ESTUDIA UNAM EL ALMIDÓN COMO VEHÍCULO PARA ADMINISTRAR VACUNAS ORALES

EL 29 AGOSTO 2014.

El almidón es uno de los carbohidratos más utilizados por el ser humano, hecho que se ha visto favorecido por su abundancia en la naturaleza, ya que gran variedad de vegetales lo contienen. Se aprovecha como fuente de energía en los alimentos y como materia prima en la producción de telas, papel, pegamentos, endulzantes y etanol, entre otros usos.

En este contexto, resalta que un equipo científico del Instituto de Investigaciones Biomédicas (IIB) de la UNAM aprovecha las ventajas del almidón (inocuidad, biocompatibilidad y bioadhesividad) para usarlo como vehículo de antígenos en vacunas orales.

Hasta el momento, las pruebas se han realizado con una proteína de Mycobacterium tuberculosis y con el fragmento C de la toxina tetánica, las cuales se administraron con éxito en ratones, que fueron capaces de sintetizar anticuerpos.

“El mayor reto del presente proyecto fue lograr que las proteínas-antígenos, por lo general degradadas en el sistema digestivo, sean lo suficientemente estables para llegar a las zonas de reconocimiento inmunológico en el intestino y despierten una respuesta”, refiere la doctora Romina Rodríguez Sanoja, adscrita al Departamento de Biología Molecular y Biotecnología del IIB.

Agrega que desde hace 12 años estudian las propiedades de los dominios de adsorción a carbohidratos para fijarse al almidón y descubrieron que es posible modular la adsorción, es decir, que era viable tener mucha o poca unión de proteínas de muy diversos orígenes y características con el carbohidrato.

“Fue en ese momento cuando nos cuestionamos si tal hallazgo podía tener una aplicación biotecnológica o biomédica. Continuamos los estudios y notamos que, al estar unidas al gránulo de almidón, las proteínas se estabilizaban frente a condiciones drásticas de pH (nivel de acidez) y proteasas (enzimas que rompen los enlaces de las proteínas), lo que nos llevó a pensar en la posibilidad de usar el almidón como vehículo en las vacunas orales”, detalla la investigadora.

Las ventajas del almidón

Actualmente se prueban en diferentes laboratorios muchos sistemas para administrar medicamentos y vacunas, tanto en forma de micropartículas como de nanopartículas. “La síntesis de estas partículas requiere tecnología especializada, y en muchos casos la activación de los polímeros que se usan en su producción requiere el uso de compuestos contaminantes que generan desechos. Por ello, lo que proponemos es usar a los gránulos de almidón que existen en la naturaleza, los cuales son inocuos, biocompatibles y económicos”, apunta la doctora Rodríguez Sanoja.

Añade que otra propiedad del almidón es la bioadhesividad, lo que significa que tiene la capacidad de unirse fuertemente a mucosa e hidratarse formando un gel aumentando, en consecuencia, su tiempo de residencia. De esta manera, puede permanecer más tiempo para cumplir con su función, en este caso, mostrar a la proteína el tiempo suficiente para que se alcance a generar una respuesta inmune.

Por otra parte, resalta, que la preparación de las vacunas no requiere métodos complicados, ni el uso de compuestos contaminantes. “Simplemente se incuban juntos la proteína o antígeno de interés y los granos de almidón y la proteína queda adsorbida a las micropartículas”.

El equipo científico ha trabajado con almidón de maíz y arroz, ya que la administración oral de la vacuna requiere que los granos tengan un tamaño no mayor a las 10 micras a fin de que puedan ser internalizadas por las células que produce la respuesta inmune en el intestino.

Detalles de la investigación

Tras obtener los prototipos de vacunas, formulados con el fragmento C de la toxina tetánica y una proteína de Mycobacterium tuberculosis, se les administraron a diferentes grupos de ratones. “Encontramos en todos los casos una mejor respuesta inmune cuando inmunizamos oralmente con los antígenos inmovilizados en los granos de almidón”, subraya la doctora Rodríguez Sanoja.

Aclara que para no enmascarar las respuestas inmunes, todas las pruebas las realizaron sin en el uso de adyuvantes, cuya función es permitir al sistema inmunológico “ver” a un antígeno y, así, reaccionar ante el mismo.

Los animales inmunizados con el fragmento de la toxina tetánica fueron capaces de sintetizar anticuerpos de tipo inmunoglobulina G específicos hacia el antígeno. En el caso de la proteína de tuberculosis, la respuesta se caracterizó con mayor detalle y observamos que se favoreció la respuesta de tipo celular (requerida para combatir las infecciones por bacterias intracelulares).

Resalta que actualmente la investigadora Silvia Moreno-Mendieta, quien realizó su doctorado con este sistema y el antígeno de tuberculosis, también evaluó la ruta de administración nasal, por lo que en la actualidad trabaja junto con el doctor Rogelio Hernández Pando en el Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición “Salvador Zubirán” de la Secretaría de Salud, para evaluar la capacidad de refuerzo que tiene el sistema en ratones vacunados previamente con BCG y que serán infectados con cepas hipervirulentas de Mycobacterium tuberculosis.

“Los resultados que se obtengan de esas pruebas nos van a dar mucha información respecto a la conveniencia de utilizar el sistema en vacunación terapéutica, pues resulta importante generar una vacuna de refuerzo en adultos con el fin de evitar la reactivación de los bacilos que puedan encontrarse en su organismo”, apunta.

Respecto al uso del sistema en el desarrollo de nuevas vacunas, la doctora Rodríguez Sanoja estima que las más importantes irían dirigidas a enfermedades que no cuentan con inmunización y afectan a un porcentaje importante de la población mexicana, tal es el caso de las infecciones por cualquier tipo de parásitos intestinales y otras enfermedades emergentes; o bien, como vehículo de proteínas terapéuticas.

Karina Galarza Vásquez