Las vacunas de ADN, que a menudo se denominan vacunas de tercera generación, utilizan ADN modificado para inducir una respuesta inmunológica en el huésped contra bacterias, parásitos, virus y potencialmente cáncer.
Vacunas tradicionales
Las vacunas que actualmente están disponibles para la población mundial incluyen vacunas para el sarampión, paperas, rubéola, virus de influenza estacional, tétanos, poliomielitis, hepatitis B, cáncer de cuello uterino, difteria, tos ferina y vacunas para otras enfermedades que son endémicas de ciertas regiones del país. mundo.
Muchas de estas vacunas proporcionan inmunidad al inducir respuestas inmunitarias adaptativas específicas de antígeno en un huésped.
Más específicamente, estas vacunas exponen al sistema inmunológico a epítopos que se originaron a partir del patógeno, lo que permite que el sistema inmunológico desarrolle anticuerpos que puedan reconocer y atacar a este agente infeccioso si el huésped vacunado se encuentra con este patógeno en el futuro.
Aunque las vacunas convencionales son cruciales para prevenir la propagación de numerosas enfermedades altamente infecciosas, la fabricación de estas vacunas a menudo requiere que los investigadores manejen patógenos vivos. El manejo de estos patógenos no solo puede plantear problemas de seguridad para las personas que desarrollan la vacuna, sino que también es motivo de preocupación el riesgo de contaminación por estos patógenos.
Los desafíos asociados con el desarrollo de vacunas convencionales han llevado a la investigación de varios enfoques alternativos de vacunas que podrían usarse tanto para enfermedades infecciosas como no infecciosas.
Una vacuna alternativa que ha ganado considerable atención es una vacuna basada en ADN. Se considera que la vacuna basada en ADN es más estable, rentable y más fácil de manejar que las vacunas tradicionales.
¿Cómo funcionan las vacunas de ADN?
Como cualquier otro tipo de vacuna, las vacunas de ADN inducen una respuesta inmune adaptativa. El principio de funcionamiento básico detrás de cualquier vacuna de ADN es el uso de un plásmido de ADN que codifica una proteína que se originó a partir del patógeno al que se dirigirá la vacuna.
El ADN plasmídico (ADNp) es económico, estable y relativamente seguro, lo que permite que esta plataforma no viral se considere una excelente opción para la entrega de genes. Algunos de los diferentes vectores de virus que se han utilizado para obtener pDNA incluyen onco-retrovirus, lentivirus, adenovirus, virus adenoasociados y Herpes simplex-1.
Cuando se administra una inyección intramuscular de una vacuna de ADN, el ADNp se dirigirá a los miocitos. Las vacunas de ADN también se pueden administrar a través de una inyección subcutánea o intradérmica, para apuntar a los queratinocitos. Independientemente del lugar de la inyección, el pDNA transfectará miocitos o queratinocitos. Estas células luego sufrirán apoptosis.
Una célula que sufre apoptosis liberará pequeños fragmentos unidos a la membrana que se conocen como cuerpos apoptóticos. Estos cuerpos apoptóticos desencadenan la endocitosis de desechos celulares por células dendríticas inmaduras (iDC). La actividad de iDC puede entonces iniciar la generación de antígenos exógenos, que son presentados exclusivamente por la clase II de histocompatibilidad principal (MHCII).
La presentación de antígenos a MHCII activa el ayudante CD4+ Células T, que contribuyen al cebado de las células B y, en última instancia, permiten que se cree la respuesta inmune humoral. Esta respuesta inmune humoral es necesaria para activar la producción de CD8.+ Células T.
Además de actuar sobre miocitos o queratinocitos, cualquier vía de administración de la vacuna de ADN también puede transfectar células presentadoras de antígeno (APC) ubicadas cerca del sitio de inyección. Esta ruta de transfección directa da como resultado la expresión del transgén endógeno y la presentación paralela del antígeno a través de MHCI y MHCII, lo que produce tanto CD8+ y CD4+ Células T.
¿Qué vacunas de ADN están en desarrollo actualmente?
Actualmente, no hay vacunas de ADN que hayan sido aprobadas para uso generalizado en humanos. Sin embargo, tanto la Administración de Drogas y Alimentos de los Estados Unidos (FDA) como el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA) han aprobado varias vacunas basadas en ADN para uso veterinario, incluida una vacuna contra el virus del Nilo Occidental en caballos y una vacuna contra el melanoma para perros.
Aunque las vacunas basadas en ADN aún no han sido aprobadas para su uso en el público en general, se realizaron varios ensayos clínicos en humanos en curso sobre vacunas de ADN. Según la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU., Actualmente se están probando más de 160 vacunas de ADN diferentes en ensayos clínicos en humanos en los Estados Unidos. Se estima que el 62% de estos ensayos están dedicados a vacunas contra el cáncer y el 33% se aplican a vacunas contra el virus de la inmunodeficiencia humana (VIH).
Uno de los primeros ensayos clínicos sobre una vacuna de ADN investigó los posibles efectos terapéuticos y profilácticos de una vacuna de ADN contra el VIH. Aunque se detectó algún nivel de inmunogenicidad en este ensayo, no se encontró que surgieran respuestas inmunes significativas. La hipervariabilidad del VIH permite que este virus invada el sistema inmunológico del huésped a través de varios mecanismos diferentes.
Como resultado, los científicos que buscan desarrollar una vacuna basada en ADN contra el VIH han descubierto que se deben evaluar cuidadosamente varias estrategias de cebado diferentes, agentes estimulantes y esquemas de inyección alterados para diseñar la mejor vacuna de ADN contra el VIH.
Direcciones futuras
A pesar de que actualmente se están probando numerosas vacunas basadas en ADN en humanos en todo el mundo, todavía existen varios desafíos que impiden que este enfoque de vacuna se traduzca en la clínica. Uno de los mayores desafíos asociados con las vacunas de ADN es su baja inmunogenicidad en animales más grandes y humanos.
Los investigadores creen que sería necesario inyectar mayores cantidades de ADN dentro del rango de 5 a 20 mg en un humano de tamaño medio para aumentar la inmunogenicidad de las vacunas basadas en ADN. Otro desafío de las vacunas basadas en ADN implica la optimización de la transfección, que podría lograrse mediante la incorporación de varios parámetros como un promotor híbrido viral / eucariota o la optimización de codones de antígeno.
En conjunto, una vacuna de ADN ideal evitará la degradación extracelular y entrará con éxito en el núcleo de las células diana para inducir una respuesta inmune a largo plazo.
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