El uso de supercadenas λ ponderadas utilizado para el diseño de estas vacunas, podría ser útil frente a la alta mutabilidad de otros virus como el virus de la inmunodeficiencia humana (VIH), el virus de la hepatitis C (VHC) y la influenza, así como las mutaciones de escape inmunitario.
Desde que las vacunas hoy disponibles para disminuir las posibilidades de ser contagiados por el SARS-CoV-2 fueron evaluadas por las empresas de investigación farmacéutica que las desarrollaron, validadas por estudios clínicos, y finalmente aprobadas por diferentes organismos sanitarios internacionales, como la Organización Mundial de la Salud (OMS), y nacionales, como la Agencia Europea de Medicamentos (EMA) para el Continente Europeo, la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA) para los EE. UU., y en el caso de nuestro país la Comisión Federal para la Protección contra Riesgos Sanitarios (Cofepris), algunas de las interrogantes básicas aún no resueltas, son la duración de la inmunidad inducida y la posible pérdida de eficacia ante las nuevas variantes que el patógeno ha desarrollado, como la Delta, ómicron, XE y alpha, las que no existían cuando fueron creadas.
Ante este incierto panorama, y sabedores que el SARS-CoV-2 no será eliminado de la faz de la tierra, un equipo multidisciplinario de investigadores pertenecientes a tres instituciones científicas: la Universidad del País Vasco/Euskal Herriko Unibertsitatea en la que se realizó el estudio teórico previo y la simulación computacional de la cadena de 22 aminoácidos que conforman el péptido (tipo de molécula formada por la unión de varios aminoácidos mediante enlaces peptídicos) de la vacuna; el Instituto de Investigación Sanitaria Marqués de Valdecilla (IDIVAL), y el Hospital Universitario Marqués de Valdecilla de Cantabria, los que se responsabilizaron de cargar dicho péptido en las células dendríticas (tipo especial de célula inmunitaria que se encuentra en los tejidos, como la piel, y estimula las respuestas inmunitarias al presentar antígenos en su superficie a otras células del sistema inmunitario) que inician una respuesta inmunitaria adaptativa en nuestro organismo, así como la realización de los ensayos biológicos in vitro e in vivo.
Para comprender el valor de las nuevas candidatas a vacunas, es necesario entender la diferencia entre las vacunas aprobadas para enfrentar al síndrome respiratorio agudo severo coronavirus 2, mejor conocido como SARS-CoV-2, y las diseñadas por inteligencia artificial.
Las vacunas en curso utilizan la información de un epítopo localizado en la región del dominio de unión al receptor (RBD) de la proteína Spike, así como un epítopo detectado en anticuerpos y células T de pacientes con COVID-19.
Las nuevas candidatas vacunales diseñadas con métodos computacionales y herramientas avanzadas de inteligencia artificial, una monopeptídica y otra multipeptídica, se basaron en una técnica que involucra la optimización de supercadenas lambda, desarrollada e introducida previamente por los investigadores, con la que seleccionaron los epítopos más prometedores que involucran a las células T, característica que les permite ofrecer una respuesta vacunal eficaz contra el SARS-CoV-2, y una protección amplia y balanceada, incorporando una cadena de 22 aminoácidos, común a todas las variantes.
“En concreto, consideramos un conjunto de cadenas diana, formado por los epítopos que pueden seleccionarse para la CV, y un conjunto de cadenas huésped, constituido por las diferentes variantes de la proteína diana, en las que se consideran las mutaciones conocidas. En ese contexto, dado el valor de un parámetro λ, una supercadena λ es una secuencia de aminoácidos con propiedades que aseguran que la cadena cubra al menos epítopos λ en cada una de las cadenas huésped”. Scientific reports. First computational design using lambda-superstrings and in vivo validation of SARS-CoV-2 vaccine.
El nuevo criterio para la selección de epítopos aplicado al diseño de las vacunas, consideró todas las mutaciones del virus, proporcionando un sólido equilibrio con respecto al número de epítopos cubiertos por la candidata vacunal en las versiones mutadas del objetivo, lo que proporciona a la vacuna monopeptídica evaluada una efectividad sostenida frente a las versiones mutadas del objetivo, y potencialmente frente a futuras variantes.
Además de avanzar con los diferentes procesos de validación de la vacuna monopeptídica, los investigadores evaluarán también la opción de la multipeptídica, y otras alternativas diseñadas computacionalmente.
Los diferentes tipos de glóbulos blancos que combaten las infecciones:
- Los macrófagos son glóbulos blancos que absorben y digieren los gérmenes y las células muertas o a punto de morir. Los macrófagos dejan en el organismo los llamados “antígenos” que son partes de los gérmenes invasores. El organismo identifica los antígenos como peligrosos y estimula los anticuerpos para que los ataquen.
- Los linfocitos B son glóbulos blancos que actúan como defensa. Producen anticuerpos que atacan las partes del virus que dejaron atrás los macrófagos.
- Los linfocitos T son otro tipo de glóbulo blanco, los que atacan a las células del organismo que ya están infectadas.
“A diferencia de estudios previos en la literatura médica, no partimos de un solo genoma en nuestro análisis, sino que consideramos varios genomas correspondientes a diferentes versiones mutadas. Además, a diferencia de la mayoría de las vacunas desarrolladas actualmente, nuestro candidato es una vacuna peptídica que no considera la proteína Spike completa, sino un conjunto de epítopos superpuestos seleccionados computacionalmente”. Scientific reports. First computational design using lambda-superstrings and in vivo validation of SARS-CoV-2 vaccine.
Los diferentes tipos de vacunas desarrolladas
Vacunas de ARN mensajero
- Las vacunas de ARN mensajero (ARNm) le enseñan a nuestras células a fabricar una proteína que desencadena una respuesta inmunitaria dentro del organismo.
- Las vacunas de ARNm ((Pfizer-BioNTech o Moderna) protegen a las personas vacunadas, evitando o disminuyendo el riesgo de sufrir consecuencias potencialmente graves si se enferman.
Las vacunas de ARNm tienen décadas de estudio que soportan su seguridad y eficacia.
Vacunas de subunidades proteicas
Las vacunas de subunidades proteicas incluyen porciones inocuas (proteínas) del virus que causa el COVID-19, en lugar del germen completo. Una recibida la vacuna, nuestro organismo reconoce que esa proteína no debería estar presente y crea linfocitos T y anticuerpos que recordarán cómo combatir el virus que causa el COVID-19 si llegáramos a infectarnos.
Vacunas de vector
Las vacunas de vector (Janssen de Johnson & Johnson) contienen una versión modificada de un virus diferente del que causa el COVID-19. Dentro de la envoltura del virus modificado, hay material del virus que causa el COVID-19, lo que se conoce como “vector viral». Una vez que el vector viral ingresa a nuestras células, el material genético las instruye para que elaboren una proteína exclusiva del virus que causa el COVID-19. Con estas instrucciones, nuestras células hacen copias de la proteína. Esto dispara en nuestro organismo una respuesta, gracias a la que se empiezan a crear linfocitos T y linfocitos B que recordarán cómo combatir el virus si nos llegamos a infectar.
Por: Manuel Garrod, miembro del Comité Editorial de códigoF.
Fuentes:
Scientific reports. (19 de abril del 2022).
First computational design using lambda-superstrings and in vivo validation of SARS-CoV-2 vaccine.
Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades. (4 de enero del 2022).
Información para entender cómo actúan las vacunas de ARNm contra el COVID-19.
Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades. (14 de marzo del 2022).
Información sobre cómo actúan las vacunas de vectores virales contra el COVID-19.
PLOS ONE. (8 de febrero del 2019).
Weighted lambda superstrings applied to vaccine design.
The Conversation. (10 de mayo del 2022).
CoVPSA: la vacuna universal anti-covid-19 eficaz frente a cualquier mutación.
