La vacuna intranasal COVID-19 desarrollada a partir de vesículas extracelulares bacterianas induce una sólida respuesta de anticuerpos en ensayos preclínicos


Un equipo de científicos con sede en EE. UU. Desarrolló recientemente una nueva vacuna candidata contra el síndrome respiratorio agudo severo coronavirus 2 (SARS-CoV-2), el patógeno causante de la enfermedad por coronavirus 2019 (COVID-19). La vacuna se compone de vesículas extracelulares de Salmonella typhimurium incorporadas con el dominio de unión al receptor de pico (RBD) del SARS-CoV-2. Tras la administración intranasal en hámsteres, la vacuna induce títulos elevados de anticuerpos en sangre y protege contra COVID-19 grave. El estudio está disponible actualmente en el bioRxiv* servidor de preimpresión.

Estudio: Una vacuna intranasal bacteriana a base de vesículas extracelulares contra el SARS-CoV-2.  Haber de imagen: Vicente Sargues / Shutterstock

Fondo

Además de las medidas de control no farmacológicas, que incluyen el uso de mascarillas, el lavado de manos y el distanciamiento físico, los programas de vacunación global rápidos y a gran escala son la clave para prevenir la transmisión del SARS-CoV-2 y controlar la pandemia de COVID-19. Actualmente, se están lanzando a nivel mundial varios tipos de posibles vacunas COVID-19, incluidas las vacunas basadas en ARNm (Pfizer / BioNTech y Moderna) y las basadas en vectores de adenovirus (Oxford-AstraZeneca) que contienen SARS-CoV-2 proteína de pico como inmunógeno. Estas vacunas han mostrado que más del 85% eficacia en la prevención de la infección por SARS-CoV-2 en ensayos clínicos y situaciones de pandemia del mundo real. Sin embargo, ciertos factores pueden afectar negativamente los beneficios de la vacuna, incluida la complejidad de fabricación, la estabilidad y el almacenamiento, la velocidad de reacción y la menor eficacia contra las variantes virales emergentes.

En el estudio actual, los científicos han desarrollado una nueva vacuna candidata COVID-19 basada en vesículas extracelulares bacterianas decoradas con RBD de pico de SARS-CoV-2.

Diseño de vacuna

Se sabe que las vesículas extracelulares, también llamadas vesículas de la membrana externa, de bacterias gramnegativas, como Salmonella typhimurium, provocan la inducción de respuestas inflamatorias e inmunitarias mediada por endotoxinas bacterianas en las células huésped. Estas propiedades inmunoestimuladoras de las vesículas extracelulares se han utilizado en la vacuna.

Para evitar el riesgo potencial de toxicidad sistémica, los científicos han preparado vesículas extracelulares a partir de una cepa de Salmonella typhimurium atenuada por endotoxinas. Además, han utilizado una secuencia de péptidos especializada (péptido SpyCatcher) para unir el pico RBD del SARS-CoV-2 a la superficie de la vesícula extracelular a través de un enlace amida covalente. Este enlace covalente mantiene la estabilidad de la formulación en una amplia gama de condiciones de pH, temperatura y tampón. Han llevado a cabo una serie de experimentos, que incluyen transferencia Western, análisis de seguimiento de nanopartículas y microscopía electrónica de inmunogold, para confirmar la decoración exitosa de la RBD en espiga en la superficie de la vesícula extracelular.

Validación de la eficacia de la vacuna

Los científicos probaron la vacuna en hámsteres dorados. La vacuna se administró por vía intranasal los días 0, 14 y 28. Posteriormente, los hámsteres se expusieron a SARS-CoV-2 vivo el día 44 después de la inmunización.

Con respecto a las respuestas inmunitarias, se detectaron niveles elevados de anticuerpos RBD anti-espiga específicos de IgG en el plasma de hámsteres el día 42 después de la vacunación. Específicamente, la mayoría de los hámsteres desarrollaron niveles detectables de anticuerpos anti-RBD el día 7 después del 1S t dosis de vacuna. Los títulos de anticuerpos alcanzaron valores máximos después de 1S t dosis de refuerzo el día 14. Sin embargo, no se observó ninguna inducción adicional en el nivel de anticuerpos después de 2Dakota del Norte dosis de refuerzo el día 28.

En el caso de virus respiratorios como el SARS-CoV-2, los anticuerpos mucosos actúan como primera línea densa. En este contexto, todos los hámsteres vacunados mostraron niveles detectables de anticuerpos IgG anti-spike RBD en muestras de lavado broncoalveolar 4 días después de la exposición viral. Además, se detectaron anticuerpos específicos de IgM e IgA en el 62% y el 75% de los hámsteres vacunados, respectivamente.

Con respecto a las consecuencias clínicas de la infección por SARS-CoV-2, no se observó una reducción significativa del peso corporal en los hámsteres vacunados el día 4 después de la exposición viral. Por el contrario, los hámsteres no vacunados mostraron una reducción significativa en el peso corporal en los días 3 y 4 después de la exposición.

Es importante destacar que se observó una reducción de aproximadamente 100 a 1000 veces en la carga viral pulmonar en hámsteres vacunados 4 días después de la exposición viral, en comparación con la de hámsteres no vacunados. Con respecto a los cambios histopatológicos en los pulmones, los hámsteres vacunados mostraron menos parches focales de inflamación, áreas hemorrágicas y edema alveolar en el día 4 después de la exposición. En contraste, los hámsteres no vacunados exhibieron múltiples lesiones y parches inflamatorios en los pulmones.

Importancia del estudio

El estudio describe el desarrollo y validación de una vacuna candidata a base de vesículas extracelulares bacterianas contra COVID-19. La vacuna induce fuertes respuestas de anticuerpos anti-SARS-CoV-2 en la mucosa pulmonar y el plasma de hámsters. Además, la vacuna muestra una alta eficacia para reducir las cargas clínicas relacionadas con la infección por SARS-CoV-2.

El estudio también destaca los beneficios de utilizar vesículas extracelulares bacterianas como plataforma de vacuna. Como mencionaron los científicos, la principal ventaja es que se pueden obtener rápida y fácilmente grandes cantidades de vesículas a partir de bacterias hipervesiculantes como Salmonella typhimurium. Además, las vesículas extracelulares son muy estables incluso a temperatura ambiente y pueden decorarse fácilmente con una amplia variedad de inmunógenos de vacunas. Más importante aún, debido a las propiedades autoinmunoestimuladoras, las vacunas basadas en vesículas extracelulares no requieren adyuvantes.

*Noticia importante

bioRxiv publica informes científicos preliminares que no son revisados ​​por pares y, por lo tanto, no deben considerarse concluyentes, guiar la práctica clínica / comportamiento relacionado con la salud o tratarse como información establecida.

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