Convertir una proteína de coronavirus en una nanopartícula podría ser la clave para la vacuna COVID-19
Cambiar la composición de una proteína específica tiene el potencial de neutralizar el virus
Un equipo de investigación dirigido por la Universidad de Buffalo ha descubierto una técnica que podría ayudar a aumentar la eficacia de las vacunas contra el nuevo coronavirus, el virus que causa el COVID-19.
Un primer plano de la vacuna de partículas RBD (verde).
Facility for Electron Microscopy Research (FEMR) at McGill University
El Dr. Jonathan F. Lovell, profesor asociado del Departamento de Ingeniería Biomédica de la UB, es el principal investigador de la investigación, titulada "SARS-CoV-2 RBD Neutralizing Antibody Induction is Enhanced by Particulate Vaccination", que se publicó en línea en Advanced Materials el 28 de octubre.
El COVID-19 ha causado una pandemia mundial perturbadora, infectando al menos a 40 millones de personas en todo el mundo y causando más de 220.000 muertes sólo en los Estados Unidos. Desde que comenzó a propagarse a principios de 2020, los investigadores biomédicos han estado buscando activamente una vacuna eficaz.
Según Lovell, una de las respuestas podría estar en el diseño de vacunas que imiten parcialmente la estructura del virus. Una de las proteínas del virus, localizada en la característica espiga COVID, tiene un componente llamado dominio de unión al receptor, o RBD, que es su "talón de Aquiles". Es decir, dijo, los anticuerpos contra esta parte del virus tienen el potencial de neutralizar el virus.
Sería "atractivo si una vacuna pudiera inducir altos niveles de anticuerpos contra el RBD", dijo Lovell. "Una forma de lograr este objetivo es utilizar la propia proteína del RBD como antígeno, es decir, el componente de la vacuna contra el que se dirigirá la respuesta inmunológica".
El equipo planteó la hipótesis de que al convertir la RBD en una nanopartícula (de tamaño similar al del propio virus) en lugar de dejarla permanecer en su forma natural como una pequeña proteína, generaría niveles más altos de anticuerpos neutralizantes y su capacidad para generar una respuesta inmune aumentaría.
El equipo de Lovell había desarrollado previamente una tecnología que facilita la conversión de pequeñas proteínas purificadas en partículas mediante el uso de liposomas, o pequeñas nanopartículas formadas a partir de componentes grasos naturales. En el nuevo estudio, los investigadores incluyeron dentro de los liposomas un lípido especial llamado cobalto-porfirina-fosfolípido, o CoPoP. Ese lípido especial permite que la proteína RBD se una rápidamente a los liposomas, formando más nanopartículas que generan una respuesta inmune, dijo Lovell.
El equipo observó que cuando la RBD se convertía en nanopartículas, mantenía su forma tridimensional correcta y las partículas eran estables en condiciones de incubación similares a las del cuerpo humano. Cuando los ratones y conejos de laboratorio fueron inmunizados con las partículas del RBD, se indujeron altos niveles de anticuerpos. En comparación con otros materiales que se combinan con el RBD para mejorar la respuesta inmunológica, sólo el enfoque con partículas que contienen CoPoP dio respuestas fuertes.
Otra tecnología adyuvante de vacunas no tiene la capacidad de convertir el RBD en partículas, dijo Lovell.
"Creemos que estos resultados proporcionan evidencia a la comunidad de desarrollo de vacunas de que el antígeno RBD se beneficia mucho de estar en formato de partículas", dijo Lovell. "Esto podría ayudar a informar el futuro diseño de la vacuna que apunta a este antígeno específico".
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