Avances en la investigación de vacunas contra infecciones por criptococos

La criptococosis es un tipo de infección causada por un hongo llamado Cryptococcus, siendo las especies más comunes Cryptococcus neoformans y C. gattii. Los hongos suelen entrar al cuerpo al respirar esporas del aire. La mayoría de las personas sanas pueden combatir esta infección sin problemas. Sin embargo, las personas con sistemas inmunológicos debilitados tienen un alto riesgo de desarrollar problemas graves de salud debido a esta infección, incluyendo neumonía y meningitis.

En 2020, se reportaron alrededor de 152,000 casos de meningitis criptocócica relacionados con el VIH, lo que llevó a aproximadamente 112,000 muertes. Incluso con tratamiento usando medicamentos antifúngicos, muchas personas siguen padeciendo enfermedades severas, especialmente en áreas con menos recursos.

Para abordar estos riesgos, la Organización Mundial de la Salud ha clasificado a C. neoformans como crítica y a C. gattii como de prioridad media para la investigación y el desarrollo.

#Importancia de las Vacunas

Crear vacunas es un paso crucial para prevenir infecciones criptocócicas. Sin embargo, actualmente no hay vacunas licenciadas disponibles. Los investigadores en este campo se enfocan en encontrar vacunas efectivas identificando proteínas del hongo que puedan desencadenar una respuesta inmunitaria en el cuerpo. Un enfoque prometedor implica usar partículas especiales hechas de las paredes celulares de levaduras, que pueden llevar estas proteínas al sistema inmunológico, ayudando a generar una respuesta más fuerte contra la infección fúngica.

En estudios de laboratorio, ciertas proteínas de Cryptococcus, como Cda1, Cda2, Blp4 y Cpd1, han demostrado ser efectivas para ayudar a los ratones a sobrevivir la exposición al hongo. Cuando estas proteínas se usaron en combinación con las partículas derivadas de levadura, fomentaron una respuesta inmunitaria más fuerte, específicamente enfocándose en los tipos de células T auxiliares que son importantes para combatir la infección.

#Desafíos en el Desarrollo de Vacunas

Aunque los estudios muestran promesas, siguen existiendo desafíos para producir estas vacunas a gran escala y probarlas en humanos. Los investigadores están explorando diferentes ingredientes, llamados adyuvantes, que pueden potenciar la respuesta inmunitaria del cuerpo hacia la vacuna. Uno de esos adyuvantes, llamado CAF01, ha demostrado ser efectivo en otros tipos de vacunas. Está compuesto por dos componentes que trabajan juntos para mejorar las respuestas inmunitarias.

Estudios previos han indicado que CAF01 es seguro y efectivo en humanos para otras enfermedades. Por lo tanto, los investigadores están interesados en investigar su impacto en las vacunas criptocócicas.

#Probando la Efectividad de la Vacuna

En pruebas iniciales, los investigadores examinaron qué tan bien las vacunas monovalentes (las que contienen una proteína) adyuvadas con CAF01 podrían proteger a los ratones de un caso extremo de infección criptocócica. Los ratones recibieron una serie de vacunaciones y luego fueron expuestos a la cepa peligrosa de Cryptococcus. Se utilizaron tanto ratones Balb/c como C57BL/6 en el estudio.

Los resultados mostraron que los ratones no vacunados y aquellos que recibieron solo CAF01 no sobrevivieron más de 33 días después de la infección. Sin embargo, los ratones vacunados con CAF01 junto con las proteínas Cda1 y Cda2 mostraron una protección significativa, con muchos sobreviviendo hasta 70 días. La respuesta variaba según la proteína utilizada y el tipo de cepa de ratón.

Mientras que Cda1 y Cda2 mostraron resultados notables en ratones Balb/c, la protección ofrecida a los ratones C57BL/6 fue relativamente más débil, con solo algunos sobreviviendo a la infección. Por otro lado, no se notó mejoría con la otra proteína, Blp4.

#Combinando Proteínas para Mejor Protección

Dado el éxito mixto de usar proteínas individuales en las vacunas, los investigadores dirigieron su atención a combinar proteínas en lo que se llama vacunas bivalentes (dos proteínas) y cuadrivalentes (cuatro proteínas). La hipótesis era que usar múltiples proteínas resultaría en una respuesta inmunitaria más fuerte y completa.

Los ratones Balb/c fueron vacunados con dos o cuatro proteínas antes de ser expuestos a la cepa peligrosa de Cryptococcus. Los resultados mostraron que la vacuna bivalente llevó a cerca del 70% de supervivencia, mientras que la vacuna cuadrivalente proporcionó protección total a los ratones durante el estudio.

En contraste, los ratones no vacunados mostraron una mortalidad del 100% para el día 30. Los patrones de pérdida de peso también diferían, con ratones vacunados sufriendo una pérdida de peso temporal pero recuperándose con el tiempo.

Los investigadores también evaluaron la respuesta inmunitaria y las habilidades de control fúngico de los ratones vacunados. Después de la exposición al hongo, se observó un aumento significativo en las células inmunitarias protectoras, particularmente entre las células T CD4+, que son esenciales para defenderse contra infecciones.

#Dinámica de Células Inmunitarias Después de la Vacunación

En estudios posteriores, se analizaron los tejidos pulmonares de ratones vacunados y no vacunados en diferentes momentos después de la infección. A 10 días post-infección, los ratones vacunados demostraron un mejor control sobre la infección fúngica, con conteos fúngicos mucho más bajos en sus pulmones en comparación con los ratones no vacunados. También se notó un aumento en las células inmunitarias, particularmente leucocitos, en los grupos vacunados.

El reclutamiento de células T CD4+, conocidas por su papel en ayudar a eliminar infecciones, fue dramáticamente más alto en los ratones vacunados que en los no vacunados. Estas células T CD4+ no solo aumentaron en número, sino que también comenzaron a producir importantes moléculas de señalización llamadas Citoquinas, que son esenciales para montar una respuesta inmunitaria efectiva.

#Respuestas de Células T CD8+

Mientras que las células T CD4+ desempeñaron un papel crucial en la respuesta inmunitaria, los investigadores también observaron las células T CD8+. Estas son otro tipo de célula inmunitaria que puede matar directamente a las células infectadas. Aunque sus números eran más bajos que los de las células T CD4+, los ratones vacunados mostraron un aumento notable en las células T CD8+ después de la infección.

Esta respuesta dual de las células T CD4+ y CD8+ es crucial, especialmente dado que la respuesta inmunitaria puede variar enormemente entre diferentes individuos. Los hallazgos sugieren que, si bien las células T CD4+ son actores clave en el control de la infección, la presencia de células T CD8+ podría añadir una capa extra de protección, especialmente en individuos con inmunidad debilitada.

#Midiendo la Producción de Citoquinas

Para evaluar la efectividad general de la respuesta inmunitaria, los investigadores midieron la producción de citoquinas clave, incluyendo IFNγ, TNFα y IL-17. Estas citoquinas son producidas principalmente por las células T CD4+ y desempeñan roles críticos en la coordinación de la respuesta inmunitaria.

En ratones no vacunados, los niveles de estas citoquinas eran bajos. Sin embargo, en aquellos que habían sido vacunados, se observó un aumento significativo en la producción de citoquinas después de la infección, indicando que las vacunas estaban funcionando para preparar al sistema inmunológico para el desafío contra el hongo.

Las mediciones de citoquinas revelaron que los niveles producidos por las células pulmonares de los ratones vacunados e infectados eran mucho más altos, sugiriendo una respuesta inmunitaria saludable y activa a la infección.

#Correlación Entre la Respuesta Inmunitaria y el Control Fúngico

Los investigadores también encontraron una fuerte correlación entre los niveles de estas citoquinas y la capacidad de los ratones para controlar la infección fúngica. Un aumento en la producción de IFNγ, por ejemplo, estuvo relacionado con un mejor control de la carga fúngica en los pulmones. Esta conexión es clave, ya que indica que la respuesta inmunitaria generada por la vacuna impacta directamente en el resultado de la infección.

A medida que avanzaba el estudio, se midieron los niveles de citoquinas en varios momentos para ver cómo evolucionaba la respuesta inmunitaria después de la infección inicial. Mientras que los niveles disminuyeron con el tiempo en ratones que habían superado la infección, permanecieron más altos que los observados en ratones no vacunados.

#Conclusión y Direcciones Futuras

Esta investigación destaca el potencial de las vacunas adyuvadas con CAF01 para proporcionar una protección significativa contra las infecciones criptocócicas. Si bien las vacunas de proteína única mostraron algunos beneficios, combinar múltiples proteínas mejoró enormemente los resultados en ratones. La respuesta inmunitaria generada por estas vacunas no solo redujo las cargas fúngicas, sino que también promovió respuestas robustas de células T CD4+ y CD8+, con niveles correspondientes más altos de citoquinas clave.

En el futuro, los investigadores buscan refinar aún más estas vacunas, probando diferentes combinaciones de antígenos, optimizando dosis y explorando su efectividad contra diversas cepas de Cryptococcus encontradas en pacientes humanos. La esperanza es eventualmente desarrollar una vacuna que pueda proporcionar una protección efectiva contra las infecciones criptocócicas en poblaciones en riesgo, especialmente aquellas con sistemas inmunológicos debilitados.