Los científicos han producido y probado, en ratones, una vacuna que protege contra una superbacteria preocupante: una forma hipervirulenta de la bacteria Klebsiella pneumoniae. Y lo han hecho manipulando genéticamente una forma inofensiva de E. coli , informan investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington en St. Louis y VaxNewMo, una startup con sede en St. Louis.
Klebsiella pneumoniae causa una variedad de infecciones que incluyen infecciones raras pero potencialmente mortales del hígado, del tracto respiratorio, del torrente sanguíneo y otras infecciones. Se sabe poco acerca de cómo exactamente las personas se infectan y las bacterias son inusualmente hábiles para adquirir resistencia a los antibióticos. La vacuna prototipo, cuyos detalles se publican en línea el 27 de agosto en Actas de la Academia Nacional de Ciencias , puede ofrecer una forma de proteger a las personas contra una infección letal que es difícil de prevenir y tratar.
"Durante mucho tiempo, Klebsiella fue principalmente un problema en el entorno hospitalario, por lo que aunque la resistencia a los medicamentos fue un problema real en el tratamiento de estas infecciones, el impacto en el público fue limitado", dijo el coautor David A. Rosen,MD, PhD, profesor asistente de pediatría y microbiología molecular en la Universidad de Washington. "Pero ahora estamos viendo cepas de Klebsiella que son lo suficientemente virulentas como para causar la muerte o enfermedades graves en personas sanas de la comunidad. Y en los últimos cinco años,los insectos realmente resistentes y los virus realmente virulentos han comenzado a fusionarse, por lo que estamos comenzando a ver cepas hipervirulentas resistentes a los medicamentos. Y eso da mucho miedo ".
Las cepas hipervirulentas de Klebsiella causaron decenas de miles de infecciones en China, Taiwán y Corea del Sur el año pasado, y las bacterias se están propagando por todo el mundo. Aproximadamente la mitad de las personas infectadas con Klebsiella hipervirulenta resistente a los medicamentos mueren. Dos tipos en particular:- conocidos como K1 y K2 - son responsables del 70 por ciento de los casos.
Rosen; autor principal Christian Harding, PhD, cofundador de VaxNewMo; primer autor Mario Feldman, PhD, profesor asociado de microbiología molecular en la Universidad de Washington y cofundador de VaxNewMo; y sus colegas decidieron crear una vacuna contraLas dos cepas más comunes de Klebsiella hipervirulenta. La superficie externa de la bacteria está cubierta de azúcares, por lo que los investigadores diseñaron una vacuna de glucoconjugado compuesta de estos azúcares unidos a una proteína que ayuda a que la vacuna sea más efectiva. Las vacunas similares han demostrado ser muy exitosas para proteger a las personas contraenfermedades mortales como meningitis bacteriana y un tipo de neumonía.
"Las vacunas de glicoconjugado se encuentran entre las más efectivas, pero tradicionalmente han implicado una gran cantidad de síntesis química, que es lenta y costosa", dijo Harding. "Hemos reemplazado la química con la biología por la ingeniería E. coli para hacer toda la síntesis por nosotros "
Los investigadores modificaron genéticamente una cepa inofensiva de E. coli convirtiéndolo en pequeñas fábricas biológicas capaces de producir las proteínas y los azúcares necesarios para la vacuna. Luego usaron otra enzima bacteriana para unir las proteínas y los azúcares.
Para probar la vacuna, los investigadores dieron a grupos de 20 ratones tres dosis de la vacuna o un placebo a intervalos de dos semanas. Luego desafiaron a los ratones con aproximadamente 50 bacterias del tipo K1 o K2. Estudios anteriores habían demostradoque solo 50 bacterias hipervirulentas de Klebsiella son suficientes para matar a un ratón. En contraste, se necesitan decenas de millones de Klebsiella clásicas, del tipo que afecta a las personas hospitalizadas, para ser igualmente letal.
De los ratones que recibieron el placebo, el 80 por ciento infectado con el tipo K1 y el 30 por ciento infectado con el tipo K2 murieron. En contraste, de los ratones vacunados, el 80 por ciento infectado con K1 y todos los infectados con K2 sobrevivieron.
"Estamos muy contentos con la eficacia de esta vacuna", dijo Feldman. "Estamos trabajando para aumentar la producción y optimizar el protocolo para que podamos estar listos para llevar la vacuna a los ensayos clínicos pronto".
El objetivo es preparar una vacuna para el uso humano antes de que las cepas hipervirulentas comiencen a causar enfermedades en un número aún mayor de personas.
"Como pediatra, quiero ver a las personas obtener inmunidad a este insecto lo antes posible", dijo Rosen. "Todavía es raro en los Estados Unidos, pero dada la alta probabilidad de morir o tener una enfermedad debilitante grave, creopodría argumentar a favor de vacunar a todos. Y pronto no tendremos otra opción. El número de casos está aumentando, y llegaremos al punto en que necesitaremos vacunar a todos ".
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Materiales proporcionado por Facultad de medicina de la Universidad de Washington . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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