Investigadores de la Universidad de Tokio han anunciado los resultados exitosos del ensayo clínico de fase 1 de un nuevo tipo de vacuna para proteger contra el cólera y la diarrea del viajero.
Los granos del arroz genéticamente modificado (que producen los antígenos del colera) son molidos y puede ser transportados sin frío para posteriormente ser bebidos en una taza de agua.
Universidad de Tokio, 2021.- Se ha elaborado una nueva vacuna para proteger contra el mortal cólera moliendo granos de arroz modificados genéticamente. El primer ensayo en humanos no ha mostrado efectos secundarios graves y reporto una buena respuesta inmunológica. Investigadores de la Universidad de Tokio y la Universidad de Chiba han publicado los resultados revisados por pares del ensayo clínico de fase 1 de la vacuna, llamado MucoRice-CTB, en The Lancet Microbe.
La fabricación de vacunas ha avanzado enormemente en 2020, impulsada por COVID-19. Sin embargo, la complejidad de las vacunas contra el SARS-CoV-2 basadas en ARNm ha puesto de relieve el valor de las inoculaciones que se pueden preparar, transportar y almacenar de forma económica y sin refrigeración.
La vacuna MucoRice-CTB es estable a temperatura ambiente de principio a fin.
«Soy muy optimista sobre el futuro de nuestra vacuna MucoRice-CTB, especialmente debido a los resultados del aumento de la dosis. Los participantes respondieron a la vacuna en las dosis baja, media y alta, con la mayor respuesta inmune a la dosis más alta», dijo El profesor Hiroshi Kiyono, DDS, Ph.D., del Instituto de Ciencias Médicas de la Universidad de Tokio, quien lidera el proyecto MucoRice. El Dr. Kiyono también es miembro de la facultad de la Universidad de Chiba en Japón y la Universidad de California, San Diego, en los EE. UU.
Treinta voluntarios recibieron un placebo y grupos de 10 voluntarios recibieron un total de cuatro dosis espaciadas cada dos semanas de 3 miligramos (mg), 6 mg o 18 mg de cada vacuna. Las pruebas dos y cuatro meses después de recibir la última dosis revelaron que los voluntarios que respondieron a la vacuna tenían anticuerpos IgA e IgG, dos tipos de proteínas que el sistema inmunológico produce para combatir infecciones, específicos de la toxina B del cólera (CTB). Los participantes que recibieron una dosis más alta de vacuna fueron más propensos a tener anticuerpos específicos de CTB.
Una junta de revisión independiente no encontró evidencia de efectos secundarios significativos.
El cultivo de un nuevo tipo de vacuna
La bacteria Vibrio cholerae se transmite con mayor frecuencia al beber agua contaminada con aguas residuales. Sin atención médica, el cólera puede matar en pocas horas debido a la diarrea con deshidratación severa. El cólera infecta de 1,3 a 4 millones de personas y causa entre 21.000 y 143.000 muertes cada año, según la Organización Mundial de la Salud.
Hay cuatro vacunas modernas contra el cólera sin necesidad aguja, todas las cuales se administran en forma de gotas en la lengua, pero requieren almacenamiento en frío y están hechas de células de cólera muertas o vivas atenuadas (debilitadas) enteras (https://www.fda.gov/media/98688/download).
La nueva vacuna contra el cólera crece en plantas japonesas de arroz de grano corto genéticamente modificadas que producen una porción no tóxica de CTB que puede ser reconocida por el sistema inmunológico. La CTB es similar en estructura a una toxina producida por algunos tipos de bacterias E. coli que causan enfermedades, por lo que las vacunas contra el cólera a menudo brindan protección cruzada contra la diarrea del viajero.
Los investigadores cultivan las plantas de arroz en una granja hidropónica interior especialmente diseñada que cumple con los estándares de buenas prácticas de fabricación de medicamentos de la OMS, lo que garantiza que la vacuna permanezca sin contaminación y que las plantas estén aisladas del entorno natural.
Las plantas producen la subunidad CTB en sus semillas, los granos comestibles de arroz, y almacenan los antígenos en gotitas llamadas cuerpos proteicos con membranas hechas de grasa.
«Los cuerpos proteicos del arroz se comportan como una cápsula natural para entregar el antígeno al sistema inmunológico intestinal», dijo el Dr. Kiyono.
Se han cultivado otros medicamentos en plantas [como biofactorías], con mayor frecuencia en las hojas, incluidos los tratamientos para el ébola, el linfoma y la gripe, pero los medicamentos deben extraerse y purificarse antes de usarse. El aspecto a base de granos del sistema MucoRice evita esos pasos adicionales, la necesidad de almacenamiento en frío y protege los antígenos a medida que viajan a través del ácido áspero del estómago.
Cuando las plantas están maduras, el arroz se cosecha y se muele hasta obtener un polvo fino, luego se sella en paquetes de aluminio para su almacenamiento. Cuando las personas están listas para ser vacunadas, el polvo se mezcla con aproximadamente 90 mililitros (1/3 de una taza en EE. UU.) de líquido y luego se bebe. Los investigadores solo han probado la vacuna con solución salina (una solución salina equivalente a los fluidos corporales), pero esperan que funcione igual de bien con agua corriente.
[Arriba] Las plantas de arroz de grano corto modificadas que producen la vacuna «MucoRice-CTB» se cultivan en granjas hidroponicas. Plantas juveniles a la izquierda, y plantas maduras listas para la cosecha a la derecha). | [Abajo-Izquierda] Arroz negro con MucoRice-CTB (izquierda) es molido hacia arroz blanco (derecha). No es necesario purificación adicional. | [Abajo-Derecha] Granos de arroz entero se muelen en polvo (izquierda) para almacenamiento de largo plazo. El polvo de MucoRice-CTB es mezclado en una solución salina (derecha) inmediatamente antes de ser consumida.
La inmunidad a través del intestino es fuerte, pero complicada por el microbioma
«La parte hermosa de nuestra vacuna es que utiliza sabiamente el sistema inmunológico de las mucosas del cuerpo a través del intestino para la inducción de anticuerpos específicos para el antígeno», dijo el Dr. Kiyono.
MucoRice-CTB ingresa al cuerpo a través de las membranas mucosas intestinales, imitando una forma natural de encontrar y responder a los gérmenes. Estimular el sistema inmunológico de las mucosas produce dos clases de anticuerpos que identifican los gérmenes y los atacan para su eliminación, IgG e IgA. Las vacunas que se inyectan debajo de la piel o en un músculo generalmente aumentan solo los anticuerpos IgG, no IgA.+
Los voluntarios que respondieron a MucoRice-CTB tuvieron sus niveles sanguíneos más altos de IgG e IgA específicos de antígeno después de ocho a 16 semanas.
Sin embargo, 11 de los 30 voluntarios que recibieron la vacuna mostraron una respuesta inmune baja o nula. Todos los voluntarios del estudio informaron que nunca viajaron fuera de Japón, por lo que es poco probable que hayan tenido alguna exposición previa o inmunidad natural a V. cholerae o E. coli patógena.
«Cuando vimos esos datos sobre los 11 bajos y los que no responden, pensamos que tal vez la microflora intestinal tiene una influencia en el resultado de la respuesta inmune», recordó el Dr. Kiyono.
La microflora o microbioma es la comunidad de microorganismos que viven en nuestros cuerpos y nos benefician o son inofensivos. Está bien aceptado que la microflora del sistema digestivo influye en la salud y la inmunidad, pero los científicos apenas están comenzando a comprender los mecanismos precisos de la relación.
El análisis genético extenso de las muestras fecales de todos los voluntarios identificó las miles de especies bacterianas que viven en los intestinos de los voluntarios.
«En términos simplificados, los que respondieron mucho tenían una microflora más diversificada, y en el grupo de quienes respondieron poco, la diversidad fue mucho más reducida», dijo el Dr. Kiyono.
Los investigadores advirtieron que el tamaño pequeño del estudio de Fase 1, que administra la vacuna a solo 30 voluntarios masculinos japoneses sanos, significa que la relevancia y la prevalencia de los que no responden aún no está clara y que la diferencia total en la diversidad de la microflora fue sutil. Sin embargo, los resultados insinúan el papel más importante de la microflora en la eficacia de la vacuna.
«Todo es especulación en este momento, pero tal vez una mayor diversidad de microflora crea una mejor situación para una respuesta inmune fuerte contra la vacuna oral», dijo el Dr. Kiyono.
El vínculo entre el microbioma intestinal y la efectividad de la vacuna ha sido previamente revelado por el lamentable hecho de que la mayoría de las vacunas se desarrollan en países industrializados y algunas son menos efectivas cuando se administran en países en desarrollo. Las vacunas de las mucosas, incluidas las vacunas orales contra la poliomielitis y el cólera, parecen especialmente propensas a esta disparidad. La mayoría de las teorías científicas para explicar el fenómeno se centran en la inflamación intestinal crónica relacionada con un saneamiento deficiente. (https://doi.org/10.1186/1741-7007-8-129)
«Probablemente para cada vacuna en este momento, incluso las vacunas inyectadas, deberíamos pensar en el estado inmunológico del individuo en función de la condición de su microflora», dijo el Dr. Kiyono.
Queda por ver cómo la diversidad de la microflora afectará la eficacia global del nuevo sistema de vacunas comestibles MucoRice en comparación con los registros de otras vacunas orales.
Por ahora, los investigadores planean trabajar con socios de la industria farmacéutica para llevar MucoRice-CTB a la siguiente fase de ensayos clínicos en Japón y en el extranjero.
- Fuente: https://www.u-tokyo.ac.jp/focus/en/press/z0508_00165.html
- Estudio: https://www.thelancet.com/journals/lanmic/article/PIIS2666-5247(20)30196-8/fulltext
