La mayoría de las vacunas
requieren una serie de inyecciones múltiples antes de que el receptor pueda
considerarse totalmente vacunado. El ejemplo más reciente es la vacuna
COVID-19, para la que la mayoría de las personas necesitan varias dosis. Ahora,
los científicos están desarrollando una vacuna de un solo pinchazo, que se
autoinstala, y que puede administrar varias dosis de la vacuna a lo largo del
tiempo.
Científicos del Instituto
Tecnológico de Massachusetts (MIT) afirman haber desarrollado micropartículas
que liberan cargas útiles a diferentes intervalos, lo que podría utilizarse
para crear vacunas ‘auto-reforzantes’. En un nuevo estudio publicado en la
revista Science Advances, los investigadores explican que con estas
micropartículas, que se asemejan a diminutas tazas de café cerradas con una
tapa, pueden diseñar vacunas que sólo necesitan ser administradas una vez y que
luego se ‘auto-reforzarían’ en un momento estipulado en el futuro. Estas
partículas permanecerían bajo la piel hasta que la vacuna se liberara y luego
se descompusiera. Según el equipo, la vacuna podría combatir numerosas
enfermedades, desde el sarampión hasta el COVID. Además, afirman que este tipo
de suministro de vacunas puede ser útil para administrar vacunas infantiles en
aquellas zonas en las que la gente no tiene fácil acceso a la atención médica.
También puede ser útil para administrar otras terapias, como fármacos contra el
cáncer, tratamientos hormonales y otros medicamentos. “Se trata de una
plataforma que puede ser ampliamente aplicable a todo tipo de vacunas,
incluidas las basadas en proteínas recombinantes, las basadas en el ADN e
incluso las basadas en el ARN”, afirma Ana Jaklenec, investigadora del
Instituto Koch de Investigación Integral del Cáncer del MIT. “Entender el
proceso de cómo se liberan las vacunas, que es lo que describimos en este
artículo, nos ha permitido trabajar en formulaciones que abordan parte de la
inestabilidad que podría inducirse con el tiempo”.
¿Cómo funciona la inyección
multidosis?
Los investigadores explican
que las micropartículas están hechas de PLGA, un polímero biocompatible
aprobado para su uso en dispositivos médicos como implantes, suturas y
prótesis. El equipo creó matrices de moldes de silicona para dar forma a las ‘tazas’
y ‘tapas’ de PLGA. Una vez formadas las copas de polímero, los investigadores
utilizaron un sistema de dispensación automatizado hecho a medida para llenar
cada copa con un medicamento o una vacuna. Una vez que los vasos estaban
llenos, se alineaban las tapas y se bajaban a cada vaso. Mientras tanto, el
sistema se calentó ligeramente hasta que el vaso y la tapa se fusionaron,
permitiendo que el fármaco se sellara en su interior. Esta técnica se denomina
SEAL (StampEd Assembly of polymer Layers), y puede utilizarse para producir
partículas de cualquier forma o tamaño.
El análisis del equipo sobre
el mecanismo de liberación reveló que los polímeros de PLGA que componen las
partículas son descompuestos constantemente por el agua. Cuando un número
suficiente de estos polímeros se ha roto, la tapa se vuelve porosa. Poco
después, el material se rompe, permitiendo que el contenido se derrame. A
continuación, los investigadores analizaron cómo influyen en el momento de la
liberación del fármaco diversos parámetros de diseño, como el tamaño y la forma
de las partículas y la composición de los polímeros. Los investigadores se
sorprendieron al descubrir que el tamaño y la forma de las partículas tenían un
efecto mínimo en la cinética de liberación del fármaco. Dijeron que si una
partícula tiene que liberarse al cabo de seis meses, se puede utilizar el
polímero correspondiente. Si tiene que liberarse a los dos días, puede
utilizarse otro polímero. “Una amplia gama de aplicaciones puede beneficiarse
de esta observación”, señalan.
Eliminación de los problemas
El equipo de investigadores
está trabajando ahora en la forma de corregir algunos problemas técnicos que
encontraron en su enfoque. Por ejemplo, descubrieron que un cambio en el pH del
entorno afecta a las partículas. Cuando el agua descompone los polímeros de
PLGA, los subproductos, como el ácido láctico y el ácido glicólico, hacen que
el entorno general sea más ácido. Esto puede dañar los fármacos que llevan las
partículas (normalmente, proteínas o ácidos nucleicos). El equipo espera poder
contrarrestar este aumento de la acidez y mejorar la estabilidad.
El equipo también desarrolló
un modelo computacional para ayudar al diseño de futuras partículas. Este
modelo puede predecir cómo se degradará una determinada partícula en el cuerpo,
teniendo en cuenta diversos parámetros. El modelo podría guiar el desarrollo de
otras partículas microfabricadas o impresas en 3D y dispositivos médicos
similares.
El equipo de investigación ya
ha utilizado este enfoque para diseñar una vacuna antipoliomielítica
autoinflamable, que actualmente se está probando en animales. Normalmente, las
vacunas contra la poliomielitis tienen que administrarse en una serie de dos a
cuatro inyecciones distintas.
El equipo confía en que las
partículas del núcleo puedan ayudar a crear una vacuna segura, de una sola
inyección y autoestimulante. Se puede producir una combinación de vacunas con
diferentes tiempos de liberación alterando la composición de las
micropartículas. “Este enfoque de una sola inyección tiene el potencial no sólo
de mejorar el cumplimiento de los pacientes, sino también de aumentar las
respuestas inmunitarias celulares y humorales a la vacuna”, señala el coautor
principal, el profesor Robert Langer.
Por último, pero no menos
importante, los investigadores ya han demostrado que este tipo de
administración de fármacos puede ser útil para tratar enfermedades como el
cáncer. En un estudio de Science
Translational Medicine de 2020, los investigadores publicaron un artículo
en el que demostraban cómo pueden administrar fármacos que activan una vía
llamada STING. En varios modelos de cáncer en ratones, se potenció la respuesta
inmunitaria. Las partículas administraron varias dosis del fármaco a lo largo
de varios meses tras ser inyectadas en los tumores. Según los investigadores,
esto inhibió el crecimiento del tumor y redujo la propagación de la enfermedad.
SF
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