Luchando contra el COVID: los investigadores del Triangle crean una posible vacuna inhalable

Los investigadores han creado una vacuna inhalable contra la COVID-19 que es estable a temperatura ambiente durante hasta tres meses, se dirige a los pulmones de forma específica y eficaz y permite la autoadministración mediante un inhalador.

Los investigadores también descubrieron que el mecanismo de administración de esta vacuna (un exosoma derivado del pulmón llamado LSC-Exo) es más eficaz para evadir el revestimiento mucoso del pulmón que las nanopartículas basadas en lípidos que se utilizan actualmente, y puede usarse eficazmente con nanopartículas basadas en proteínas. vacunas.

Ke Cheng, profesor distinguido Randall B. Terry Jr. de Medicina Regenerativa en NC State y profesor del Departamento Conjunto de Ingeniería Biomédica de NC State/UNC-Chapel Hill, junto con colegas de UNC-Chapel Hill y la Universidad de Duke, dirigieron el desarrollo del prototipo de vacuna desde la prueba de concepto hasta los estudios en animales.

"Hay varios desafíos asociados con la entrega de vacunas que queríamos abordar", dice Cheng. “En primer lugar, recibir la vacuna mediante inyección intramuscular es menos eficaz para hacerla llegar al sistema pulmonar y, por lo tanto, puede limitar su eficacia. Las vacunas inhaladas aumentarían su beneficio contra el COVID-19.

“En segundo lugar, las vacunas de ARNm en su formulación actual requieren almacenamiento en frío y personal médico capacitado para administrarlas. Una vacuna que sea estable a temperatura ambiente y que pueda autoadministrarse reduciría en gran medida los tiempos de espera de los pacientes, así como el estrés de la profesión médica durante una pandemia. Sin embargo, es necesario reformular el mecanismo de administración para que funcione mediante inhalación”.

Para administrar la vacuna directamente a los pulmones, los investigadores utilizaron exosomas (Exo) secretados por células esferoides pulmonares (LSC). Los exosomas son vesículas de tamaño nanométrico que recientemente han sido reconocidas como un medio excelente para la administración de fármacos.

Primero, los investigadores observaron si LSC-Exo era capaz de administrar "cargas" de proteínas o ARNm a través de los pulmones. Los investigadores compararon la distribución y retención de LSC-Exo con nanopartículas similares a las nanopartículas lipídicas que se utilizan actualmente con las vacunas de ARNm. En un artículo en Vesícula extracelular, los investigadores demostraron que las nanopartículas derivadas de los pulmones eran más efectivas para entregar ARNm y carga de proteínas a los bronquiolos y al tejido pulmonar profundo que las partículas de liposomas sintéticos.

A continuación, los investigadores crearon y probaron una vacuna inhalable de partículas similares a virus (VLP, por sus siglas en inglés) basada en proteínas decorando el exterior de LSC-Exo con una porción de la proteína de pico, conocida como dominio de unión al receptor, o RBD, por sus siglas en inglés. Virus SARS-CoV-2. Un artículo que describe la investigación se publica en Ingeniería Biomédica de la Naturaleza.

"Las vacunas pueden funcionar a través de varios medios", dice Cheng. “Por ejemplo, las vacunas de ARNm envían un script a la célula que le indica que produzca anticuerpos contra la proteína de pico. Esta vacuna VLP, por otro lado, introduce una porción de la proteína de pico en el cuerpo, lo que hace que el sistema inmunológico produzca anticuerpos contra la proteína de pico”.

En modelos de roedores, la vacuna LSC-Exo decorada con RBD (RBD-Exo) provocó la producción de anticuerpos específicos del RBD y protegió a los roedores, después de dos dosis de la vacuna, de la infección con SARS-CoV-2 vivo. Además, la vacuna RBD-Exo permaneció estable a temperatura ambiente durante tres meses.

Los investigadores señalan que, si bien el trabajo es prometedor, todavía existen desafíos asociados con la producción y purificación a gran escala de los exosomas. Las LSC, el tipo de célula utilizado para generar RBD-Exo, se encuentran actualmente en un ensayo clínico de Fase I realizado por los mismos investigadores para el tratamiento de pacientes con enfermedades pulmonares degenerativas.

"Una vacuna inhalable conferirá inmunidad tanto mucosa como sistémica, es más cómoda de almacenar y distribuir y podría autoadministrarse a gran escala", afirma Cheng. "Entonces, si bien todavía existen desafíos asociados con el aumento de la producción, creemos que esta es una vacuna prometedora que merece más investigación y desarrollo".

El trabajo fue apoyado por los Institutos Nacionales de Salud y la Asociación Estadounidense del Corazón. La Universidad Estatal de Carolina del Norte ha presentado una patente provisional sobre las tecnologías informadas en esas publicaciones y el derecho de patente ha sido concedido exclusivamente a Xsome Biotech, una nueva empresa del estado de Carolina del Norte cofundada por Cheng.

(C) NCSU

Fuente del artículo original: WRAL Techwire