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Virología. Volumen 4. Fundamentos

expansión de linfocitos B individuales, 470 la inmortalización de lin focitos B con lentivirus que transducen Bcl-6 y Bcl-xL, 252 la explo ración masiva paralela de linfocitos B individuales en dispositivos microfluídicos, 513 LIBRA-seq 427 y otras técnicas han aumentado el número de Ab humanos para su estudio en varios órdenes de magni tud. Los estudios estructurales de complejos de Ab humanos con Ag víricos han empezado a arrojar datos fascinantes sobre las caracterís ticas de los epítopos de Ab protectores, que a menudo son confor macionales, cuaternarios y complejos por otros motivos. 254 Avances en la biología estructural vinculados con la biología computacional La capacidad para diseñar superficies antigénicas óptimas para la inducción de Ab neutralizantes ha sido durante mucho tiempo un sueño de los científicos especializados en vacunas. El objetivo es de sarrollar constructos sintéticos que produzcan Ab con una especifici dad estructural predeterminada. La inducción de Ab contra epítopos ocultos en la proteína vírica natural ha sido un reto para el diseño de vacunas. Los investigadores que trabajan en los ámbitos de la biología estructural y la modelización computarizada han realizado importan tes avances en este sentido. Se han desarrollado andamiajes de epíto pos inmunógenos diseñados computacionalmente para los epítopos de la gp41 del HIV-1 de los mAb ampliamente neutralizantes 2F5 340 y 4E10 102 y el epítopo motavizumab de la F del RSV. 292 La informa ción estructural del epítopo del sitio de unión a CD4 de la gp120 del HIV reconocido por el Ab neutralizante b12 se ha utilizado con el fin de diseñar reactivos de la gp120 para seleccionar Ab adicionales del sitio de unión a CD4 que tienen una amplia actividad neutralizante contra el HIV. 510 La estabilización de la conformación prefusión de la proteína F del RSV ha dado lugar a una vacuna experimental con tra el RSV más inmunógena. 364 Se han expresado fragmentos de la HA del virus de la influenza para enfocar la respuesta inmunitaria en epítopos conservados en la región del tallo de la HA. 43 El Vaccine Research Center de los NIH está probando una vacuna experimental compuesta por el dominio del tallo de la HA del virus de la influenza A/Nueva Caledonia/20/l999 (H1N1) fusionado genéticamente con la proteína ferritina de Helicobacter pylori , la cual muestra ocho tríme ros de HA que se asemejan a la región del tallo de la HA natural. 501 Se están utilizando herramientas de predicción computarizada para diseñar vacunas experimentales con propiedades óptimas. El paquete de modelado molecular Rosetta, mantenido y desarrolla do por la colaboración internacional RosettaCommons, se ha em pleado ampliamente en casos de aplicación de acoplamiento y diseño para el modelado de Ab y Ag. 422 Tanto el injerto de cadenas laterales como el del esqueleto se han aplicado con éxito en diversos casos para colocar epítopos en estructuras de Ag con andamiaje. Las herra mientas computacionales y estructurales también pueden usarse para el diseño de inhibidores víricos, por ejemplo, el diseño de proteínas dirigidas contra el tallo de la HA del virus de la influenza que imi tan la acción de los Ab neutralizantes. 143 Se han diseñado proteínas pequeñas ( < 65 aminoácidos) que se unen a sus dianas con afini dad nanomolar a picomolar utilizando únicamente información de la estructura tridimensional de la HA del virus de la influenza o de la proteína de la espícula (S, spike ) del SARS-CoV-2. 64 AlphaFold ® , un sistema de aprendizaje profundo basado en un programa de inteli gencia artificial desarrollado por DeepMind ® de Alphabet/Google, realiza predicciones de la estructura de las proteínas con una poten cia cada vez mayor para predecir o diseñar estructuras. 224 Estos mé todos de diseño computarizado son óptimos para impulsar el campo del diseño racional de vacunas, el cual incorpora los conceptos de focalización en la estirpe germinal de Ab y diseño de inmunógenos enfocados en epítopos y basados en linajes de Ab. 55 Parece probable que los inmunógenos diseñados computacionalmente influyan cada vez más en el diseño de vacunas antivíricas. 65 aminoácidos) que se unen a sus dianas con afini la estr la estructura tridimensional de la HA del vir uctura tridimensional de la HA del vir sistema de aprendizaje profundo basado en un programa de inteli © dirigidas contra el tallo de la HA del virus de la influenza que imi 2024 para colocar epítopos en estructuras de Ag con andamiaje el diseño de inhibidor el diseño de inhibidores víricos, por ejemplo, el diseño de pr es víricos, por ejemplo, el diseño de pr Wolters paquete de modelado molecular Rosetta, mantenido y desarro la colaboración internacional RosettaCommons, se ha em do ampliamente en casos de aplicación de acoplamiento y diseño Kluwer, , la cual muestra ocho tríme

También se están utilizando metodologías basadas en secuen cias para el diseño de Ag inmunógenos más amplios, por ejemplo, mediante el método de antígeno ampliamente reactivo optimizado computacionalmente (COBRA, computationally optimized broadly reactive antigen ) que se ha utilizado para la creación de secuencias de consenso con el fin de generar inmunógenos de la HA de vacu nas antigripales para los subtipos H1, H3 y H5. 7 Algunas vacunas experimentales contra el HIV se han diseñado in silico para apuntar a varios subtipos víricos usando lo que se denominan antígenos recom binantes en mosaico , que se construyen a partir de secuencias naturales para incluir epítopos conservados comunes de amplia protección, al tiempo que se reducen las secuencias infrecuentes, que parecen prote ger más ampliamente en estudios con primates no humanos. 28 TIPOS DE VACUNAS Vacunas con virus vivos atenuados Historia de los métodos de aislamiento de cepas atenuadas Se han utilizado diversos métodos para lograr la atenuación de las vacunas con virus vivos atenuados. El virus de la poliomielitis de tipo 2, cepa 712, una de las tres cepas vacunales del virus de la poliomielitis en la preparación de la vacuna con virus vivos atenuados, es un virus de la poliomielitis humano atenuado de origen natural que se iden tificó por su falta de virulencia para el cerebro y la médula espinal de los monos. 405 Las cepas vacunales de adenovirus (tipos 4 y 7) son virus respiratorios humanos de tipo silvestre que se desarrollaron para su uso en el ejército estadounidense y que producen una infección asin tomática tras la administración oral cuya replicación estaba restrin gida al tubo digestivo. 73 El resto de los virus atenuados para vacunas se derivaron de virus humanos de tipo silvestre mediante pases en serie en cultivos celulares preparados a partir de un hospedero no natural, lo que condujo a la aparición de mutantes que estaban parcialmente restringidos en humanos en la puerta de entrada o los órganos diana. De este modo, se seleccionaron mutantes atenuados del virus de la rubéola y de los tipos 1 y 3 del virus de la poliomielitis tras su pase en cultivos de tejidos de riñón de mono. Las cepas vacunales del YFV (cepa 17D) y del virus del sarampión fueron generadas mediante pases múltiples utilizando células en tejido de huevos de gallina embriona dos, mientras que el virus de la parotiditis se atenuó mediante pases múltiples en huevos embrionados. El virus vaccinia se usó para erra dicar la viruela, pero, tras la erradicación, su perfil de seguridad se consideró subóptimo. Se desarrolló una cepa derivada muy atenuada del virus vaccinia denominada virus vaccinia modificado de Ankara (MVA, modified vaccinia Ankara ) mediante más de 500 pases en serie en células de fibroblastos de embrión de gallina de una cepa silvestre del virus vaccinia aislada por el Instituto Turco de Vacunas de Ankara. El virus MVA perdió ~10% del genoma del virus vaccinia y, en conse cuencia, la capacidad para replicarse eficientemente en células de pri mates, 12 pero es extremadamente inmunógeno en humanos. Una característica crítica de la mayoría de los programas exi tosos de desarrollo de vacunas con virus vivos atenuados es la iden tificación de factores pronósticos de atenuación preclínicos en el laboratorio. Para las vacunas contra el YFV y el virus de la poliomie litis, se identificaron cepas vacunales prometedoras por su atenua ción en animales de experimentación. En monos, la vacuna basada en la cepa 17D del YFV mostró un menor tropismo por el hígado, lo que sugiere que este mutante podría estar adecuadamente atenuado para los humanos, 452 una hipótesis que se confirmó durante los ensa yos clínicos posteriores. Se evaluó la neurovirulencia en monos de cepas del virus de la poliomielitis naturales o pasadas por cultivo de tejidos mediante inoculación intraespinal, una innovación cen tral que permitió a Sabin identificar cepas atenuadas. 404,405 Se selec uso en el ejército estadounidense y que producen una infección asin tomática tras la administración oral cuya replicación estaba restrin reproduction de la poliomielitis humano atenuado de origen natural que se iden of the content is prohibited. antígenos recom ados comunes de amplia protección, al tiempo que se reducen las secuencias infrecuentes, que parecen prote

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