Unas bacterias genomanipuladas se muestran prometedoras como «chasis» de vacunación
Las bacterias son agentes terapéuticos atractivos para las vacunas. Se pueden modificar para llevar las firmas moleculares reveladoras (antígenos) de distintos patógenos o células cancerosas en su superficie, además de adyuvantes peptídicos que aumentan la respuesta del sistema inmunitario del huésped. Sin embargo, el desarrollo se ha visto obstaculizado por importantes desafíos. Un problema es garantizar que el sistema inmunitario se vea estimulado por los péptidos añadidos y no por las proteínas endógenas de la superficie de la bacteria, lo cual pondría en peligro una respuesta inmunitaria eficaz. El proyecto financiado con fondos europeos MYCOCHASSIS exploró el uso de bacterias unicelulares «Mycoplasma pneumoniae» para el desarrollo de vacunas. Las bacterias son normalmente patógenas y causan enfermedad respiratoria en los humanos y el ganado, pero pueden atenuarse. Un aspecto destacado es que carecen de pared celular. «El hecho de que no cuenten con pared celular hace que resulte muy sencillo exponer los adyuvantes y los péptidos antigénicos de la superficie de la bacteria, lo cual resulta útil para las vacunas. También evita que el sistema inmunitario se centre en la pared celular, que contiene lipopolisacáridos que desencadenan una respuesta inflamatoria», explica el coordinador del proyecto, Luis Serrano, del Centro de Regulación Genómica, la entidad anfitriona del proyecto. El socio comercial del proyecto MSD está probando y validando ahora las vacunas diseñadas en animales, con una solicitud de patente en curso. El proyecto también dio lugar a la creación de una empresa nueva, Pulmobiotics, dedicada a usar «Mycoplasma pneumoniae» para tratar enfermedades pulmonares humanas.
Ingeniería de precisión
Dado que los investigadores ya contaban con amplios conocimientos sobre la biología y la patogenia de «Mycoplasma pneumoniae», el equipo de Serrano vio el potencial de manipular estas bacterias para tratar enfermedades. El hecho de que las bacterias carezcan de pared celular hace que resulte muy sencillo manipularlas sin poner en peligro la respuesta inmunitaria. «Creíamos que la vacunación era una de las mejores intervenciones médicas para empezar», añade Serrano. El equipo amplió sus conocimientos sobre «Mycoplasma pneumoniae» mediante el modelo virtual del ciclo vital completo de la bacteria desarrollado por Markus Covert. Esta interacción simulada entre el ADN y los componentes celulares permitió al equipo ejecutar escenarios para predecir los resultados inmunitarios probables de los ajustes moleculares realizados en la bacteria y garantizar así la seguridad y eficacia. «Un modelo de sistema vivo no siempre te dice que lo que estás haciendo es correcto, pero puede avisarte de posibles fallos en el diseño», afirma Serrano. Basándose en lo que aprendieron del modelado, el equipo comenzó a experimentar con transposones, elementos móviles de ADN que se insertan de forma aleatoria en el genoma. Como esto permitió al equipo manipular cualquier fragmento del ADN del genoma de la bacteria, pudieron eliminar elementos genéticos virulentos no esenciales para crear una cepa no patógena. Por último, se desarrolló una prueba de concepto para la vacunación animal. Primero se determinaron los mejores péptidos antigénicos de las bacterias patógenas que infectan a los cerdos y vacas y posteriormente se expresaron en la superficie de «Mycoplasma pneumoniae» como chasis de la vacuna. «Observamos una potente respuesta inmunitaria contra los antígenos expuestos en animales a los que se había inyectado la bacteria», señala Serrano. Además de ofrecer una bacteria no patógena como chasis de vacunación, el enfoque de diseño de bacterias de MYCOCHASSIS también podría utilizarse para tratar enfermedades pulmonares infecciosas humanas como la COVID-19 y, más adelante, el cáncer de pulmón. Con este fin, el equipo está manipulando «Mycoplasma pneumoniae» para que exprese moléculas inmunomoduladoras, que habitualmente confieren inmunidad, así como anticuerpos contra distintas enfermedades pulmonares.
Palabras clave
MYCOCHASSIS, bacteria, vacuna, péptidos, antígenos, inmunitario, enfermedades pulmonares, «Mycoplasma pneumoniae», ADN, célula
