Una nanovacuna acerca la erradicación de la polio

Aunque el número de casos reportados de polio disminuyó en un 99 por ciento en todo el mundo entre 1988 y 2013, según los Centros para el Control y Prevención de Enfermedades de EE.UU.(CDC), la enfermedad no se ha erradicado completamente, en parte debido a la dificultad de vacunar a niños que residen en áreas de difícil acceso. El problema es que las vacunas actuales requieren de dos a cuatro inyecciones para obtener la inmunidad.

«Tener una vacuna única que pueda lograr una protección total podría ser muy valioso para lograr la erradicación», reconoce Ana Jaklenec, investigadora del Instituto Koch de Investigación Integral del Cáncer del MIT y una de las principales autoras del artículo. « Estamos muy entusiasmados con los resultados en este trabajo; espero que algún día conduzca a mejores vacunas para pacientes de todo el mundo », indica Robert Langer, Profesor del Instituto David H. Koch en el MIT.

La erradicación de la polio es un objetivo de la Organización Mundial de la Salud (OMS). Desafortunadamente no existen fármacos eficaces frente al virus de la polio lo que hace que, en alrededor del 1 por ciento de los casos, el virus ingrese en el sistema nervioso, donde puede causar parálisis. La primera vacuna contra la polio, también llamada vacuna Salk, se desarrolló en la década de 1950. Consiste en una versión inactivada del virus, que generalmente se administra mediante una serie de dos a cuatro inyecciones, comenzando a los 2 meses de edad.

En 1961, se desarrolló una vacuna oral que ofrece cierta protección con una sola dosis, pero es más efectiva con dos o tres dosis. Además, ésta se fabrica a partir de un virus menos virulento pero viable, y se ha eliminado en la mayoría de los países porque, en casos muy poco frecuentes, puede mutar a una forma virulenta y causar infección. Sin embargo, todavía se usa en algunos países en desarrollo, debido a que es más fácil administrar que las inyecciones múltiples de la vacuna Salk.

Los científicos creen que para que los esfuerzos de erradicación de la polio tengan éxito, la vacuna oral debe ser erradicada por completo; solo de esta forma se eliminaría la posibilidad de que el virus se reactive en una persona inmunizada.

Hace varios años, el laboratorio de Langer recibió fondos de la Fundación Bill y Melinda Gates para tratar de desarrollar una vacuna inyectable que se pudiera administrar una sola vez pero que llevara dosis múltiples. « El objetivo es asegurar que todo el mundo esté inmunizado -explica Jaklenec-. Los niños en algunos de estos lugares difíciles de alcanzar del mundo en desarrollo tienden a no obtener la serie completa de vacunas necesarias para la protección».

Para diseñar una vacuna de inyección única, el equipo del MIT encapsuló la vacuna de la polio inactivada en un polímero biodegradable conocido como PLGA. Este polímero puede diseñarse para degradarse después de un cierto período de tiempo, lo que permite a los investigadores controlar cuándo se libera la vacuna.

«Siempre hay una pequeña cantidad de vacuna que queda en la superficie o muy cerca de la superficie de la partícula, y tan pronto como la colocamos en el cuerpo, todo lo que está en la superficie puede difuminarse. Ese es el estallido inicial. -explica Tzeng-. A continuación, las partículas se sitúan y con el tiempo, a medida que el polímero se degrada, se va liberando la vacuna en ráfagas en puntos de tiempo definidos, en función de la tasa de degradación del polímero».

Los investigadores tuvieron que superar un obstáculo importante que obstaculizó los esfuerzos previos para usar PLGA para la administración de la vacuna contra la polio: el polímero se descompone en subproductos llamados ácido glicólico y ácido láctico, y estos ácidos pueden dañar el virus de modo que ya no provoque el tipo correcto de la respuesta de anticuerpos. Para evitar que esto suceda, el equipo de MIT agregó polímeros con carga positiva a sus partículas. Estos polímeros actúan como « esponjas de protones », absorbiendo protones adicionales y haciendo que el ambiente sea menos ácido, lo que permite que el virus permanezca estable en el cuerpo.

En el estudio publicado en « Proceedings of the National Academy of Sciences », los investigadores diseñaron partículas que producían una explosión inicial en el momento de la inyección, seguida de una segunda liberación aproximadamente 25 días después. Inyectaron las partículas en ratas y luego enviaron muestras de sangre de las ratas inmunizadas a los CDC para su análisis. Esos análisis revelaron que las muestras de sangre de ratas inmunizadas con la vacuna de partículas de inyección única tenían una respuesta de anticuerpos contra el poliovirus tan fuerte o más que los anticuerpos de las ratas que recibieron dos inyecciones de la vacuna Salk.

Para administrar más de dos dosis, los investigadores creen que podrían diseñar partículas que liberen la vacuna inyectada, al cabo de un mes y dos meses más tarde, lo que logra tres dosis mensuales. Los polímeros que los investigadores usaron en las vacunas ya están aprobados por las autoridades sanitarias de EE.UU. (FDA) para su empleo en humanos, por lo que esperan poder probar pronto las vacunas en ensayos clínicos.

Los expertos también están trabajando en la aplicación de este enfoque para crear vacunas estables de inyección única para otros virus como el Ébola y el VIH.