Diseñando vacunas a partir de proteínas artificiales

El diseño de la proteína de novo permite la inducción precisa de anticuerpos neutralizadores del VSR

18.05.2020 - Suiza

Las vacunas son una de las intervenciones más efectivas para prevenir la propagación de enfermedades infecciosas. Activan el sistema inmunológico para producir anticuerpos que nos protegen contra la infección. Sin embargo, aún carecemos de vacunas eficaces para muchos patógenos importantes, como la gripe o el dengue. "Cuando una vacuna no funciona bien, tendemos a pensar que es porque los anticuerpos producidos no son protectores", dice Bruno Correia, profesor del Laboratorio de Diseño de Proteínas e Inmunoingeniería (LPDI) en la Escuela de Ingeniería de la EPFL. "Es usualmente porque nuestro sistema inmunológico simplemente está produciendo el tipo equivocado de anticuerpos". Los científicos del laboratorio de Correia han desarrollado una estrategia para diseñar proteínas artificiales que instruyan con gran precisión al sistema inmunológico del cuerpo qué anticuerpos debe producir.

Construyendo proteínas como Legos

El equipo de la EPFL creó proteínas artificiales diseñadas usando métodos computacionales. "No existen en la naturaleza", dice Che Yang, estudiante de doctorado y co-autor principal del estudio.

"Desarrollamos un algoritmo de diseño de proteínas llamado TopoBuilder. Te permite construir proteínas virtualmente como si estuvieras armando ladrillos de Lego. Ensamblar proteínas artificiales que tienen funciones novedosas es absolutamente fascinante", dice Fabian Sesterhenn, estudiante de doctorado y co-autor principal.

Una enfermedad sin vacuna

El equipo de Correia se centró en el diseño de proteínas de novo que pueden dar lugar a una vacuna para el virus respiratorio sincitial (RSV). El VSR causa graves infecciones pulmonares y es una de las principales causas de hospitalización de bebés y ancianos. "A pesar de varias décadas de investigación, hasta la fecha no existe todavía una vacuna o una cura para el virus sincitial respiratorio", dice Correia.

Las proteínas artificiales se crearon en el laboratorio y luego se probaron en modelos animales, y activaron el sistema inmunológico para producir anticuerpos específicos contra los puntos débiles del VSR. "Nuestros hallazgos son alentadores porque indican que algún día podremos diseñar vacunas que se dirijan a virus específicos de forma más eficaz, incitando al sistema inmunológico a generar esos anticuerpos particulares", dice Correia. "Todavía tenemos mucho trabajo por delante para hacer más efectiva la vacuna que hemos desarrollado - este estudio es un primer paso en esa dirección".

Los métodos para crear proteínas de novo tienen aplicaciones que van mucho más allá de la inmunología: también pueden utilizarse en diversas ramas de la biotecnología para ampliar la gama estructural y funcional de las proteínas naturales. "Ahora podemos utilizar las herramientas de diseño de proteínas para crear proteínas para otras aplicaciones biomédicas como fármacos basados en proteínas o biomateriales funcionalizados", concluye Sesterhenn.

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