Ciencia en el mundo

Nanopartículas de oro quirales aumentan eficacia de vacunas más de un 25%

FAPESP/DiCyT
Rev. Manrique Vindas Segura
Cesar A. Parral

La eficacia de las vacunas puede incrementarse significativamente, más de un 25 %, en caso de agregárseles nanopartículas de oro quirales orientadas hacia la izquierda en carácter de adyuvantes. Este descubrimiento se concretó en el marco de una colaboración internacional con participación de científicos brasileños. Y un artículo al respecto salió publicado en la revista Nature.

El conocimiento desarrollado por esta investigación puede ser utilizarlo por cualquier fabricante de cualquier tipo de vacuna, incluso los de las que se aplican contra las nuevas variantes del coronavirus. 

Fuente:
DiCyT

El referido estudio congregó a grupos de investigación de las universidades de Michigan, en Estados Unidos de América, y de Jiangnan, en China. La participación brasileña estuvo encabezada por André Farias de Moura, docente del Departamento de Química de la Universidad Federal de São Carlos (UFSCar) e investigador del Centro de Desarrollo de Materiales Funcionales (CDMF), uno de los Centros de Investigación, Innovación y Difusión (CEPIDs) de la FAPESP. El trabajo también contó con financiación de la FAPESP mediante una ayuda de investigación otorgada a Farias de Moura.

La investigación no se llevó a cabo con vacunas contra el COVID-19, ya que se puso en marcha mucho antes de la actual pandemia. Los (as) científicos (as) utilizaron vacunas desarrolladas para una cepa de virus de la gripe que tampoco es la que está circulando actualmente en Brasil.

Pero los resultados en principio pueden generalizarse a cualquier tipo de vacuna, mediante estudios complementarios caso por caso, obviamente. Sucede que las nanopartículas de oro quiral orientadas hacia la izquierda no constituyen el principio activo de las vacunas, sino que hacen las veces de adyuvantes que potencian la respuesta del sistema inmunitario al inmunógeno.

“La clave para entender el aporte de estas nanopartículas está en el concepto de quiralidad, que se aplica a un objeto o a un sistema que no puede superponerse a su imagen en el espejo”, dice Farias de Moura.

Este término deriva de la palabra griega kheir, que significa mano. Y el ejemplo de quiralidad por excelencia lo constituyen precisamente nuestras manos derecha e izquierda. Cuando nos miramos al espejo con las dos manos hacia delante, la mano que vemos a la derecha de la imagen es nuestra mano izquierda. Y viceversa.

“Todo aquello que vive en el planeta Tierra es quiral. Las moléculas quirales pueden tener propiedades completamente distintas, ya sean cuando están orientadas hacia la izquierda o hacia la derecha. A ambas formas quirales de una misma molécula se las denomina enantiómeros.

"Un ejemplo trágico fue el de la talidomida, un fármaco elaborado para el tratamiento las de náuseas durante el embarazo que, en la década de 1960, causó un brote mundial de malformaciones en fetos. Sucedió que mientras uno de los enantiómeros de la sustancia exhibía el efecto terapéutico esperado, el otro provocaba atrofia en los miembros del bebé en gestación”, afirma Farias de Moura.

Cómo se realizó

El investigador informa que en actual estadio del estudio de los nanomateriales, es posible separar completamente un enantiómero del otro. Y el estudio en cuestión se basó precisamente en esta posibilidad.

“Partimos de nanopartículas de oro, que por ser simétricas no exhiben quiralidad. Son aquirales e inducimos la quiralidad en ellas, haciéndolas interactuar primeramente con el aminoácido cisteína, y en la etapa siguiente intensificamos aún más la quiralidad inducida, mediante la exposición de las nanopartículas a la luz polarizada, utilizando el aminoácido fenilalanina como antena para sintonizar la luz”, informa.

Las quiralidad se mide de acuerdo con el llamado “factor g”, en una escala que va de menos dos (-2) a más dos (+2). Este procedimiento permitió llegar a un valor de g mayor que 0,4. De ello resultaron tres tipos de nanopartículas: el oro original, aquiral, el enantiómero derecho y el enantiómero izquierdo.

“Primeramente pusimos a prueba las nanopartículas en cultivos "in vitro" de células del sistema inmunitario humano. Y verificamos que las nanopartículas quirales inducían la producción de sustancias asociadas a la respuesta inmune aún en ausencia de antígenos, es decir, en ausencia de algo capaz de producir los anticuerpos. En una vacuna, la labor del adyuvante consiste precisamente en generar este tipo de reacción”, comenta Farias de Moura.

Luego el equipo puso a prueba las nanopartículas en una cepa de influenzavirus. “Constatamos que los enantiómeros generaban un gran aumento de la eficacia de la vacuna aplicada. El enantiómero izquierdo específicamente produjo un incremento de la eficacia del 25,8 % en comparación con el enantiómero derecho, y mayor aún en relación con la nanopartícula aquiral”, añade Farias de Moura.

El investigador hace hincapié en que este conocimiento ha sido publicado y se encuentra a disposición de quienes deseen utilizarlo. “Cualquier fabricante de cualquier tipo de vacuna, incluso los de las que se aplican contra las nuevas variantes del coronavirus o del influenzavirus, podrá hacer uso del mismo. No somos desarrolladores de vacunas, pero sí estamos ofreciéndoles un conocimiento básico, una plataforma tecnológica nueva a quienes las desarrollen”, culmina.

En el estudio participaron investigadores (as) de las universidades Federal de São Carlos (UFSCar) en Brasil, de Michigan en Estados Unidos de América y de Jiangnan en China.