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Desarrollan nueva vacuna contra virus VPH (causante de cánceres) mediante plantas transgénicas

Investigadores de la Universidad Estatal de Arizona (ASU) buscan formas más eficientes de protegerse contra el VPH utilizando tabaco transgénico. Para esto expresaron una proteína de la cápsula del virus que se encuentra en gran parte de sus cepas, lo cual evita tener que trabajar con docenas de proteínas distintas para cubrir varias cepas como en las vacunas actuales.

¿Cambia el canal cuando ve un anuncio de la vacuna Gardasil? Tal vez usted sea un hombre y piensa que no corre el riesgo de contraer cáncer por el virus del papiloma humano (VPH), tal vez no sea sexualmente activo o tal vez no tenga los recursos para vacunarse.

Pero la investigación muestra que, además de causar cáncer cervical en las mujeres, ciertas cepas de VPH se han relacionado con los cánceres de cabeza y cuello, además de cáncer de pene y ano en los hombres. La vacuna Gardasil-9 protege contra nueve de las cepas de VPH más asociadas con el cáncer, aunque hay más de 100 cepas de VPH con posibles efectos adversos.

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A la luz de esto, la Universidad Estatal de Arizona está realizando una investigación agresiva para comprender los mecanismos subyacentes detrás de la infección por VPH y explorar medidas preventivas para evitar el virus.

En un estudio publicado por los los investigadores Hugh Mason, profesor asociado en la Facultad de Ciencias de la Vida y el Centro de Biodiseño para Inmunoterapia, Vacunas y Viroterapia, y Andy Diamos, un investigador postdoctoral en el laboratorio de Mason, arrojaron luz sobre vacuna planta más asequible y basada en planta que estimula una respuesta inmune fuerte y ampliamente protectora contra el virus.

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El enfoque actual de la vacuna Gardasil es producir partículas similares a virus (VLP) específicas de la cepa, que están compuestas por la proteína de la cápside del virus pero nada de su ADN causante de infección. El sistema inmune aún reconoce esta capa externa protectora del virus y estimula una respuesta, pero la vacuna no contiene ningún agente infeccioso. Sin embargo, cada una de estas partículas similares a virus solo protege contra una cepa de VPH.

“Si vas a protegerte contra uno de esas [cepas], no estarás protegido contra otras [cepas]. La forma en que la vacuna Gardasil ha estado tratando de evitar esto es esencialmente haciendo una tonelada de VLP’s y mezclándolas en la misma vacuna. Gardasil 9 son nueve de estas vacunas individuales mezcladas en una”, dijo Diamos. “Por eso también es una de las vacunas más caras del mercado. Sería genial si pudiéramos idear una vacuna más simple que proteja a las personas contra múltiples cepas de VPH”.

Entonces los investigadores se propusieron encontrar un objetivo ampliamente protector. Actualmente, la proteína de la cápside L1 altamente específica se utiliza en vacunas, pero otra proteína marcada como L2 no se ha explorado con tanto detalle. La proteína L2 se conserva en diferentes cepas de VPH, pero se sabe que produce una respuesta inmune pobre. Si los investigadores pudieran encontrar una manera de aumentar la respuesta inmune a esta proteína de la cápside, L2 podría usarse para producir una protección de base amplia contra múltiples variantes del VPH.

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“Si pudieras convencer al sistema inmunitario de tu cuerpo para que se preocupe por esta proteína, podría proteger a las personas contra muchas cepas a la vez. Esa fue la idea detrás de nuestra vacuna: tomar esta proteína que es altamente protectora y encontrar una manera de hacerla altamente inmunogénica”, agregó Diamos.

Los investigadores utilizaron dos estrategias de vacuna diferentes cultivando las proteínas en tabaco transgénico. Primero, hicieron un VLP de HPV al unir la proteína L2 a una partícula similar al virus de la hepatitis B preexistente, y luego hicieron un complejo inmunitario recombinante al fusionar la proteína L2 con un anticuerpo.

Ambos enfoques, cuando se usan en vacunas administradas a ratones, produjeron una fuerte respuesta inmune, pero cuando se administraron juntos, la mejora fue impresionante.

“Lo que encontramos es que cualquiera de estas dos plataformas (con este antígeno L2) puede producir respuestas de anticuerpos bastante fuertes, pero cuando las administramos juntas, obtenemos una sinergia que es mayor que los efectos aditivos”, dijo Mason.

El hecho de que estos sistemas de expresión de proteínas recombinantes se produjeran en plantas evita algunos de los desafíos tradicionales planteados por otras vacunas.

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Creemos que las plantas son un buen modelo para expresar proteínas recombinantes porque son muy fáciles de cultivar y gracias a los desarrollos en los últimos años, hemos podido alcanzar altos niveles de expresión“, dijo Mason. “Al usar vectores virales, los entregamos al sistema de la planta, producen múltiples copias del gen que mejora el nivel de expresión de proteínas, y además, podemos extraer y purificar la proteína de las plantas, y purificarla de una manera relativamente sencilla.”

En última instancia, creemos que las plantas pueden ser una forma más barata de producir muchas de las proteínas recombinantes que se producen en los sistemas de cultivo de mamíferos, que son muy caros y requieren medios e instalaciones muy caros para cultivar las células“.

Aunque las vacunas a base de plantas tienen un largo camino por recorrer antes de que sean aprobadas y lleguen al mercado, están asociadas con un menor costo además de un menor riesgo de patógenos externos.

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“La idea general es que cuando las personas producen proteínas complejas, usan sistemas basados en mamíferos, y eso es problemático porque tienen que cultivar estas células de mamíferos en biorreactores estériles, que no se amplían muy bien”, dijo Diamos. “Compara eso con las plantas en crecimiento: las riegas, les das luz y crecen. Las plantas tampoco albergan patógenos animales “.

El estudio actual describe una posible vacuna contra el VPH al tiempo que evalúa la validez de los sistemas basados ​​en plantas para el desarrollo de vacunas. Sin embargo, el objetivo principal no era desarrollar una vacuna completa, sino comprender mejor cómo las diferentes estrategias de vacuna mejoran la respuesta inmune a las proteínas ampliamente protectoras contra el VPH.

“Vemos esto como una forma de comprender mejor la respuesta inmune y lo que se necesitará para obtener una respuesta de anticuerpos lo suficientemente alta como para ser protegido o para obtener una inmunidad más duradera”, dijo Mason.

Dicha investigación es de particular importancia médica como una vacuna eficaz contra el VPH porque no solo suprimirá los síntomas asociados con el virus, sino que también ayudará a prevenir la aparición de cáncer relacionado con el VPH.

“Para el cáncer de cuello uterino en las mujeres, la infección por VPH en el cuello uterino a menudo finalmente conducirá al cáncer y, por lo tanto, la vacuna contra el VPH es realmente una vacuna contra el cáncer”, dijo Mason.

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Este modelo de vacuna también es viable para otros agentes infecciosos, que se están estudiando en el laboratorio de Mason.

“En realidad, actualmente se está revisando una subvención del Instituto Nacional de Salud de EE.UU. (NIH) que se enfoca no en el VPH sino en el virus de la influenza, utilizando un antígeno viral altamente conservado para una vacuna ampliamente protectora”, dijo Mason.

Finalmente, a los investigadores les gustaría probar la vacuna en humanos o primates no humanos, para establecer aún más su seguridad y eficacia.

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