Mejorando la eficacia de las vacunas mediante nanopartículas metal-orgánicas

Mejorando las vacunas con nanopartículas metal-orgánicas

Vaccinas funcionan exponiendo de forma segura al cuerpo a patógenos, “enseñando” al sistema inmunológico cómo reaccionar el día que se encuentre con el virus o bacteria causante de la enfermedad real. El problema es que, para que el sistema inmunológico lo haga, necesita estar expuesto a una cantidad mínima de patógenos o fragmentos, lo que a veces puede ser difícil.

Por esta razón, las vacunas tradicionales utilizan adyuvantes como el aluminio para potenciar la reacción del sistema inmunológico. Sin embargo, estos pueden causar efectos secundarios indeseados ya que estimulan TODAS las reacciones inmunológicas, no solo las previstas por la vacuna.

Un equipo de investigación del MIT podría haber encontrado una solución para aumentar la efectividad de las vacunas mediante el uso de un nuevo tipo de adyuvante que aprovecha la nanotecnología. Utilizaron una nanopartícula llamada marco metal‑orgánico (MOF) que actúa como adyuvante, potenciando una reacción inmunológica específica en lugar de una reacción generalizada como ocurre con los adyuvantes clásicos.

La investigación involucró a Robert Langer, profesor del MIT Institute, y a  Dan Barouch, profesor de la Harvard Medical School.

Cómo funcionan las nanopartículas metal-orgánicas

El artículo de investigación publicado explica que utilizaron un MOF llamado ZIF-8, un ion de zinc unido a cuatro moléculas de imidazol, un compuesto orgánico. Esta es la primera vez que se elucidan los mecanismos de cómo funciona el ZIF-8.

Los investigadores incrustaron la proteína de pico del SARS‑CoV‑2 dentro de la estructura de partículas ZIF‑8 de 100‑200 nm, tamaño que permite que sean ingeridas por macrófagos o que ingresen a los ganglios linfáticos. Las partículas MOF se descomponen, entregando la proteína viral directamente al sistema inmunológico.

Fuente: Science Advances

Así, funciona esencialmente dirigiendo las partículas virales al sistema inmunológico para su detección, en lugar de sobreestimular todo el sistema inmunológico para que detecte las partículas virales en el torrente sanguíneo. Dirigir las partículas virales generó una respuesta muy específica y dependiente de la dosis a la proteína del COVID y una reacción mayor que la proteína sin el MOF.

Lo que lo hace especialmente útil es que imita cómo el cuerpo genera inmunidad contra el virus, con el virus digerido descomponiéndose en fragmentos y siendo memorizado para crear inmunidad a largo plazo. Por lo tanto, desde el punto de vista del sistema inmunológico, hay poca diferencia entre una partícula ZIF‑8 y una partícula viral real.

Fuente: Science Advances

¿Qué sigue para las nanopartículas metal-orgánicas y las vacunas MOF?

El descubrimiento de cómo usar MOF sin un adyuvante abrió el camino a una generación completamente nueva de vacunas que podrían ser más seguras y eficientes.

Otra ventaja es que esas vacunas que utilizan subunidades de proteínas son más baratas y fáciles de fabricar que las vacunas de ARN. Por lo tanto, esto podría mantener los diseños tradicionales de vacunas competitivos incluso frente a las nuevas oleadas de vacunas de ARNm en desarrollo.

El siguiente paso será realizar más pruebas para garantizar la seguridad del ZIF‑8 ahora que se ha demostrado que puede potenciar los efectos de la vacuna. También será necesario desarrollar procedimientos para la fabricación masiva a bajo costo.

Otra posibilidad es que el ZIF‑8 no sea el punto final de las vacunas basadas en MOF. Nanopartículas similares podrían generar un efecto inmunológico aún más fuerte, un perfil de seguridad mejor o ser más fáciles y baratas de fabricar a escala masiva.

Acciones de compañías de vacunas

1. Merck

Aunque en los últimos años fue superada en ingresos totales por las compañías de vacunas COVID‑19, Merck aún mantuvo el puesto #1 entre los vendedores de vacunas no COVID‑19. Entre sus productos más vendidos está la vacuna anti‑VPH (Virus del Papiloma Humano) Gardasil, que generó $8.8 mil millones en 2023, y un crecimiento explosivo de ingresos en los últimos 3 años.

Fuente: Merck

La compañía también está buscando lanzar una nueva vacuna neumocócica con una fecha PDUFA establecida para su vacuna V116 en junio de 2024 y 5 vacunas más en la cartera de I+D.

Fuente: Merck

Mejorar la eficiencia de las vacunas y reducir la necesidad de adyuvantes que pueden causar efectos secundarios será de gran interés para compañías como Merck, que ha tenido que lidiar regularmente con controversias sobre sus vacunas, que pueden causar algunas enfermedades raras, incluido Gardasil.

Así, aunque las vacunas de ARNm han sido la última moda debido a la pandemia, los diseños tradicionales basados en proteínas están lejos de terminar y pueden ser enormemente rentables.

2. GSK

GSK es otro gigante en la producción de vacunas, notablemente con una vacuna meningocócica avanzada 5‑en‑1 (para meningitis) que generó 1.1 mil millones en ingresos en 2022, aunque aún no ha sido aprobada para el mercado estadounidense.

La compañía también está trabajando en ampliar su oferta de vacunas.Su vacuna RSV dirigida a adultos de 50‑59 años ha sido aprobada en enero de 2024, y es la primera disponible para esta población. Más vacunas están en desarrollo, incluyendo para:

• Herpes zóster.
• Influenza.
• Enfermedades meningocócicas.
• Enfermedades neumocócicas.
• Hepatitis B
• Virus del herpes simple

GSK espera que la categoría de vacunas continúe creciendo a un “CAGR de un solo dígito alto %”.

El enfoque de GSK en enfermedades infecciosas, a través de vacunas y nuevos antibióticos, responde a una necesidad urgente en el contexto del aumento de la resistencia a los antibióticos y nuevas epidemias. También es proveedora de adyuvantes o servicios de fabricación para las vacunas de otras compañías, lo que la coloca en una posición privilegiada para beneficiarse de mejoras en las vacunas clásicas y fabricarlas a gran escala.

3. Sanofi

Sanofi (SNW.DE ) (SNY ) es otro gran líder en el mercado de vacunas, con una fuerte presencia en la vacuna anual contra la gripe. También es líder en inmunología en general, notablemente gracias a Duxipent, una terapia anti‑alérgica.

Fuente: Sanofi Vaccines Investor Event

Los esfuerzos de I+D de Sanofi se basan tanto en tecnologías de vacunas tradicionales como en vacunas de ARNm. Para 2025, espera presentar al menos 5 candidatos a vacunas “best‑in‑class” en fase 3 de ensayos clínicos.

Como resultado, la compañía espera que sus ventas de vacunas crezcan hasta más de $10 mil millones para 2030, principalmente gracias a un liderazgo continuo en la gripe, y al crecimiento en RSV, neumocócicas y nuevos mercados de ARNm.

También está trabajando en plataformas tecnológicas innovadoras de inmunología, como conjugados anticuerpo‑fármaco, SYNTHORIN, y aprovechando las células NK (Natural Killer) del cuerpo, así como combinándolas con IA e investigación genómica.

Fuente: Sanofi

Sanofi se está expandiendo en áreas donde las vacunas tienden a tener un bajo rendimiento, como los bebés con un sistema inmunológico inmaduro. Además, también busca ampliar el potencial de las vacunas, notablemente al dirigirse al acné.

Mejorar la eficiencia, como usar MOF para crear una respuesta inmunológica fuerte, podría ser una nueva vía para que la compañía ofrezca un rendimiento médico aún mejor, especialmente para enfermedades o situaciones donde las vacunas históricamente han fallado en rendir adecuadamente.