Vacúas paira mañá: vacúas de ADN?

1998/09/01 Sarasua Etxeberria, Arantxa | Umaran Sanchez, Adelaida Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Osasuna

Que son as vacinas? Pódese dicir que son elementos que impulsan una resposta inmune específica. As moléculas das vacinas reciben o nome de "antígenos" e, aínda que non son patógenos, favorecen una resposta defensiva específica como microorganismos patógenos, pero sen provocar enfermidades.

Os antígenos das primeiras vacinas eran microorganismos enteiros vivos pero atenuados ou mortos. Controláronse con estas vacinas as vexigas, o sarampión ou a tose. As vacinas foron moi efectivas e algunhas delas aínda se utilizan, aínda que non se coñezan exhaustivamente os antígenos de cada microorganismo. As vacinas vivas son máis efectivas que os meses, pero o seu principal fallo é a inseguridade. Se se producen erros no proceso de amortiguación ou si utilízase con inmunodeficiencia, a vacina pode causar enfermidade.

Una vez identificados os antígenos que impulsan a resposta protectora no caso dunha enfermidade concreta, pódense realizar vacinas con proteínas antigénicas. Paira controlar a meninxite, o tetano ou a difteria utilizáronse vacinas deste tipo. A medida que se han purificado os antígenos proteicos reducíronse os riscos, aínda que en ocasións perdeuse a súa eficacia. Doutra banda, moitos microorganismos desenvolveron a capacidade de ocultar ou modificar as súas antígenos.

Paira superar todos estes problemas hai que buscar de novo a simplicidad e paira iso só hai que ir á orixe; identificar, cortar e introducir directamente os xenes que codifican os antígenos. Así naceron as vacinas de ADN. Este ADN está en forma de plásmido, é dicir, é una molécula circular que non se duplicará nas células dos mamíferos vacinados, pero se sintetizarán e expresarán proteínas estrañas que codifican.

Todo iso conseguiuse con infeccións sen vacina e polo momento só se demostrou con animais a utilidade destas vacinas de ADN. A primeira figura mostra as enfermidades infecciosas que matan a nenos menores de 5 anos. Como se ve, moitas vacinas novas están por facer e estas novas vacinas de ADN poden servir paira encher ese baleiro.

Estimulan a resposta inmune celular

Figura . As causas de mortalidade en nenos menores de 5 anos (só teñen vacinación o penumbre-primeiro -cuarto).

As infeccións por virus sempre son infeccións intracelulares; o parásito responsable da malaria e outros protozoos viven dentro da célula. Mentres permanezan no interior das células do hóspede, os anticorpos non poden danar a este tipo de parásitos; os anticorpos só poden bloquealos ao desprazarse dunha célula a outra. Potenciar a resposta inmune celular tanto paira a detección como paira a destrución de células infectadas, como a activación de linfocitos TD 8+ citotóxicos e macrófagos, entre outros.

A vacina de ADN contén xenes que codifican varios antígenos dun microorganismo, como una proteína da capa dun virus. A célula do hóspede interiorizará o ADN estranxeiro e formará no seu citoplasma a proteína do virus. Coma se tratásese de proteínas propias, nas células do hóspede as moléculas da clase I da histocompatibilidad complexa dominante levarán os péptidos da proteína vírica até as membranas das células (Figura 2). Estas presentacións provocarán linfocitos CD8+ T, polo que, a diferenza doutras vacinas, estimularán a resposta inmune ^celular 5.

Pola contra, as vacinas proteicas, una vez dentro das células a través da fagocitosis, aparecerán nas membranas xunto ás moléculas da clase II da histocompatibilidad complexa dominante. Este tipo de presentación acenderá principalmente a resposta aos anticorpos mediante linfocitos CD4+. Ademais, con esta vía endóxena de presentación de antígenos, exprésanse máis epítopos que con outras técnicas, obtendo maior ^{inmunidade 8.}

Outra característica da resposta ás vacinas de ADN é a creación dun gran número de linfocitos T auxiliares tipo 1. Con elas activaranse os macrófagos e lograrase una resposta moi eficaz paira eliminar as bacterias que sobreviven, como a Mycobacterium tuberculose ou a Listeria monocytogenes dentro dos macrófagos.

Con todo, a pesar de que a resposta a estas vacinas é maioritariamente celular, o ADN exógeno actúa como mitógeno activando as células B e favorecendo a resposta dos ^{anticorpos 3.}

Sen vector

Figura . Predicir e presentación de antígenos por vía endóxena.

Outra vantaxe das vacinas de ADN é que non se necesita transporte, o ADN utilízase espido como plásmido. Os plásmidos son moléculas circulares de ADN capaces de duplicarse espontaneamente no interior dunha bacteria, mentres que nas células dos mamíferos non se duplicarán pero si conteñen os elementos necesarios paira transcribir os xenes que transportan. Por tanto, paira provocar una resposta inmune, o xene que eliximos insérese directamente nos músculos mediante a adición do plásmido, é dicir, sen utilizar vectores. Alí se transcribirá e despois devolverase o ARN nos ribosomas nas proteínas.

Todos os sistemas de transferencia de xenes demostrados até o momento debían utilizar vectores, é dicir, o xene seleccionado entraba no xenoma dun virus e este último, o vector, inseríase nos músculos do hóspede. Por unha banda, é difícil atopar un vector apropiado paira transportar calquera tipo de xene e por outro, os danos posteriores polo vector sempre son perigosos.

Formar como epítopos

Os antígenos utilizados paira favorecer a resposta inmune deben manter ou imitar o máis fielmente posible a forma tridimensional dalgunhas partes das proteínas dos microorganismos. Doutro xeito, os anticorpos xerados polas vacinas e os receptores das células T non estarán suficientemente unidos. Os microorganismos, no procedemento de amortiguación ou inactivación, alteran a miúdo a estrutura das proteínas, coa consecuente perda de antigenicidad. No caso das vacinas de ADN, a proteína do microorganismo fórmase dentro da célula e preséntase ao sistema inmune sen ningún cambio, polo que a integridade dos epítopos mantense mellor e a resposta obtida será máis eficaz.

Facilidade de conxugación

A medida que se vaian incorporando as novas vacinas ao calendario de vacinación, o mantemento do uso das vacinas será cada vez máis complicado. A solución sería incorporar todos os antígenos á vez, pero se estes son proteicos, sobre todo se se utilizan en altas doses, non é posible integralos todos á vez.

As vacinas de ADN permitirían, polo menos en teoría, aplicar os xenes dos diferentes microorganismos patógenos nun plásmido mediante o seu yuxtaposición. En calquera caso, sempre será máis fácil que conxugar as proteínas codificadas por cada ADN.

Conséguese a inmunidade contra todas as escorias mutantes dun microorganismo

Figura . Rutas que poden seguir o ADN plasmático inserido.

Algúns virus, paira evitar a nosa resposta inmune, alteran ocasionalmente as súas antígenos superficiais creando novos mutantes ou serotipos. Así, a pesar do desenvolvemento da inmunidade contra un serotipo, cando aparece outro serotipo mutante as nosas defensas son nulas. É dicir, o que ocorre coa gripe, dado que a vacina fórmase con antígenos proteicos, serve paira un só serotipo e a vacinación antigripal debe repetirse anualmente.

Investigadores conseguiron una nova vacina de ADN que protexe aos animais contra os diferentes serotipos traballando co virus da gripe14. Parece que os linfocitos T citotóxicos que aparecen por esta vacina asócianse a proteínas internas antigénicas que non se modifican. Pero paira conseguir esta inmunidade estes antígenos deben estar presentados por vía endóxena. Outros grupos de investigadores conseguiron mediante o ADN una vacúa contra todos os serotipos do virus do papiloma e outra vacina contra o virus do herpes tipo II con animais 2,4.

Inmunógenos tamén en nenos pequenos

Paira previr as enfermidades infecciosas a miúdo temos que protexer aos nenos pequenos e a resposta deste grupo é escasa. Para que o sistema inmune non desenvolvido dea resposta suficiente é necesario utilizar sistemas que favorezan fortemente a resposta celular. Paira iso, as vacinas de ADN teñen una vantaxe teórica.

Doutra banda, no caso do sarampión, por exemplo, os anticorpos tomados da súa nai rouban o efecto das vacinas de microorganismos vivos. A vacina de ADN seguramente superará este problema.

Ademais, as vacinas de ADN, do mesmo xeito que outras vacinas mortas, serán máis seguras fronte á inmunodeficiencia que as vacúas vivas. Doutra banda, tamén serán máis fáciles de usar en moitos lugares do mundo, xa que a diferenza das proteínas, son termoestables.

Provocar cancro?

É capaz de introducir o ADN externo nos nosos cromosomas?
Si é así, acabáronse as vacinas de ADN! As mutacións que isto suporía, alterarían todos os procesos de regulación das nosas células e producirían un dano superior ao que pretendemos previr.

Provocar tolerancia ou autoinmunidad

Una vez introducido o xene, e recoñecendo que non entra nos nosos cromosomas, até cando se sintetizará o antígeno codificado polo xene? Se o hóspede vólvese tolerante ante a leste antígeno pode durar moito tempo, polo que non respondería en caso de infección. A outra posibilidade é favorecer os fenómenos de autoinmunidad, tendo en conta que este antígeno está a se expresar nas nosas células xunto coas moléculas da nosa complexa e principal histocompatibilidad, grupo que favorece a resposta citotóxica específica. Non sería estraño que ao manter esta situación durante moito tempo observásense danos por autoinmunidad nos tecidos do hóspede.

Con todo, nos casos probados até o momento, parece que o período de expresión de antígenos estraños é o máis adecuado para que a resposta sexa eficaz e aparezan células específicas da memoria suficientes, pero non suficiente paira xerar tolerancia ou ^{autoinmunidad 7} (Figura 3).

Vía xeral paira a creación de novas vacinas

Nos próximos anos esta nova tecnoloxía de vacinas de ADN facilitará especialmente a formación de vacinas. Dada a complexidade antigénica dalgúns microorganismos, esta tecnoloxía pode ser utilizada en cada caso paira identificar os antígenos que impulsan a resposta protectora. Tamén merece a pena se se utiliza exclusivamente paira iso, aínda que logo utilízanse outros sistemas paira presentar estes antígenos ao sistema inmune ^9. O uso de genotecas paira a elaboración de insertos de ADN e a elección dos antígenos máis adecuados pode ser un método xeral paira a realización de calquera tipo de vacina. Esta tecnoloxía foi utilizada paira seleccionar, entre outros, os antígenos máis interesantes das bacterias do xénero ^{Micoplasma 1.}

Traballar outras formas de introducir o ADN

Figura . Fases paira a elaboración dunha nova vacina.

A pesar de que as vacinas de ADN realizadas até a data son paira a integración muscular, existe a posibilidade de crear vacinas de ADN paira ser tomadas pola boca ou as mucosas. Esta opción sería moi interesante, por exemplo, paira previr as diarreas. Un equipo de investigadores xa conseguiu utilizar una escoria amortecida de Shigella paira introducir o ADN na ^parede intestinal 11.

Vacinar contra o cancro

Até agora falamos de vacinas antiinfecciosas, pero se están probando as vacinas de ADN en animais paira controlar os linfomas ^12. Nos próximos anos as vacinas de ADN terán tamén interesantes aplicacións no ámbito do cancro.

Utilizar una metodoloxía concreta e rigorosa paira demostrar a seguridade

Na actualidade temos a oportunidade de avaliar os riscos mencionados. Paira estudar a integración do ADN introducido nas células dos animais nos cromosomas existe una metodoloxía específica paira a distribución do ADN cromosómico e plasmídico. Una vez excluída a vacina que queda en forma de plasma, deberase analizar o ADN cromosómico paira buscar o ADN da vacina mediante a técnica de PCR. Esta técnica é moi sensible paira detectar una copia do plásmido da vacina entre 150.000 células. No caso da gripe comprobouse a degradación dos plásmidos incorporados mediante a aplicación desta metodoloxía. (1,5.10 ¹¹ copias inseridas e 6 semanas despois ^quedan 1,5.10 3). Doutra banda, neste caso non atoparon copia integrada en cromosomas ^6.

Comparar custo e beneficio en cada caso

No entanto, deberase realizar una avaliación caso por caso e comparar en cada caso os riscos que pode derivar da vacina de ADN cos posibles danos derivados da súa non utilización. No caso da hepatite B, por exemplo, debemos comparar a probabilidade de contraer cancro pola vacina coa diminución do número de hepatocarcinomas que conseguimos mediante a ^{vacinación 13.}

Fases paira a elaboración de novas vacinas

En calquera caso, todos os pasos previos á posta no mercado dunha nova vacina deben ser exitosos: a) probas de laboratorio, paira a formación dos plásmidos deseñados e paira tratar a vacina cos animais e b) ensaios clínicos: na primeira fase paira demostrar que a vacina non é prexudicial con pequenos grupos de voluntarios, na segunda fase paira elixir as doses e pautas de vacinación cun gran grupo e finalmente na fase 3, paira demostrar que as vacinacións son beneficiosas nunha gran poboación ¹⁰ (figura 4). Actualmente hai vacinas de ADN que foron deseñadas e probadas con animais, pero hai ^{15 ensaios clínicos} pendentes.