Vacuna peptídica

Vacuna de subunidad basada en péptidos que inmuniza a un organismo contra un patógeno.

Las vacunas sintéticas basadas en péptidos ( vacunas de epítopos ) son vacunas de subunidades elaboradas a partir de péptidos . Los péptidos imitan los epítopos del antígeno que desencadena respuestas inmunitarias directas o potentes. ^[1] Las vacunas de péptidos no solo pueden inducir protección contra patógenos infecciosos y enfermedades no infecciosas, sino que también se pueden utilizar como vacunas terapéuticas contra el cáncer , donde se utilizan péptidos de antígenos asociados a tumores para inducir una respuesta eficaz de células T antitumorales . ^[2]

Historia

Las vacunas tradicionales son las que contienen los patógenos vivos o fijados. La segunda generación de vacunas está formada principalmente por la proteína purificada del patógeno. La tercera generación de vacunas está formada por el ADN o plásmido que puede expresar las proteínas del patógeno. Las vacunas peptídicas son el último paso en la evolución de las vacunas. ^[3]

Ventajas y desventajas

En comparación con las vacunas tradicionales, como las vacunas con patógenos enteros fijos o moléculas de proteínas, las vacunas peptídicas tienen varias ventajas y desventajas. ^[4]

Ventajas:

• Las vacunas se sintetizan completamente mediante síntesis química y pueden tratarse como una entidad química .
• Con una síntesis de péptidos en fase sólida (SPPS) más avanzada que utiliza técnicas de automatización y microondas, la producción de péptidos se vuelve más eficiente.
• Las vacunas no tienen ninguna contaminación biológica ya que son sintetizadas químicamente.
• Las vacunas son solubles en agua y pueden mantenerse estables en condiciones simples.
• Los péptidos pueden diseñarse especialmente para lograr especificidad. Una vacuna de un solo péptido puede diseñarse para que tenga múltiples epítopos para generar respuestas inmunitarias para varias enfermedades.
• Las vacunas sólo contienen una cadena peptídica corta, por lo que es menos probable que provoquen respuestas alérgicas o autoinmunes.

Desventajas:

• Inmunogenicidad pobre.
• Inestable en las células.
• Falta de conformación nativa .
• Sólo es efectivo para una población limitada.

Diseño de epítopos

Toda la vacuna peptídica tiene como objetivo imitar el epítopo de un antígeno, por lo que el diseño del epítopo es la etapa más importante del desarrollo de la vacuna y requiere una comprensión precisa de la secuencia de aminoácidos de la proteína inmunogénica de que se trate. Se espera que el epítopo diseñado genere una respuesta inmunitaria fuerte y duradera contra el patógeno. A continuación, se indican los puntos que se deben tener en cuenta al diseñar el epítopo:

• El epítopo no dominante podría generar una respuesta inmunitaria más fuerte que el epítopo dominante. Por ejemplo, los anticuerpos de personas infectadas por anquilostomas pueden reconocer el epítopo dominante del antígeno llamado proteína APR-1 de Necator americanus , pero los anticuerpos no pueden inducir protección contra el anquilostoma . Sin embargo, otros epítopos no dominantes en la proteína APR-1 muestran la capacidad de inducir la producción de anticuerpos neutralizantes contra el anquilostoma. Por lo tanto, los epítopos no dominantes son los mejores candidatos para las vacunas peptídicas contra la infección por anquilostomas. ^[5]
• Tenga en cuenta la hipersensibilidad . Por ejemplo, algunos epítopos inductores de IgE causan reacciones de hipersensibilidad después de la vacunación en humanos debido a la superposición con epítopos de IgG en la proteína Na-ASP-2, que es un antígeno del anquilostoma. ^[6]
• Algunos epítopos peptídicos cortos necesitan alargarse para mantener la conformación nativa. Las secuencias alargadas pueden incluir una estructura secundaria adecuada . Además, algunos péptidos cortos pueden estabilizarse o ciclarse juntos para mantener la conformación adecuada. Por ejemplo, los epítopos de células B solo pueden tener 5 aminoácidos. Para inducir una respuesta inmunitaria, se utiliza una secuencia de la proteína GCN4 de levadura para mejorar la conformación de las vacunas peptídicas mediante la formación de hélices alfa . ^[7]
• Utilice adyuvantes asociados al epítopo para inducir la respuesta inmune. ^[8]

Aplicaciones

Estructuras químicas de los componentes peptídicos de las vacunas peptídicas contra el Alzheimer (A) CAD106 y (B) ACI-35. ^[9]

Cáncer

• La vacuna del péptido gp100 se estudia para tratar el melanoma . Para generar una mayor respuesta de CTL in vitro , el péptido, gp100:209-217(210M), se modifica y se une a HLA-A2*0201. Después de la vacunación, más células T circulantes pueden reconocer y destruir células cancerosas del melanoma in vitro . ^[10]
• Rindopepimut es la vacuna peptídica derivada del receptor del factor de crecimiento epidérmico (EGFR) para tratar el glioblastoma multiforme (GBM). El péptido de 14 meros está acoplado a la hemocianina de lapa (KLH), que puede reducir el riesgo de cáncer. ^[11]
• E75, GP2 y AE37 son tres vacunas monopeptídicas diferentes derivadas de HER2/ neu para tratar el cáncer de mama. HER2/neu suele tener una baja expresión en los tejidos sanos. E75, que consta de 9 aminoácidos, es el epítopo inmunodominante de la proteína HER2. GP2, que consta de 9 aminoácidos, es el epítopo subdominante. Tanto E75 como GP2 estimulan los linfocitos CD8+, pero GP2 tiene una afinidad menor que E75. AE37 estimula los linfocitos CD4+ . ^[12]

Otras enfermedades comunes

• EpiVacCorona , una vacuna basada en péptidos contra la COVID-19 .
• El IC41 es un candidato a vacuna peptídica contra el virus de la hepatitis C. Está compuesto por cinco péptidos sintéticos junto con el adyuvante sintético llamado poli-l-arginina. ^[13]
• Multimeric-001 es el candidato a vacuna peptídica más eficaz contra la gripe . Contiene epítopos de células B y T de la hemaglutinina . La matriz I y la nucleoproteína se combinan en un único polipéptido expresado de forma recombinante. ^{[14] [15]}
• Vacunas peptídicas contra el Alzheimer : CAD106, ^[16] UB311, ^[17] Lu, AF20513, ^[18] ABvac40, ^[19] ACI-35, ^[20] AADvac-1. ^[21]

Referencias

1. Skwarczynski M, Toth I (febrero de 2016). "Vacunas sintéticas basadas en péptidos". Chemical Science . 7 (2): 842–854. doi :10.1039/C5SC03892H. PMC  5529997 . PMID  28791117.
2. Melief CJ, van der Burg SH (mayo de 2008). "Inmunoterapia de enfermedades (pre)malignas establecidas mediante vacunas sintéticas de péptidos largos". Nature Reviews. Cancer . 8 (5): 351–360. doi :10.1038/nrc2373. PMID  18418403. S2CID  205468352.
3. Schneble E, Clifton GT, Hale DF, Peoples GE (2016). "Estrategias y resultados clínicos de vacunas contra el cáncer basadas en péptidos". En Thomas S (ed.). Diseño de vacunas . Métodos en biología molecular. Vol. 1403. Nueva York, NY: Springer. págs. 797–817. doi :10.1007/978-1-4939-3387-7_46. ISBN 978-1-4939-3387-7. Número de identificación personal  27076168.
4. Skwarczynski M, Toth I (febrero de 2016). "Vacunas sintéticas basadas en péptidos". Chemical Science . 7 (2): 842–854. doi :10.1039/C5SC03892H. PMC 5529997 . PMID  28791117. 
5. Pearson MS, Pickering DA, Tribolet L, Cooper L, Mulvenna J, Oliveira LM, et al. (mayo de 2010). "Anticuerpos neutralizantes contra la hemoglobinasa Na-APR-1 de anquilostomas: implicaciones para una vacuna multivalente contra la infección por anquilostomas y la esquistosomiasis". The Journal of Infectious Diseases . 201 (10): 1561–1569. doi : 10.1086/651953 . PMID  20367477.
6. Diemert DJ, Pinto AG, Freire J, Jariwala A, Santiago H, Hamilton RG, et al. (julio de 2012). "Urticaria generalizada inducida por la vacuna contra el anquilostoma Na-ASP-2: implicaciones para el desarrollo de vacunas contra helmintos". The Journal of Allergy and Clinical Immunology . 130 (1): 169–76.e6. doi : 10.1016/j.jaci.2012.04.027 . PMID  22633322.
7. Cooper JA, Hayman W, Reed C, Kagawa H, Good MF, Saul A (abril de 1997). "Mapeo de epítopos de células B conformacionales dentro de proteínas superenrolladas alfa-helicoidales". Inmunología molecular . 34 (6): 433–440. doi :10.1016/S0161-5890(97)00056-4. PMID  9307059.
8. Azmi F, Ahmad Fuaad AA, Skwarczynski M, Toth I (marzo de 2014). "Progreso reciente en el descubrimiento de adyuvantes para vacunas de subunidades basadas en péptidos". Vacunas humanas e inmunoterapias . 10 (3): 778–796. doi :10.4161/hv.27332. PMC 4130256 . PMID  24300669. 
9. Malonis RJ, Lai JR, Vergnolle O (marzo de 2020). "Vacunas basadas en péptidos: progreso actual y desafíos futuros". Chemical Reviews . 120 (6): 3210–3229. doi :10.1021/acs.chemrev.9b00472. PMC 7094793 . PMID  31804810. 
10. Marincola FM, Rivoltini L, Salgaller ML, Player M, Rosenberg SA (julio de 1996). "Actividad diferencial de CTL anti-MART-1/MelanA en sangre periférica de pacientes con melanoma HLA-A2 en comparación con donantes sanos: evidencia de preparación in vivo por células tumorales". Journal of Immunotherapy with Emphasis on Tumor Immunology . 19 (4): 266–277. doi :10.1097/00002371-199607000-00003. PMID  8877721.
11. Neal DE, Sharples L, Smith K, Fennelly J, Hall RR, Harris AL (abril de 1990). "El receptor del factor de crecimiento epidérmico y el pronóstico del cáncer de vejiga". Cancer . 65 (7): 1619–1625. doi : 10.1002/1097-0142(19900401)65:7<1619::aid-cncr2820650728>3.0.co;2-q . PMID  2311071. S2CID  12449093.
12. Palatnik-de-Sousa CB, Soares IS, Rosa DS (18 de abril de 2018). "Editorial: Descubrimiento de epítopos y diseño de vacunas sintéticas". Frontiers in Immunology . 9 : 826. doi : 10.3389/fimmu.2018.00826 . PMC 5915546 . PMID  29720983. 
13. Firbas C, Jilma B, Tauber E, Buerger V, Jelovcan S, Lingnau K, et al. (mayo de 2006). "Inmunogenicidad y seguridad de una nueva vacuna terapéutica peptídica contra el virus de la hepatitis C (VHC): un ensayo aleatorizado, controlado con placebo para la optimización de la dosis en 128 sujetos sanos". Vaccine . 24 (20): 4343–4353. doi :10.1016/j.vaccine.2006.03.009. PMID  16581161.
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