Las plantas se han utilizado para producir una nueva vacuna contra el poliovirus en lo que se espera que sea un paso importante hacia la erradicación mundial de la enfermedad.
Un equipo transversal de científicos, incluida la Dra. Johanna Marsian que trabaja en el Laboratorio del Profesor George Lomonossoff en el Centro John Innes, Norwich, ha producido la nueva vacuna con un método que utiliza partículas similares a virus VLP - no patógenasimita los poliovirus que crecen en las plantas.
Los genes que transportan información para producir VLP se infiltran en los tejidos de la planta. La planta huésped luego reproduce grandes cantidades de ellos utilizando sus propios mecanismos de expresión de proteínas.
El profesor Lomonossoff, del Centro John Innes dijo: "Esta es una colaboración increíble que involucra la ciencia de las plantas, la virología animal y la biología estructural. La pregunta para nosotros ahora es cómo ampliarla, no queremos detenernos en untécnica de laboratorio "
Las VLP parecen virus pero no son infecciosas. Han sido diseñadas biológicamente para que no contengan el ácido nucleico que permite que los virus se repliquen. Esto significa que imitan el comportamiento del virus, estimulando el sistema inmunitario para que responda sin causarUna infección de poliomielitis.
Las pruebas de laboratorio demostraron que los imitadores de poliovirus proporcionaron a los animales inmunidad contra la enfermedad allanando el camino para que las plantas produjeran vacunas humanas a gran escala con el aporte de los colaboradores de la industria farmacéutica.
El avance fue realizado por un consorcio financiado por la Organización Mundial de la Salud OMS que busca erradicar una enfermedad que se conoce desde la antigüedad.
La OMS está buscando vacunas alternativas que eviten el uso del virus vivo como parte de una campaña internacional para erradicar completamente el virus en todo el mundo.
Un flagelo global hasta mediados del siglo pasado, el poliovirus se ha reducido en un 99 por ciento desde 1988 debido a la Iniciativa Mundial de Erradicación de la Polio dirigida por la OMS. Sin embargo, las vacunas actuales contra la poliomielitis requieren la producción de grandes cantidades devirus: el uso del virus vivo no solo representa un riesgo de que el virus se escape, el uso del virus vivo atenuado debilitado mantiene efectivamente la poliomielitis en la población mundial.
Las VLP se expresaron en el Centro John Innes utilizando el sistema de expresión de plantas transitorias Hypertrans® que se había desarrollado previamente allí. Este desarrollo exitoso no solo es prometedor para la producción de vacunas contra la poliomielitis: podría convertirse en un recurso de diagnóstico de primera línea en la producción de vacunas contraotros brotes virales
"La belleza de este sistema de imitaciones de virus no patógenos en crecimiento en las plantas es que aumenta nuestra capacidad de aumentar la producción de candidatos a vacunas para combatir las amenazas emergentes para la salud humana", dijo el profesor Lomonossoff.
En los últimos 20 años, las plantas se han convertido en competidores serios de las bacterias, células de insectos, levaduras o células de mamíferos como sistemas de producción de materiales farmacéuticos. Son rentables y requieren nutrientes simples, agua, dióxido de carbono y luz solar para un crecimiento eficiente yEl sistema de expresión transitoria se puede ajustar rápidamente con bajos costos.
El trabajo en el Centro John Innes amplió el trabajo de los científicos de la Universidad de Leeds, quienes descubrieron por primera vez una forma de producir partículas similares a virus VLP utilizando el sistema de expresión Hypertrans®.
A pesar de los éxitos de la expresión basada en plantas para producir VLP de virus del papiloma y hepatitis B, las VLP de poliovirus habían demostrado ser demasiado inestables para fabricar vacunas prácticas con esta técnica. Un problema es que el material genético que causa la replicación del virus y que espor lo tanto, ausente de las VLP, también tiene un papel en mantener las partículas juntas.
Sin embargo, los equipos del Instituto Nacional de Estándares y Control Biológico, y la Universidad de Leeds identificaron mutaciones dentro de las capas proteicas que permitieron la producción de VLP que son lo suficientemente estables para actuar como vacunas. Los experimentos en la Universidad de Oxford mostraron que eran idénticasa los poliovirus nativos que conservan su forma cuando se calientan y que son efectivos para proteger a los animales contra el poliovirus.
El equipo usó microscopía crioelectrónica en el Centro de Bioimagen de Electrones de Diamond Light Source eBIC para obtener una visión clara de la estructura de los VLP. Confirmaron la estructura y mostraron que las características externas de las partículas eran idénticas a lasde poliovirus.
Dave Stuart, Director de Ciencias de la Vida en Diamond y Profesor de Biología Estructural en la Universidad de Oxford dijo: "Nos inspiró la exitosa vacuna sintética para la fiebre aftosa, que también investigó en Diamond como parte de la colaboración de investigación del Reino Unido.Al utilizar las capacidades de visualización de Diamond y la experiencia de la Universidad de Oxford en análisis estructural y simulación por computadora, pudimos visualizar algo mil millones de veces más pequeño que una cabeza de alfiler y mejorar aún más el diseño átomo por átomo de las conchas vacías. A través de la información obtenida en Diamond,También verificamos que estos tienen esencialmente la misma estructura que el virus nativo para garantizar una respuesta inmune adecuada ".
Esta colaboración significa que la fabricación de las partículas estabilizadas en las plantas a gran escala como precursores de las vacunas ahora está mucho más cerca de convertirse en realidad. Los resultados se resumen en la revista Nature Communications: VLP estabilizadas de Polio 3 de origen vegetal, un candidato sintéticoVacuna contra la polio.
La colaboración incluye el Centro John Innes, el Instituto Nacional de Control y Normas Biológicas, la Universidad de Oxford, la Universidad de Leeds, Diamond Light Source, el Edificio Henry Wellcome para Medicina Genómica.
Información general: poliovirus: el flagelo de los veranos pasados
Un antiguo grabado egipcio en piedra proporciona una pista de que el poliovirus ha sido una plaga inquietante en nuestras vidas desde la antigüedad. El grabado de 3.500 años de antigüedad parece mostrar a una víctima de la polio, un sacerdote con una pierna derecha marchita.
Desde entonces, el virus fue ampliamente temido hasta mediados del siglo pasado y la llegada de las primeras vacunas efectivas. La poliomielitis ahora se reduce a unos cientos de casos al año en todo el mundo, pero estos números permanecen estables a medida que el virus se mantienemantenido en el medio ambiente mediante el uso de la vacuna viva atenuada.
"El poliovirus es una enfermedad muy desagradable y ciertamente hasta la década de 1950 fue un verdadero flagelo", dijo el profesor George Lomonossoff del Centro John Innes, con sede en Norwich Research Park.
"Era conocida como la plaga de verano y aquí, en Norwich, la fuente principal era bañarse en el río Yare cerca del Parque Earlham".
"La mayoría de las personas tenían síntomas muy leves, pero algunas personas contrajeron poliomielitis paralítica y, en el peor de los casos, no pudieron respirar adecuadamente y tuvieron que someterse a un pulmón de hierro para poder respirar".
El poliovirus es el agente causante de la poliomielitis que destruye las neuronas motoras en el sistema nervioso central causando parálisis o incluso la muerte. La transmisión se realiza principalmente al ingerir agua infectada.
La Iniciativa Global de Erradicación de la Polio dirigida por la Organización Mundial de la Salud ha resultado en un 99 por ciento menos de casos en los últimos 30 años al usar dos vacunas altamente efectivas: la vacuna viva atenuada debilitada desarrollada por Albert Sabin y la inactivada con formaldehído ovirus muerto desarrollado por Jonas Salk.
La producción de ambas vacunas, desarrollada en la década de 1950, requiere la propagación de grandes cantidades de poliovirus vivos, lo que aumenta el riesgo de reintroducciones accidentales.
Debido a este riesgo, la OMS ha intensificado su búsqueda de alternativas baratas y viables, este avance utilizando las partículas similares a virus presenta una nueva y emocionante opción. Las vacunas libres de virus permitirán erradicar la poliomielitis y evitarán recurrencias sin riesgosasociado con el uso de las vacunas de virus vivos.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Centro John Innes . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :