En Estados Unidos, los niños reciben rutinariamente una forma inyectable de la vacuna contra la polio. Esta vacuna es muy eficaz para prevenir la enfermedad, pero no bloquea la transmisión del virus de la polio tan bien como lo hace la vacuna oral.

El poliovirus suele transmitirse a través de alimentos o agua contaminados, por lo que el tracto gastrointestinal (GI) es donde el cuerpo está expuesto por primera vez. Debido a que la vacuna oral induce una respuesta inmune mucosa dentro del tracto GI, es mucho más eficaz para prevenir la infección y la propagación del virus. Sin embargo, existe una pequeña posibilidad de que la vacuna oral pueda volverse infecciosa, por lo que muchos países han dejado de utilizarla.

Investigadores del MIT han ideado una forma de modificar la vacuna inyectable para que también pueda promover una respuesta inmune mucosa. Esta vacuna podría ayudar a lograr la erradicación de la polio evitando los riesgos asociados a la vacuna oral.

"Las personas vacunadas con la vacuna inyectable no se enferman, pero pueden estar ayudando a que el virus circule. La inmunidad mucosa podría ayudar a reducir esa excreción y, en el mejor de los casos, eliminarla", afirma Ana Jaklenec, investigadora principal en el Instituto Koch para la Investigación Integrativa del Cáncer del MIT.

La nueva vacuna de los investigadores consiste en la actual vacuna inyectable, la vacuna antipoliomielítica inactivada (IPV), administrada con un adyuvante basado en nanopartículas que ayuda a dirigir las células inmunes al revestimiento mucoso del intestino. En un estudio con ratas, los investigadores encontraron que esta vacuna producía un aumento de 20 veces en el tipo de anticuerpos necesarios para la inmunidad mucosa en comparación con la IPV sola.

Jaklenec y Robert Langer, profesor del Instituto David H. Koch en el MIT, son los autores principales del estudio, que se publica hoy en Science Advances. La autora principal del artículo es la posdoctoranda del MIT, Behnaz Eshaghi.

Apuntando a la polio

La polio, que en casos graves puede causar parálisis, ahora es rara en la mayoría de lugares del mundo gracias a extensas campañas de vacunación. El virus es altamente contagioso y se propaga principalmente por el consumo de comida o agua contaminada con las heces de una persona infectada.

Ocasionalmente se detectan casos en Estados Unidos y otros países, y el virus es endémico en Pakistán y Afganistán. Si bien la mayoría de estos casos son causados por la propagación del virus entre personas no vacunadas, algunos pueden deberse a la evolución de los virus vivos utilizados en la vacuna oral (OPV). Estos virus están atenuados, es decir, son vivos pero debilitados. En casos raros, pueden mutar y volver a volverse infecciosos.

También es posible que el poliovirus salvaje pueda ser propagado por personas que han recibido la vacuna inyectable. Estas personas probablemente no experimentarían síntomas, pero aún podrían excretar el virus en sus heces. Eventualmente, esto podría exponer a alguna persona no vacunada. Los estudios han demostrado que incluso en países con tasas de vacunación muy altas, el virus puede detectarse en aguas residuales.

Para aumentar las probabilidades de erradicar completamente la polio, lo ideal sería utilizar una vacuna que no pueda evolucionar para causar infecciones, como la IPV inyectable actual, y que además induzca inmunidad mucosa, como la OPV.

Con la esperanza de lograr eso, los investigadores del MIT se asociaron con investigadores de la Facultad de Medicina de Harvard que han demostrado que el uso de un derivado de la vitamina A como adyuvante vacunal puede ayudar a estimular las células inmunes para que se desplacen al tracto gastrointestinal.

Ese adyuvante, conocido como Am80, funciona bien, pero para generar una fuerte respuesta se requiere inyectarlo varios días seguidos, lo que no es factible para la mayoría de las campañas de vacunación.

Para eliminar la necesidad de inyecciones diarias repetidas, los investigadores se propusieron desarrollar una formulación con nanopartículas que permitiera que el adyuvante se liberara lentamente durante varios días. Probaron varios tipos de nanopartículas y encontraron que la que mejor funcionaba era una nanopartícula lipídica (LNP).

"El propósito de la nanopartícula es asegurarse de que podamos diseñar una plataforma con liberación sostenida del contenido durante algunos días", dice Eshaghi. "De este modo, podemos superar el obstáculo de que, para la administración libre de Am80, se necesiten múltiples inyecciones diarias."

Inmunidad mucosa

En pruebas en ratas, los investigadores administraron una inyección de una vacuna antipoliomielítica inactivada, similar a la que se usa actualmente en Estados Unidos, junto con una inyección separada de Am80 encapsulado en LNPs. Después de la primera dosis, se administraron refuerzos a las cuatro y ocho semanas.

Tras la inyección, las nanopartículas se acumulan en los ganglios linfáticos, donde interactúan con células B y T que también están expuestas a la vacuna contra la polio. Esta interacción estimula a las células B y T a producir dos proteínas de superficie que actúan como señales de orientación dirigiéndolas al tracto gastrointestinal.

Las células B también comienzan a producir un tipo de anticuerpo llamado IgA, que protege las superficies corporales de infecciones recubriendo las membranas mucosas. Además, las ratas también producen anticuerpos IgG que circulan en el torrente sanguíneo, similares a los producidos normalmente en respuesta a la vacuna inyectable.

"La IPV es una vacuna segura, pero no puede generar inmunidad mucosa. La OPV puede generar esa respuesta mucosa, pero no es tan segura", dice Eshaghi. "Al agregar Am80 a la nanopartícula lipídica como adyuvante, estamos combinando la seguridad de la IPV con un adyuvante que puede producir la inmunidad mucosa que normalmente solo se puede obtener con la OPV."

Los investigadores ahora planean probar la vacuna en modelos animales más grandes, donde inyectarán la vacuna y el adyuvante mezclados.

El uso de Am80 u otros adyuvantes para inducir una respuesta mucosa también podría ayudar a los investigadores a diseñar vacunas mejoradas para otros patógenos que infectan el tracto gastrointestinal, o para enfermedades que afectan los pulmones o el tracto reproductivo.

"En teoría, se podría añadir a cualquier vacuna inyectable", señala Jaklenec. "Este trabajo en particular demuestra que las células pueden dirigirse al intestino e incrementar la inmunidad mucosa entérica. Si funciona para la mucosa respiratoria o vaginal aún no está claro."

La investigación fue financiada por la Fundación Gates.

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