Desarrollo Innovador de Vacunas Usando Migrasomas Ingenierizados
Nuevo método para la entrega de vacunas muestra promesas para un almacenamiento más fácil y una respuesta inmune más fuerte.
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Tabla de contenidos
Las vacunas juegan un papel clave en la prevención de enfermedades, sobre todo las infecciosas. Con la aparición de nuevas enfermedades y la necesidad de tratamientos efectivos, hay una demanda de nuevos tipos de vacunas. El uso exitoso de vacunas de ARN mensajero durante la pandemia de Covid-19 resalta la necesidad de tecnologías de vacuna diversas. Sin embargo, muchas vacunas existentes requieren condiciones especiales de almacenamiento, como bajas temperaturas, lo que puede ser un problema en muchas partes del mundo.
Desafíos en la Distribución de Vacunas
Un gran problema con las vacunas tradicionales es que suelen necesitar mantenerse frías desde el momento en que se producen hasta que se administran a las personas. Este transporte en cadena de frío puede ser caro y complicado. En muchos países, sobre todo en aquellos con menos recursos, puede ser difícil mantener esas bajas temperaturas, lo que lleva a la necesidad de vacunas que se puedan almacenar a temperatura ambiente.
¿Qué Son los Migrasomas?
Los migrasomas son estructuras especiales que se encuentran en las células, especialmente en las que están en movimiento o migrando. Estas estructuras se forman cuando ciertas proteínas y lípidos se juntan de una manera única. Cuando una célula se mueve, crea largas hebras llamadas fibras de retracción en su extremo trasero. Estas fibras ayudan a juntar materiales que pueden formar migrasomas.
Durante la formación de migrasomas, las proteínas y los lípidos se acumulan en estas fibras, lo que lleva a la creación de estructuras más grandes. Estas estructuras tienen una membrana rígida y pueden contener varias moléculas biológicas que pueden ayudar a activar una respuesta inmune.
Migrasomas e Inmunidad
Una característica interesante de los migrasomas es que contienen moléculas que pueden influir en el sistema inmunológico. Esto incluye proteínas que ayudan a reconocer y responder a infecciones. Los investigadores han notado que, dado que los migrasomas tienen un alto nivel de estas moléculas que modulan la inmunidad, podrían ser una buena base para desarrollar nuevos tipos de vacunas.
Aunque crear vacunas a partir de migrasomas presenta desafíos, como la baja cantidad que producen las células, los investigadores han encontrado formas de aumentar el rendimiento. Esto lleva a desarrollos prometedores donde los migrasomas o estructuras similares podrían usarse como portadores de vacunas efectivas.
La Nueva Plataforma de Vacunas: Migrasomas Ingenierizados
Para superar el desafío de la baja producción de migrasomas, los científicos diseñaron un método para producir un nuevo tipo de estructura llamada migrasomas ingenierizados (eMigrasomas). Al imitar el proceso natural de formación de migrasomas mientras aumentan la cantidad producida, crearon una plataforma para vacunas que se pueden almacenar a temperatura ambiente.
En pruebas, los eMigrasomas cargados con Antígenos (sustancias que provocan una respuesta inmune) mostraron crear una fuerte respuesta inmune. Por ejemplo, los eMigrasomas llenos con un antígeno modelo llamado ovalbumina lograron provocar la producción de anticuerpos.
¿Cómo Funcionan los eMigrasomas?
Los eMigrasomas pueden ser cargados con varias proteínas, incluidas las necesarias para vacunas. Los investigadores encontraron que las proteínas pueden adherirse a la superficie de los eMigrasomas o estar unidas a ellos, facilitando que el sistema inmunológico las reconozca.
Después de producir eMigrasomas, los científicos probaron su estabilidad y efectividad. Descubrieron que los eMigrasomas podían mantenerse estables a temperatura ambiente durante días sin perder su efectividad. Esta es una ventaja significativa sobre las vacunas tradicionales que requieren un control estricto de temperatura.
Aplicación Real: Vacunas para Covid-19
Siguiendo su investigación, los científicos también probaron eMigrasomas cargados con la proteína Spike del SARS-CoV-2, que es esencial para que el virus entre en las células humanas. Después de inmunizar ratones con estos eMigrasomas, los investigadores observaron una fuerte respuesta de anticuerpos, indicando que el sistema inmunológico había reconocido la proteína Spike y estaba listo para combatir el virus.
En otras pruebas, una segunda dosis de eMigrasomas aumentó aún más la respuesta inmune, sugiriendo que este método podría preparar efectivamente al cuerpo para reconocer y combatir el SARS-CoV-2. Es importante mencionar que la capacidad de los eMigrasomas de generar una fuerte respuesta inmune sin requerir almacenamiento en frío es un gran avance.
Direcciones Futuras
Aunque esta investigación es prometedora, es importante reconocer que estos hallazgos aún están en las primeras etapas. Se necesitarán más estudios para determinar cómo se pueden utilizar los eMigrasomas en programas de vacunación del mundo real.
La esperanza es que estos hallazgos conduzcan a nuevas vacunas para enfermedades que actualmente carecen de tratamientos o vacunas efectivas. La capacidad de crear eMigrasomas con varias proteínas abre la puerta a muchas aplicaciones potenciales, incluidas vacunas, terapias y posiblemente otros usos médicos.
Conclusión
El desarrollo de vacunas basadas en eMigrasomas podría cambiar las reglas del juego en cómo abordamos la entrega de vacunas. Con la capacidad de producir estas estructuras en grandes cantidades y mantenerlas estables a temperatura ambiente, tienen un gran potencial para mejorar los esfuerzos de vacunación, especialmente en áreas donde las vacunas tradicionales pueden ser menos accesibles.
La investigación sobre eMigrasomas sigue en curso, pero podría allanar el camino para una nueva generación de vacunas que puedan combatir efectivamente tanto enfermedades infecciosas como el cáncer. Al aplicar los principios biológicos detrás de los migrasomas, los científicos esperan hacer que las vacunas sean más seguras y efectivas disponibles para una población más amplia.
A medida que el panorama de la salud global continúa evolucionando, el desarrollo de plataformas de vacunas versátiles como los eMigrasomas podría desempeñar un papel crucial en abordar tanto los desafíos de salud existentes como los emergentes.
Título: Engineered Migrasomes: A Robust, Thermally Stable Vaccination Platform
Resumen: The burgeoning abilities of pathogens and tumor cells to evade immune responses underscore the urgent need for innovative vaccination platforms based on a variety of biological mechanisms. The current logistical challenges associated with cold-chain (i.e. low-temperature) transportation particularly impacts access to vaccines in the global south. We recently discovered organelles called migrasomes, and herein we investigate the potential of migrasomes as an alternative vaccination platform. Their inherent stability and their enrichment with immune-modulating molecules make migrasomes promising candidates, but their low yield presents a hurdle. We address this problem through our engineered migrasome-like vesicles (eMigrasomes), which emulate the biophysical attributes of natural migrasomes with substantially improved yield. We show that eMigrasomes loaded with a model antigen elicit potent antibody responses and maintain stability at room temperature. We demonstrate that eMigrasomes bearing the SARS-CoV-2 Spike protein induce robust humoral protection against the virus. Our study demonstrates the potential of eMigrasome-based vaccines as a unique, robust, and accessible alternative to traditional methods.
Autores: Li Yu, D. Wang, H. Wang, W. Wan, Z. Zhu, T. Sho, Y. Zheng, X. Zhang, L. Dou, Q. Ding, Z. Liu
Última actualización: 2024-03-14 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.13.584850
Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.13.584850.full.pdf
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