Investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y del Instituto Nacional de Investigación y Tecnología Agraria y Alimentaria (INIA), han comprobado, en modelos animales, que la utilización de un nanomaterial del grupo de los bionanocomposites, preparado con componentes empleados habitualmente en alimentación y biomedicina, podría contribuir a mejorar la eficacia y abaratar los costes de producción de las vacunas contra el virus de la gripe en sus diferentes variantes, incluido el H1N1, así como de otros agentes infecciosos. Las conclusiones del estudio aparecen en Advanced Materials.
Investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y del Instituto Nacional de Investigación y Tecnología Agraria y Alimentaria (INIA), han comprobado, en modelos animales, que la utilización de un nanomaterial del grupo de los bionanocomposites, preparado con componentes empleados habitualmente en alimentación y biomedicina, podría contribuir a mejorar la eficacia y abaratar los costes de producción de las vacunas contra el virus de la gripe en sus diferentes variantes, incluido el H1N1, así como de otros agentes infecciosos. Las conclusiones del estudio aparecen en Advanced Materials.
En concreto, los autores han concluido que los bionanocomposite basados en el silicato natural de magnesio sepiolita y el polisacárido xantano lograrían que las vacunas inmunicen con menores dosis de antígenos (la sustancia que da lugar a la creación de anticuerpos en el organismo), lo cual permitiría reducir costes y aumentar el número de personas inmunizadas. Según los autores, las vacunas basadas en este nanomaterial podrían administrarse tanto por vía intramuscular como intranasal.
Los encargados de dirigir el estudio han sido Eduardo Ruiz-Hitzky del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (CSIC) y Gustavo del Real del INIA. Ruiz-Hitzky contextualiza la investigación: “Para reducir el impacto de una pandemia de gripe, es esencial disponer de vacunas eficaces y seguras que protejan a la población de la infección”.
Del Real añade: “En los últimos años se ha avanzado mucho en las tecnologías de producción de vacunas frente a la gripe, sin embargo, no es infrecuente que éstas presenten una capacidad inmunogénica baja. Una forma de solventar este inconveniente es administrar altas dosis de antígeno vacunal para inducir una respuesta eficaz de anticuerpos protectores en el organismo. Sin embargo, esta solución es, en la actualidad, inadecuada ya que la capacidad de producción mundial de vacuna es limitada y esto resultaría en un número menor de personas con acceso a la misma”.
“Por ello, es necesario y urgente utilizar compuestos adyuvantes que aumenten la inmunogenicidad de las vacunas, lo que permitirá reducir la dosis de antígeno requerida y ampliar el tamaño de población vacunada que, por ejemplo, supondría un importante beneficio para hacer frente a la presente pandemia de gripe A”, concluye Ruiz-Hitzky.
La elección del bionacomposite
El nanomaterial estudiado por el equipo, el biocomposite xantano-sepiolita, actuaría como adyuvante de la vacuna. Para comprobar si podría cumplir con esta función, los autores realizaron pruebas con ratones inmunizados con antígeno viral. Se administraron dosis de gripe letales para los animales y se comprobó que los ratones inmunizados, tanto por vía intranasal como intramuscular, sobrevivieron a la infección y no sufrieron disminución de peso corporal en comparación con los animales vacunados con el antígeno viral sin el biocomposite.
Fruto de este trabajo, el equipo concluyó que la inclusión del nanomaterial en la vacuna no afecta significativamente a la estructura y estabilidad de los antígenos. “La estabilidad de los antígenos proteicos es importante especialmente cuando las vacunas deben almacenarse periodos largos de tiempo antes de su administración. Este aspecto es fundamental en los programas de vacunación frente a diversas enfermedades en países en desarrollo”, indica el Gustavo del Real.
Otro requisito clave que debe cumplir un compuesto adyuvante es la ausencia de toxicidad y de efectos adversos en las personas vacunadas: “Son escasos los adyuvantes que se utilizan en la actualidad para las vacunas gripales. Aparte de las clásicas sales de aluminio, recientemente se han aprobado, o están en fase de evaluación preclínica, otras sustancias aunque algunas de ellas podrían encarecer la fórmula final de la vacuna y, eventualmente, generar efectos secundarios adversos. Los bionanocomposites basados en sepiolita y biopolímeros parecen ser inocuos y sus componentes han sido ya objeto de estudios de posible toxicidad en seres humanos”, añade Ruiz-Hitzky.
¿Cómo actúa el nanomaterial en una vacuna?
En primer lugar, como depósito antigénico en el sitio de aplicación que permite una liberación gradual del antígeno. De esta forma se aumenta el tiempo de interacción de éste con las células encargadas de generar los anticuerpos. En este sentido son más eficaces que las sales de aluminio que se usan habitualmente, ya que disponen de más superficie lo que permite una mayor absorción de antígeno por unidad de masa.
Asimismo la naturaleza particulada de la sepiolita permitiría la fagocitosis por macrófagos y otras células lo cual facilitaría la toma del antígeno adsorbido con respecto al antígeno en solución. Finalmente, los bionanocomposites podrían estimular directamente al sistema inmune induciendo la producción de mediadores que promueven la presentación y el procesamiento antigénico.
En la investigación también han participado Pilar Aranda y Margarita Darder, del Instituto de Ciencia de Materiales del CSIC, Mª Ángeles Martín del Burgo, del INIA, dentro de un Proyecto Intramural de Frontera financiado por el CSIC en el que igualmente participan un grupo del Centro Nacional de Biotecnología y otro del Instituto de Microelectrónica de Barcelona, ambos del CSIC, dirigidos por Juan Ortín y César Fernández respectivamente.
