Uruguaysito Benavides
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Nanovacunas Uruguaysito Benavides Prof. Adj. Inmunología Departamento de Microbiología Facultad de Veterinaria Nanotecnología/Nanopartículas Nanoparticulas con el tamaño similar a componentes de las células y que pueden entrar a células vivas usando los mecanismo de endocitosis o pinocitosis, Treuel et al 2013. Esta nueva tecnología vendió: 6.8 billones de dólares en el 2006. 160 billones de dólares en el 2015. Uso de la Nanotecnología en el desarrollo de vacunas. Hoy la búsqueda nos dice que hay 522 Trabajos publicados L. Zhao et al. / Vaccine 32 (2014) 327– 337 Aplicación de nanopartículas: Aplicación terapéutica: Tratamiento de cáncer, Alzheimer, hipertensión, adicción a la nicotina. Profilaxis: La mayoría de las nanovacunas son de uso humano y están en la fase de “preclinical” y “clinical Trial”. Tamaño de las NPs usadas en vacunas L. Zhao et al. / Vaccine 32 (2014) 327– 337 Tipos de Nanoparticulas (NPs) Poliméricas. Inorgánicas. Liposomas. Immunostimulating complex (ISCOM). Virus-like particles (VLP) Poliméricas Poly(d,l-lactide-co-glycolide) (PLG) (Thomas et al 2011). Poly(d,l-lactic-coglycolic acid)(PLGA) (Lutsiak et al 2006). Poly(g-glutamic acid) (g-PGA) (Akagi et al 2012). Poly(ethylene glycol) (PEG) Vila et al (2004). Inorgánicas No son biodegradables. Partículas de carbón, de oro, silica éstas últimas son biocompatibles Liposomas Lìpidos biodegradables. (liposome-polycation-DNA nanoparticles (LPD). Usadas para vacunas de DNA. Comercialmente: Inflexal® V and Epaxal®, Immunostimulating complex (ISCOM) 40 nm aproximadamente. Estas partículas esféricas atrapan al antígeno. Varios antígenos han sido probados en diferentes modelos: Influenza (Mohamedi et al 2000). Herpes virus (Agrawal et al 2003). Enfermedad de Newcastle ( Homhuan et al 2004). ISCOM inducen una buena respuesta sistémica y de mucosa cuando se da vía mucosas. Adyuvante Iscomatrix consiste de 40-nm una estructura denominada “cage-like structures” compuesta de una fracción purificada de saponina, cholesterol y fosfolipidos. Importante respuesta en mucosas y sistémica en ovejas contra antígenos de influenza comparada con la inyección subcutánea. Vujanic et al 2011; Clinical and Vaccine Immunology p. 79 – 83 ISCOM inducen una buena respuesta sistémica y de mucosa cuando se da vía mucosas. Vujanic et al 2011; Clinical and Vaccine Immunology p. 79 – 83 Virus-like particles (VLP) Proteínas de la capside ensambladas como una partícula viral pero sin el material infectante. La vacunas VLP fueron las primeras en llegar al mercado ya en 1986 como vacuna contra hepatitis B. Es una vacuna recombinante. Andre FE, Vaccine 1990;8:S74–8. Interacción de las NPs con el Antígeno Interacción de las NPs con el Antígeno Absorción es por interacción hidrofóbica. Esta interacción es débil. Es importante el método de interacción a elegir. Saber si el antígeno será liberado dentro de la CPA por ejemplo. Nanovacunas Nanoparticles deberían: 1) Ser captadas por la CD. 2) Madurar y activar CD. 3) Procesar y presentar eficientemente los antígenos a las células T para activar las mismas. 4) Inducir un contexto inflamatorio para que la CD expresen moléculas coestimuladoras. 5) Estas señalizaciones llevan a la CD a migrar a los linfonódulos vía CCR7-CCL19/21 para activar la respuesta de células T. McCarthy et al 2014 Interacción de las NPs con las células presentadoras de antígenos (CPA). Primer paso es el “uptake” de las NPs por la CPA. Para esto es muy importante: tamaño, carga, forma. Tamaño de las Nanopartículas Nanoparticulas (20–40nm ) pueden cruzar las barreras epiteliales e ir directamente a los nódulos linfáticos a través de las Corrientes interstitciales. Partículas más grandes(>100nm) requiere “uptake” por APCs para accede a los nódulos linfáticos. Tamaño de las Nanopartículas Por ejemplo: Fifis et al. comparanlas partículas (<0.5 μm) a un virus. Más de (>0.5 μm) a bacterias. DC de los linfonódulos captan major entre 40 a 100 nm NPs y activan la respuesta CD8+ y humoral. NPs Adyuvantes and Maduración de CD y dirección de la respuesta inmune En un estudio, la incorporación de Poly I:C (ligando de TLR3 ) y resiquimod en las NPs: OVA-PLG NPs incrementan significativamente la activación, proliferación y la función efectora específica de células CTLs. Rutas de Inmunización Subcutáneo/ inmunidad sistémica. Intravenosa / tolerancia . Via mucosas/Inmunidad de mucosas y sistémica. El sistema immune de mucosas es altamente compartimentalizado. La inmunización por via parenteral no induce anticuerpos de mucosas. Inmunización por mucosas puede generar anticuerpos sistémicos y a nivel de mucosas. Holmgren et al (2005) Nanovacuna para mucosas Co-conjugación con ovalbumina y flagelina (TLR5 ligando) incrementa la respuesta humoral y de células T citotóxicas en vias aéreas, en las mucosas rectales y vaginales cuando es administrado intranasally. Holmgren et al (2005) Campilobacter es responsible por 400 millones de casos humanos de enterocolitis. Un limitado número de casos evolucionana hacia artritis y la neuropatía de Guillain Barré. Animales como gallinas, bovinos, cerdos, ovejas y perros actuan como reservoreos asintomáticos. Contaminan alimentos y fuentes de agua. Huang et al 2010 Inmunización intranasal de White Leghorn usando una vacuna de DNA+Chitosan la cual lleva el plasmido recombinante pCAGGS-flaA del gen fla que codifica la mayor proteína estructural flaA de C. jejuni. Huang et al 2010 Figure 2: Protection of DNA from DNAse I digestion by chitosan. Naked DNA and chitosan-DNA complex containing 1 μg DNA were both incubated with DNAse I for 15min at 37◦C. Then the reaction was stopped by adding with 0.5M EDTA. chitosanDNA was then subjected to chitosanase and lysozyme digestion. Finally, all samples were run on 0.8% (w/v) agarose gel and stained with ethidium bromide. Lane 1: chitosan-DNA; 2: chitosan-DNA + DNAse I (28U/mL); 3: chitosan-DNA + chitosanase (0.15 U/mL) + lysozyme (15U/mL); 4: 3 + DNAse I (28 U/mL); 5: DNA+ DNAse I (28U/mL); 6: DNA (pCAGGS-flaA, 4.1 kb). Huang et al 2010 Huang et al 2010 Huang et al 2010 Huang et al 2010 Huang et al 2010 Vacuna contra aftosa: Vacunación nasal es una alternative interesante para evitar el uso de jeringas. Los experimentos de vacunación usando Chitosan- NPs-FMD lo demuestran, usando el modelo de cobayos. Tamaño de NPs(221.9-281.2 nm), carga positiva (+7 to +13 mV) y excelente capacidad de liberación de antígenos (93-97%). Se observaron altos niveles de anticuerpos en la vacuna NPs-CS-FMD. Fué major que la intraperitoneal. Mayores títulos de anticuerpos a nivel sanguíneo y en mucosas. Tajdini et al 2014 Conjunctival vaccination against Brucella ovis in mice with mannosylated nanoparticles. Antígeno “hot saline complex extracted” de Brucella ovis (HS) encapsulado en nanopartículas monosiladas (MAN-NP-HS). Instilación nasal con MAN-NP-HS en ratones y se compararon los niveles de protección con la vacuna commercial administrada subcutaneamente. Los niveles de protección fueron superiores. Animales immunizos con MAN-NP-HS mostraron 3-log reduccion en las CFU del bazo comparados con animals no inmunizados. Mayor respuesta de IgA que en la inmunización convencional. IL2, IL4, e IFN gama mostraron buena correlación con la protección. Da Costa Martin et al ; J Control Release. 2012 Sep 28;162(3):553-60 PLGA nanoparticulas Ag: Porcine reproductive and respiratory syndrome (PRRS). Inoculación: Intranasal a 2 semanas de intervalos 2 ml cada ves. Respuesta mixta Th1-Th2 NPs: Chitosan Ag: DNA - Chlamydia trachomatis (major outer membrane protein (MOMP)). Inoculación: intramuscular en modelos de ratones.
