En agosto pasado, investigadores de la Universidad de Stanford publicaron un artículo en Science que describe cómo utilizaron la tecnología para crear una plataforma de nanopartículas, parecida a una jaula esférica, que combina dos tipos de adyuvantes (sustancia que se agrega a otra para potenciar su efecto principal). La relevancia de este estudio radica en que, en el futuro, la nanotecnología podría ayudar a producir vacunas ‘personalizadas’ que generen una inmunidad más fuerte y duradera.
El nuevo método de nanopartículas podría significar que los científicos ajusten las vacunas para diferentes grupos de población, como bebés o personas mayores, dependiendo de la fuerza de la respuesta inmunitaria requerida.
En otras palabras, a medida que el sistema inmunológico humano evoluciona con el paso del tiempo, se podrá usar la nanotecnología para crear vacunas especialmente adaptadas al sistema inmunológico.
Funcionamiento de las vacunas y cómo interviene la nanotecnología
Las vacunas preparan el inmunológico contra una amenaza potencial al mostrarle una señal de amenaza. Básicamente, le muestran un antígeno, una parte del patógeno que nuestro cuerpo probablemente reconocerá y al que podrá responder.
En el caso del COVID-19, las vacunas contenían la proteína de pico que se encuentra en la superficie del virus SARS-CoV-2, ya que estimula una fuerte reacción inmunitaria.
La forma en que se empaqueta el antígeno puede variar según la vacuna: puede ser una versión muerta de un patógeno completo, una parte de uno, una sección de proteína o un fragmento de ARN o ADN que puede codificar una proteína patógena.
Cuando se recibe una vacuna, el cuerpo produce una respuesta inflamatoria inmediata: se activan las células inmunitarias que producen citocinas y otras proteínas que inducen la inflamación.
Esa respuesta inflamatoria inicial es la que puede causar los efectos secundarios generalmente inofensivos y de corto plazo que se suelen sentir inmediatamente después de una vacuna, como dolor en el brazo, enrojecimiento o fiebre.
El antígeno también se transporta a los ganglios linfáticos cercanos, lo que produce una respuesta más duradera. Allí, otros tipos de células inmunitarias, como las células T y las células B, producen anticuerpos y desarrollan una memoria para el antígeno.
Estas células inmunitarias de la memoria permanecen allí, esperando a ver si detectan la amenaza nuevamente. Los adyuvantes intentan poner a punto ambas respuestas inmunitarias para garantizar una inmunidad fuerte y duradera.
Partículas diminutas, grandes efectos
Cada vez se fabrican más adyuvantes utilizando nanopartículas, que permiten a los científicos tener más control sobre su funcionalidad, ayudando a dirigir la fuerza y el tipo de reacción inmune que producen.
La nanotecnología ha sido fundamental en el campo de las vacunas desde hace algunos años y se ha utilizado tanto para la administración de vacunas como como adyuvante.
Las vacunas de ARNm contra el COVID-19 se basaban en nanopartículas lipídicas como vehículos de administración que transportaban las moléculas a nuestras células. Como el ARNm es frágil y se puede descomponer fácilmente, las nanopartículas lipídicas actuaron como burbujas grasas que protegían al ARNm hasta que llegó al lugar donde debía estar.
En su reciente estudio, Ben Ou y sus colegas (los autores de la investigación de la Universidad de Stanford) construyeron jaulas de nanopartículas hechas de saponinas (moléculas inmunoestimulantes que se encuentran de forma natural en plantas y animales) y adheridas a agonistas de los receptores tipo Toll (TLR).
Los receptores tipo Toll son la primera línea de defensa de nuestro cuerpo, ya que reconocen patógenos y estimulan una variedad de respuestas inmunitarias.
Cuando el equipo probó la nueva plataforma adyuvante en las vacunas contra el COVID-19 y el VIH, los adyuvantes de nanopartículas desencadenaron una respuesta inmune más fuerte y duradera en comparación con las vacunas que contienen aluminio.
Diferentes agonistas de TLR activan diferentes partes del sistema inmunológico, y los investigadores experimentaron con cinco combinaciones diferentes de agonistas de TLR y jaulas de saponina utilizando ratones, que provocaron diferentes respuestas.
Aunque pasará un tiempo antes de que esta tecnología esté lista para ser probada en personas, los investigadores afirman que un logro importante es el hecho de que este sistema de adyuvantes duales se presta a vacunas personalizables.
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