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Desarrollo de la vacuna contra el VIH

Varios enfoques para el desarrollo de una vacuna contra el VIH

Una vacuna contra el VIH es una vacuna potencial que podría ser una vacuna preventiva o una vacuna terapéutica , lo que significa que protegería a las personas de la infección por el VIH o trataría a las personas infectadas por el VIH.

Se cree que una vacuna contra el VIH podría inducir una respuesta inmunitaria contra el VIH (enfoque de vacunación activa) o consistir en anticuerpos preformados contra el VIH (enfoque de vacunación pasiva). [1]

Dos regímenes de vacunas activas, estudiados en los ensayos RV 144 e Imbokodo, demostraron que pueden prevenir el VIH en algunas personas.

Sin embargo, la protección se produjo en relativamente pocos individuos y no fue duradera. Por estas razones, todavía no se ha autorizado la comercialización de ninguna vacuna contra el VIH.

Dificultades en el desarrollo.

En 1984, después de que se confirmó que el VIH causaba el SIDA, la Secretaria de Salud y Servicios Humanos de los Estados Unidos, Margaret Heckler, declaró que dentro de dos años estaría disponible una vacuna . [2] Sin embargo, preparar el sistema inmunológico adaptativo para que reconozca las proteínas de la envoltura viral no impidió la adquisición del VIH.

Muchos factores diferencian el desarrollo de una vacuna contra el VIH de otras vacunas clásicas (a partir de 1996): [3]

estructura del VIH

Ciclo de estructura del VIH

Los epítopos de la envoltura viral son más variables que los de muchos otros virus. Además, los epítopos funcionalmente importantes de la proteína gp120 están enmascarados por glicosilación , trimerización y cambios conformacionales inducidos por el receptor, lo que dificulta su bloqueo con anticuerpos neutralizantes.

La ineficacia de las vacunas desarrolladas anteriormente se debe principalmente a dos factores relacionados:

Las dificultades para estimular una respuesta de anticuerpos fiable han llevado a intentar desarrollar una vacuna que estimule una respuesta de los linfocitos T citotóxicos . [4] [5]

Otra respuesta al desafío ha sido crear un péptido único que contenga los componentes menos variables de todas las cepas de VIH conocidas. [6]

Se ha observado que unos pocos, pero no todos, los individuos infectados por el VIH producen de forma natural anticuerpos ampliamente neutralizantes (BNAb) que mantienen el virus suprimido, y estas personas permanecen asintomáticas durante décadas . Desde la década de 2010, un candidato principal es VRC01 y BNAbs similares, ya que se han encontrado en varias personas no relacionadas. [7] Estos anticuerpos imitan al CD4 y compiten por el sitio de unión de CD4 conservado. Todos estos anticuerpos comparten un origen de línea germinal en la cadena VH , donde solo unos pocos alelos humanos del gen IVIG1-2 son capaces de producir dicho anticuerpo. [8] Env es una proteína en la superficie del VIH que permite infectar células. Env se extiende desde la superficie de la partícula del virus VIH. La proteína en forma de espiga es "trimérica", con 3 moléculas idénticas, cada una con una región en forma de tapa llamada glicoproteína 120 (gp120) y un tallo llamado glicoproteína 41 (gp41) que ancla Env en la membrana viral. Sólo las porciones funcionales de Env permanecen constantes, pero generalmente están ocultas al sistema inmunológico por la estructura de la molécula. Los análisis de rayos X y la microscopía electrónica de baja resolución han revelado la arquitectura general y algunas características críticas de Env. Pero obtener imágenes de mayor resolución de la estructura general de la proteína ha sido difícil de alcanzar debido a su estructura compleja y delicada. Tres nuevos artículos utilizan formas estabilizadas de Env para obtener una imagen más clara del trímero intacto. Un equipo de investigación del NCI dirigido por el Dr. Sriram Subramaniam utilizó microscopía crioelectrónica para examinar la estructura de Env. El estudio apareció el 23 de octubre de 2013 en Nature Structural and Molecular Biology . [9]

modelo animal

Chimpancés jóvenes del Santuario Tchimpounga ( República del Congo )

El modelo animal típico para la investigación de vacunas es el mono, a menudo el macaco . Los monos pueden infectarse con SIV o el SHIV quimérico con fines de investigación. Sin embargo, la ruta bien probada de intentar inducir anticuerpos neutralizantes mediante la vacunación se ha estancado debido a la gran dificultad para estimular anticuerpos que neutralicen los aislados primarios de VIH heterólogos. [10] Algunas vacunas basadas en la envoltura del virus han protegido a chimpancés o macacos del desafío con virus homólogos, [11] pero en ensayos clínicos, los humanos que fueron inmunizados con construcciones similares se infectaron después de una exposición posterior al VIH-1. [12]

Existen algunas diferencias entre el VIS y el VIH que pueden presentar desafíos en el uso de un modelo animal. El modelo animal puede resultar extremadamente útil pero a veces controvertido. [13]

Existe un nuevo modelo animal muy parecido al del VIH en humanos. La activación inmune generalizada como resultado directo de la destrucción de células T CD4+ activadas, realizada en ratones, permite nuevas formas de evaluar el comportamiento del VIH. [14] [15]

La investigación sobre el SIV financiada por el NIAID ha demostrado que desafiar a los monos con una vacuna contra el SIV basada en citomegalovirus (CMV) da como resultado la contención del virus. Por lo general, la replicación y diseminación del virus ocurre unos días después de la infección, mientras que la activación y el reclutamiento de células T inducidas por la vacuna en los sitios de replicación viral toman semanas. Los investigadores plantearon la hipótesis de que las vacunas diseñadas para mantener las células T efectoras de memoria activadas podrían afectar la replicación viral en su etapa más temprana. [ cita necesaria ]

Es posible que vacunas específicas también necesiten modelos animales especializados. Por ejemplo, las vacunas diseñadas para producir anticuerpos de tipo VRC01 requieren la presencia de alelos VH similares a los humanos. Para organismos como los ratones, el alelo humano debe insertarse en su genoma para producir una imitación útil. [16] Los murinos también son animales de experimentación en el SIDA y también el SIDA murino y el SIDA humano son similares. Los análisis inmunológicos y los estudios genéticos revelan genes resistentes en el complejo H-2 de ratones, una indicación de que las diferencias genéticas en los ratones podrían modificar las características de la enfermedad por VIH. El virus defectuoso de la leucemia murina es el principal agente etiológico del MAIDS, que parece ser capaz de inducir la enfermedad en ausencia de replicación del virus. El virus induce la proliferación de células diana y la expansión oligoclonal, lo que sugiere una inmunidad reprimida observada en ratones, lo que se conoce como síndrome paraneoplásico. Esto se ve respaldado aún más por la buena respuesta de los ratones MAIDS a los agentes antineoplásicos. Este modelo animal es útil para demostrar el surgimiento de nuevas hipótesis sobre el SIDA, incluido el papel del VIH defectuoso y la replicación del VIH en la progresión de la enfermedad, y también la importancia de identificar las células objetivo del VIH in vivo. [17]

Ensayos clínicos

Varias vacunas candidatas se encuentran en distintas fases de ensayos clínicos .

Fase I

La mayoría de los enfoques iniciales se han centrado en la proteína de la envoltura del VIH . Se han evaluado al menos trece candidatas diferentes para envolturas gp120 y gp160 , en Estados Unidos principalmente a través del Grupo de Evaluación de Vacunas contra el SIDA. La mayoría de las investigaciones se centraron en gp120 en lugar de gp41/gp160, ya que este último es generalmente más difícil de producir e inicialmente no ofrecía ninguna ventaja clara sobre las formas gp120. En general, han sido seguros e inmunogénicos en diversas poblaciones, han inducido anticuerpos neutralizantes en casi el 100% de los receptores, pero rara vez indujeron linfocitos T citotóxicos (CTL) CD8+. Las preparaciones de envoltura derivadas de mamíferos han sido mejores inductores de anticuerpos neutralizantes que los candidatos producidos en levaduras y bacterias. Aunque el proceso de vacunación implicó muchas inyecciones repetidas de " refuerzo ", fue un desafío inducir y mantener los altos títulos de anticuerpos anti-gp120 necesarios para tener alguna esperanza de neutralizar una exposición al VIH. [ cita necesaria ]

La disponibilidad de varios vectores recombinantes de viruela del canario ha proporcionado resultados interesantes que pueden resultar generalizables a otros vectores virales . El aumento de la complejidad de los vectores de canarypox al incluir más genes/epítopos ha aumentado el porcentaje de voluntarios que tienen CTL detectables en mayor medida que el aumento de la dosis del vector viral. Los CTL de voluntarios pudieron matar células mononucleares de sangre periférica infectadas con aislados primarios de VIH, lo que sugiere que los CTL inducidos podrían tener importancia biológica. Además, las células de al menos algunos voluntarios pudieron matar células infectadas con VIH de otros clados, aunque el patrón de reconocimiento no fue uniforme entre los voluntarios. El vector canarypox es la primera vacuna candidata contra el VIH que ha inducido respuestas CTL funcionales entre clados. El primer ensayo de fase I de la vacuna candidata en África se inició a principios de 1999 con voluntarios ugandeses. El estudio determinó en qué medida los voluntarios ugandeses tienen CTL que son activos contra los subtipos de VIH prevalentes en Uganda, A y D. En 2015, un ensayo de fase I llamado HVTN 100 en Sudáfrica probó la combinación de un vector de viruela del canario ALVAC y un Proteína gp120 adaptada para el subtipo C del VIH común en el África subsahariana, con el adyuvante MF59. Quienes recibieron el régimen de vacunas produjeron fuertes respuestas inmunitarias desde el principio y el régimen fue seguro. [18]

Otras estrategias que han avanzado a ensayos de fase I en personas no infectadas incluyen péptidos, lipopéptidos , ADN , un vector atenuado de Salmonella , p24, etc. En concreto, se buscan vacunas candidatas que induzcan uno o más de los siguientes:

En 2011, investigadores del Centro Nacional de Biotecnología de Madrid revelaron datos del ensayo clínico de fase I de su nueva vacuna, MVA-B . La vacuna indujo una respuesta inmunológica en el 92% de los sujetos sanos. [20]

En 2016, se publicaron los resultados del primer ensayo clínico de fase I en humanos de una vacuna contra el VIH-1 completo muerto, SAV001 . El VIH utilizado en la vacuna fue amortiguado química y físicamente mediante radiación. El ensayo, realizado en Canadá en 2012, demostró un buen perfil de seguridad y provocó anticuerpos contra el VIH-1. [21] Según el Dr. Chil-Yong Kang de la Facultad de Medicina y Odontología Schulich de la Universidad Western en Canadá, el desarrollador de esta vacuna, los anticuerpos contra gp120 y p24 aumentaron 8 veces y 64 veces, respectivamente, después de la vacunación. [22]

La línea de investigación VRC01 produjo un antígeno "eOD-GT8" que expone específicamente el sitio de unión de CD4 para la inmunización, refinado con el tiempo para exponer menos otros sitios. [23] Como resulta que la mayoría (pero no todos) [8] los seres humanos tienen los alelos necesarios, el problema se trasladó al método de entrega. En 2021, después de resultados prometedores en pruebas con ratones y primates, los científicos anunciaron que planean realizar un ensayo de fase 1 de una vacuna de ARNm contra el VIH si se desarrolla más (a través de su 'plataforma de ARNm VLP env-gag' que contiene eOD-GT8). [24] ) se ha confirmado que la vacuna es segura y eficaz. [25] [26] El 17 de enero de 2022, IAVI y Moderna lanzaron un ensayo de fase I de una vacuna contra el VIH con tecnología de ARNm. [27] El 14 de marzo de 2022, los Institutos Nacionales de Salud informaron que habían lanzado un "ensayo clínico de tres vacunas de ARNm contra el VIH". Se espera que el ensayo de fase uno concluya en julio de 2023. [ cita necesaria ]

Fase II

Vacunas preventivas contra el VIH

Vacunas terapéuticas contra el VIH

Biosantech desarrolló una vacuna terapéutica llamada Tat Oyi, que se dirige a la proteína tat del VIH. Se probó en Francia en un ensayo doble ciego de fase I/II con 48 pacientes VIH positivos que habían alcanzado la supresión viral con terapia antirretroviral altamente activa y luego suspendieron los antirretrovirales después de recibir la vacuna intradérmica Tat Oyi. [38]

Fase III

Vacunas preventivas contra el VIH

Todavía no ha habido vacunas preventivas pasivas contra el VIH que lleguen a la Fase III, pero algunas candidatas a vacunas preventivas activas contra el VIH han entrado en la Fase III.

Vacunas terapéuticas contra el VIH

Ninguna candidata a vacuna terapéutica contra el VIH ha alcanzado todavía la fase 3 de pruebas.

Ciencias económicas

Un informe de julio de 2012 del Grupo de Trabajo de Seguimiento de Recursos de Microbicidas y Vacunas contra el VIH estima que en 2011 se invirtieron 845 millones de dólares en la investigación de vacunas contra el VIH. [44]

Los problemas económicos relacionados con el desarrollo de una vacuna contra el VIH incluyen la necesidad de un compromiso de compra anticipado (o compromisos de mercado anticipados ) porque una vez que se ha desarrollado una vacuna contra el SIDA, los gobiernos y las ONG pueden reducir el precio hasta el costo marginal . [45]

Clasificación de posibles vacunas.

En teoría, cualquier posible vacuna contra el VIH debe inhibir o detener el ciclo de replicación del virión del VIH. [46] Los objetivos de una vacuna podrían ser las siguientes etapas del ciclo del virión del VIH:

Por lo tanto, la siguiente lista comprende los posibles enfoques actuales para una vacuna contra el VIH:

Filtrado de viriones de la sangre (Etapa I)

Enfoques para atrapar el virión (Etapas I-III, VI, VII)

Enfoques para destruir o dañar el virión o sus partes (Etapa I-VII)

Aquí, "daño" significa inhibir o detener la capacidad del virión para procesar cualquiera de las Fases II-VII . Aquí están las diferentes clasificaciones de métodos:

Bloqueo de la replicación (Etapa V)

Enfoques biológicos, químicos o físicos para inhibir el proceso de fases.

Inhibir la funcionalidad de las células infectadas (Estadio VI-VII)

Inhibir las funciones vitales de las células infectadas:

Trabajo futuro

Ha habido informes de que los pacientes con VIH coinfectados con el virus GB C (GBV-C), también llamado virus de la hepatitis G, pueden sobrevivir más tiempo que aquellos sin GBV-C, pero los pacientes pueden ser diferentes en otros aspectos. GBV-C es potencialmente útil en el futuro desarrollo de una vacuna contra el VIH. [51]

Las vacunas vivas atenuadas tienen gran éxito contra la polio, el rotavirus y el sarampión, pero no han sido probadas contra el VIH en humanos. La reversión a virus vivo ha sido un problema de seguridad teórico que hasta la fecha ha impedido el desarrollo clínico de una vacuna viva atenuada contra el VIH-1. Los científicos están investigando estrategias novedosas para desarrollar una vacuna viva atenuada contra el VIH-1 no virulenta. Por ejemplo, se ha creado una forma genéticamente modificada de VIH en la que los codones del virus (una secuencia de tres nucleótidos que forman el código genético) se manipulan para que dependan de un aminoácido no natural para la traducción adecuada de las proteínas, lo que le permite replicarse. Debido a que este aminoácido es extraño al cuerpo humano, el virus no puede reproducirse. [52] La evidencia reciente sugiere el uso de células CAR NK universales contra el VIH [53] [54]

Ver también

Referencias

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