Resumen de Nanovacunas: diseño de nanoestructuras para inmunización
Entre los métodos de prevención de enfermedades, la vacunación es actualmente él con mejor relación coste-eficacia. Además, la vacunación ha permitido erradicar enfermedades infecciosas, como la viruela o disminuir de forma excepcional su prevalencia, como la poliomielitis. Sin embargo, las vacunas actuales aun presentan diversas limitaciones que impiden una mejor cobertura mundial o su mayor eficacia a la hora de inmunizar los individuos. La Organización Mundial de la Salud (OMS) ha apuntado como prioridad para la salud global el desarrollo de vacunas que no necesiten agujas para su administración, en las que una única dosis sea suficiente para dar lugar a niveles protectores frente a la infección y que sean capaces de mantener su actividad después del almacenamiento en un rango amplio de temperaturas.
Al día de hoy, la nanomedicina representa una de las estrategias más promisoras para alcanzar los objetivos establecidos por la OMS, razón por la cual ha alcanzado una trascendencia notable en la salud global. El grupo Nanobiofar de la profesora María José Alonso, ha logrado desarrollar sistemas nanométricos basados en el polímero poli (ácido láctico/ácido glicólico) (PLGA) capaces de liberar de forma sostenida el toxoide tetánico y generar respuestas inmunes prolongadas, presentando un grande potencial como vacunas mono-dosis. Por otra parte también se demostró las posibilidades ofrecidas por los sistemas nanométricos basados en el polisacárido quitosano que permiten facilitar el acceso del antígeno de la hepatitis B, al sistema inmunitario a través de las mucosas. Además, estos sistemas pudieron ser liofilizados sin que el antígeno asociado perdiera la actividad. Estos resultados ilustran el potencial de la nanotecnología en el desarrollo de vacunas pasibles de administración sin agujas y termoestables.
En esta tesis, se propone el diseño de estructuras de tamaño nanométrico, denominadas nanovacunas, con capacidad para: (i) acomodar el antígeno y liberarlo de forma controlada, permitiendo aumentar y prolongar la respuesta inmune generada por el antígeno y así evitar la necesidad de dosis de refuerzo; (ii) facilitar el transporte del antígeno asociado a través de las superficies mucosas, concretamente la ruta nasal, permitiendo así la administración de vacunas sin necesidad de agujas; (iii) proteger el antígeno de los agentes externos y incrementar así la estabilidad de la vacuna durante el almacenamiento.
Dichas nanovacunas serán desarrolladas a través de la combinación racional de polímeros y lípidos con propiedades inmunoadyuvantes. Entre los polímeros se propone utilizar polisacáridos como el quitosano, dextrano sulfato y el alginato, poli aminoácidos como la poliarginina y la protamina y poli nucleótidos como el poly (I:C). Entre los lípidos se propone utilizar el escualeno, el acido linoleico y la lisofosfatidilcolina.
Para constituir estos sistemas nanométricos se hará uso de nanotecnologías sencillas y fácilmente escalables tales como la gelificación iónica, la nanoprecipitación o desplazamiento del solvente, entre otras. La selección del método de preparación dependerá del tipo y las características de los biomateriales a utilizar.
Como modelos de antígeno se utilizarán dos estructuras antigénicas distintas: (i) el antígeno recombinante del virus de la Hepatitis B (HBV), un antígeno de tipo particulado denominado virus-like particle (VLP); (ii) antígenos peptídicos derivados del virus del papiloma humano (HPV) y del virus de la inmunodeficiencia humana (HIV).
La elección de estos antígenos como antígenos modelos se ha basado en dos motivos. El HBV, el HPV y el HIV son causa de grande morbilidad y mortalidad a nivel mundial y como tal el desarrollo de nuevas vacunas para estos patógenos, es muy relevante en términos clínicos. Por otro lado, se prevé que tanto los VLP como los antígenos peptídicos, debido a su seguridad y precisión, representen un papel cada vez más importante en el futuro de las vacunas.
Este proyecto será llevado a cabo en el grupo de investigación de la profesora María José Alonso, cuya amplia experiencia en la aplicación de la nanotecnología y materiales poliméricos en el diseño de sistemas adyuvantes proporcionará condiciones inmejorables para el desarrollo de nanovacunas seguras y eficaces.
