Evaluación de la capacidad inmunogénica de epítopes transplantados en la superficie de proteínas séricas: hacia el desarrollo de nuevas vacunas epitópicas - Mendoza Aquije, Manuel Antonio (2022)
Las vacunas más importantes en la actualidad las constituyen principalmente proteínas recombinantes, las cuales se caracterizan por una rápida degradación y corto tiempo de circulación, por lo que su exposición al sistema inmune se limita a períodos breves. En ese sentido, múltiples dosis y refuerzos son necesarios para compensar esta limitación. Más recientemente se vienen probando con éxito las denominadas vacunas peptídicas, péptidos correspondientes a epítopes inmunogénicos/protectivos que se sintetizan químicamente y son administrados en varias dosis. Los epítopes son la porción clave de una proteína responsable de la inducción de inmunidad y protección. El uso de múltiples epítopes constituyen las denominadas vacunas multiepitópicas, las cuales fundamentalmente consisten de arreglos lineales de epítopes inmunogénico/protectivos unidos químicamente a la superficie de proteínas solubles que sirven de transportadores. Es importante remarcar que en este tipo de vacunas no se considera la estructura tridimensional de los péptidos, quedando éstos orientados básicamente de manera aleatoria sobre la superficie de la proteína transportadora sin mantener una estructura tridimensional estable. El presente estudio demostraría una nueva estrategia para el transporte de epítopes inmunogénicos utilizando proteínas séricas grandes y estables (de largo tiempo de vida media en circulación), como la albúmina sérica. El objetivo principal fue prolongar el tiempo de vida media de los epítopes en circulación, y lograr que en su exposición al sistema inmune se asemeje lo más cercanamente posible a lo que sucede cuando el epítope forma parte de la proteína patógena, es decir lograr que la estructura tridimensional de los epítopes se conserve. Para ello, se seleccionó un epítope inmunogénico que fue “transplantado” sobre la superficie de una proteína sérica, como la albúmina, sin perturbar su estructura tridimensional original. Con esta “cirugía molecular” asistida por herramientas bioinformáticas de modelamiento y biología molecular se logró transplantar un epítope inmunogénico sobre la superficie de una proteína sérica propia del organismo a ser inmunizado, para crear una proteína inmunogénica transformada con características especiales y convenientes. El diseño molecular cuidadoso de esta proteína transformada otorgó al epítope seleccionado un ambiente que le permitió la adopción de una estructura tridimensional y una orientación hacia el solvente, similar a aquella que tiene el epítope cuando forma parte de la proteína patógena nativa. El modelo utilizado para comprobar la ´prueba de concepto´ de esta estrategia fue la hemaglutinina del virus influenza A, la proteína viral utilizada como vacuna contra esta infección. Para lograr este ´transplante molecular ´del epítope se identificó mediante herramientas bioinformático–estructurales, dominios localizados en la superficie de la proteína sérica ´receptora que tenían una estructura tridimensional similar a la correspondiente al epítope cuando éste forma parte de la proteína patógena nativa. Con técnicas moleculares, el dominio más apropiado fue removido y reemplazado por el epítope inmunogénico. Se expresó de manera recombinante una albúmina de ratón transplantada con uno de los epítopes inmunogénicos de la hemaglutinina del virus influenza A, previamente seleccionado. Se inmunizó ratones con la albúmina transplantada y con otras formas de presentación del mismo epítope: conjugado químicamente a la albúmina de ratón recombinante, mezclado en solución con la albúmina recombinante, y el epítope aislado; y se determinó la capacidad productora de anticuerpos anti-epítope estimulada por cada forma de presentación del epítope. El presente estudio demostraría la ´prueba de concepto´ de que un epítope transplantado sobre la superficie de una proteína sérica podría ser capaz de elucidar una respuesta inmune superior a la obtenida por el epítope aislado o por el epítope conjugado químicamente a la proteína sérica transportadora mediante una producción de anticuerpos anti-epítope significativamente mayor, y que además se incrementa en el tiempo. Así mismo, luego de una exposición tiempo después al mismo epítope se logra estimular la producción de anticuerpos anti-epítope de memoria lo que sugiere que el epítope transplantado en la proteína sérica transportadora no solo estimularía una mayor respuesta humoral sino también inmunidad de memoria.