Pruebas rápidas de vacunas candidatas con miniórganos cultivados en laboratorio

Desarrollar y probar nuevos tratamientos o vacunas para el ser humano requiere casi siempre ensayos con animales, pero a veces estos experimentos pueden tardar años en completarse y pueden plantear problemas éticos sobre el trato a los animales. Ahora, investigadores que publican en ACS Central Science han desarrollado una nueva plataforma de pruebas que encapsula linfocitos B —algunos de los componentes más importantes del sistema inmunitario— en “organoides” en miniatura para agilizar el cribado de vacunas y reducir considerablemente el número de animales necesarios.

Las vacunas introducen un antígeno en el sistema inmunitario. El antígeno puede ser una parte o la totalidad de un virus o una bacteria, lo que permite al organismo prepararse para una futura exposición programando sus linfocitos B para que fabriquen anticuerpos contra el antígeno. Sin embargo, ciertas bacterias se recubren con un “disfraz” de polisacárido, lo que requiere vacunas conjugadas especializadas, como las que protegen contra la neumonía y la meningitis. En este tipo de enfoque, se une, o conjuga, un trozo del polisacárido antigénico con una proteína portadora que el organismo puede reconocer. No obstante, aún no se sabe exactamente cómo interactúan las vacunas conjugadas con los linfocitos B para inducir una respuesta inmunitaria.

La forma tradicional de probar las vacunas consiste en inyectarlas en animales y esperar semanas o meses para conocer el resultado. Además, al desarrollar una nueva clase de vacuna o centrarse en una nueva diana, los científicos a menudo tienen que evaluar muchas vacunas candidatas, lo que requiere numerosos estudios con animales. Para acelerar el proceso y hacer frente a los problemas éticos, los investigadores han empezado a explorar el uso de organoides, que son pequeños grupos de linfocitos que actúan como órganos en miniatura, y crean un entorno simulado que refleja las condiciones in vivo. Se pueden construir cientos de organoides de linfocitos inmunitarios a partir del bazo de un solo animal, lo que aumenta enormemente el rendimiento de las pruebas y podría ayudar a los investigadores a mantenerse al día con el gran número de compuestos que pueden crear y necesitan analizar. Entonces, Matthew DeLisa, Ankur Singh y sus colegas quisieron comprobar si este método proporcionaría resultados similares a los de los experimentos con animales y si la plataforma podría utilizarse para examinar un gran número de candidatos a vacunas basadas en glucoconjugados.

Para construir organoides, los investigadores aislaron linfocitos B de bazos de ratón, añadieron moléculas de señalización celular y componentes estructurales, y luego encapsularon todo en una matriz de hidrogel sintético. A continuación, prepararon vacunas conjugadas candidatas contra la bacteria responsable de la tularemia, o “fiebre del conejo”, para la que actualmente no existe una vacuna aprobada. Los candidatos se probaron utilizando tanto los ensayos tradicionales in vivo con ratones como la nueva plataforma de organoides. Los linfocitos B reaccionaron de forma similar en ambos formatos y también proporcionaron información sobre los diversos cambios bioquímicos que se producen a medida que las células maduran y se convierten en células productoras de anticuerpos. Como resultado, el equipo descubrió que la plataforma podía utilizarse para identificar clones de linfocitos B que generan anticuerpos altamente específicos contra antígenos, lo que tiene una amplia variedad de posibles aplicaciones. Si bien este trabajo es preliminar, los investigadores afirman que la plataforma de organoides podría ayudar a reducir el tiempo que se necesita para desarrollar y evaluar nuevas vacunas conjugadas.

Los autores agradecen la financiación de la Fundación Bill y Melinda Gates, la Agencia de Reducción de Amenazas de Defensa, los Institutos Nacionales de Salud, el Programa HOPE de Wellcome Leap y la Fundación Nacional de Ciencias.

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