacuna experimental consistió en una bacteria L. lactis que expresa el antígeno de Tripanosoma cruzi, complementada por la producción de un adyuvante, la cual mostró tener buena capacidad inmunizante.

“Desde el punto de vista inmunológico la originalidad de este trabajo consiste en que a través de un sistema de delivery se puede transportar el antígeno y el adyuvante, que es lo que optimiza la respuesta inmune, en una sola bacteria”, indica Pérez.

Para saber si la vacuna generaba inmunidad, los investigadores administraron por vía oral a animales de experimentación las bacterias L. lactis que expresaban el antígeno y producían el adyuvante, y posteriormente realizaron distintas pruebas para comprobar si se había producido memoria inmunológica contra el antígeno del parásito. Los resultados encontrados fueron muy alentadores, ya que la vacuna produjo una buena respuesta celular y de anticuerpos.

Vías de administración de la vacuna

“Hoy se sabe que una respuesta inmune inducida a nivel de mucosas es también capaz de generar una respuesta sistémica. Este tipo de inmunizaciones tiene el potencial de controlar al patógeno independientemente de cuál sea su vía de entrada”, explica Pérez. Por otra parte, la administración de una vacuna por vía oral, evita la molestia y el dolor que suelen causar las inyecciones. Si bien, en particular, probamos este sistema de administración oral como una potencial vacuna contra T. cruzi, cambiando el antígeno podría utilizarse para cualquier patógeno contra el cual uno quisiera desarrollar una vacuna”, destaca la investigadora.

Avances

En el año 2013 el grupo de investigadores recibió el premio Sanofi-CONICET “Incentivo a la Innovación en Enfermedades Huérfanas” que permitió que avancen con el diseño del prototipo de esta vacuna oral contra la Enfermedad de Chagas, que incluso, podría a futuro adaptarse al diseño de vacunas administradas a nivel de mucosas contra otros patógenos.

“La utilización de proteínas obtenidas por tecnología recombinante para el diseño de vacunas requiere de la presencia de un adyuvante que mejore su respuesta inmune. Este prototipo facilita la producción in vivo del sistema antígeno/adyuvante y no requiere de pasos de purificación, ya que es el microorganismo que realiza la síntesis y el transporte de la vacuna. El uso de un microorganismo seguro para el consumo como lo es L. lactis, del cual se conoce su fisiología y su genética, permite el avance de este tipo de diseño”, aclara Magni.

“Hace años que se trabaja en vacunas para Chagas y todos los modelos y prototipos que se han probado producen buenos niveles de protección en animales de experimentación, pero no generan inmunidad esterilizante, es decir, la eliminación total del parásito. Quizás no debamos aspirar a eso, ya que, por ejemplo, la vacuna contra la malaria que está próxima a ser aceptada no genera inmunidad esterilizante, pero disminuye la cantidad de enfermos”, reflexiona Pérez.

El grupo actualmente está trabajando en dos frentes que abren futuros saberes: seguir profundizando su investigación en torno a la respuesta inmune protectora que genera su vacuna experimental y, por otro lado, evaluar el sistema de delivery que combine antígeno/adyuvante contra otros patógenos.

Ciencia colaborativa

“Es importante poder destacar y rescatar la forma colaborativa en la que se hizo este trabajo, en donde se logró la vinculación de la empresa Sanofi, la Universidad y CONICET”, asegura Magni.  Esta forma de cooperación permite la resolución de un problema complejo, que requiere del tiempo, trabajo y esfuerzo de muchos investigadores, becarios y técnicos. En el 2013 nos preguntamos si podíamos diseñar nuevas vacunas a partir del conocimiento que teníamos. Transformamos esta idea en un diseño y obtuvimos resultados tendientes al desarrollo de conocimiento básico y aplicado. Estos proyectos deben ser continuados en el tiempo para lograr mejores resultados, y esto no siempre es fácil”, señala Magni.