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Desarrollo de una vacuna contra el VIH

Diversos 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 ser infectadas con 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 (método de vacunación activa) o consistir en anticuerpos preformados contra el VIH (método 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 dio en relativamente pocas personas 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 confirmara que el VIH causaba el SIDA, la Secretaria de Salud y Servicios Humanos de los Estados Unidos , Margaret Heckler, declaró que en dos años habría una vacuna disponible. [2] Sin embargo, preparar el sistema inmunológico adaptativo para que reconociera las proteínas de la envoltura viral no impidió la adquisición del VIH.

Son muchos los factores que hacen que el desarrollo de una vacuna contra el VIH sea diferente de otras vacunas clásicas (a fecha 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 la glicosilación , la trimerización y los cambios conformacionales inducidos por el receptor, lo que dificulta su bloqueo con anticuerpos neutralizantes.

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

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

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

Se ha observado que algunos, pero no todos, los individuos infectados por el VIH producen naturalmente anticuerpos ampliamente neutralizantes (BNAbs) 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 múltiples personas no relacionadas. [7] Estos anticuerpos imitan a CD4 y compiten por el sitio de unión de CD4 conservado. Todos estos anticuerpos comparten un origen de línea germinal en la cadena V H , donde solo unos pocos alelos humanos del gen IVIG1-2 pueden 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 del VIH. La proteína en forma de espiga es "trimérica", con 3 moléculas idénticas, cada una con una región similar a una 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 éstas 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 la obtención de imágenes de mayor resolución de la estructura general de la proteína ha sido difícil 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 criomicroscopía electrónica 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 de Tchimpounga ( República del Congo )

El modelo animal típico para la investigación de vacunas es el mono, a menudo el macaco . Los monos pueden ser infectados con SIV o el SHIV quimérico con fines de investigación. Sin embargo, la vía bien probada de intentar inducir anticuerpos neutralizantes mediante vacunación se ha estancado debido a la gran dificultad de estimular anticuerpos que neutralicen los aislados primarios heterólogos del VIH. [10] Algunas vacunas basadas en la envoltura del virus han protegido a los 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 plantear desafíos en el uso de un modelo animal. El modelo animal puede ser extremadamente útil, pero a veces controvertido. [13]

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

La investigación sobre el virus de la inmunodeficiencia humana (SIV) financiada por el NIAID ha demostrado que la inoculación de una vacuna contra el SIV basada en el citomegalovirus (CMV) en monos da como resultado la contención del virus. Por lo general, la replicación y diseminación del virus se produce en cuestión de días después de la infección, mientras que la activación y el reclutamiento de células T inducidos por la vacuna a los sitios de replicación viral tardan semanas. Los investigadores plantearon la hipótesis de que las vacunas diseñadas para mantener activadas las células T de memoria efectoras podrían perjudicar la replicación viral en su etapa más temprana. [ cita requerida ]

Las vacunas específicas también pueden necesitar modelos animales especializados. Por ejemplo, las vacunas diseñadas para producir anticuerpos de tipo VRC01 requieren la presencia de alelos V H similares a los humanos. En el caso de organismos como los ratones, el alelo humano debe insertarse en su genoma para producir un imitador útil. [16] Los murinos también son animales experimentales en el SIDA y el SIDA murino y el SIDA humano son similares. El análisis inmunológico y los estudios genéticos revelan genes resistentes en el complejo H-2 de los ratones, lo que indica que las diferencias genéticas en los ratones podrían modificar las características de la enfermedad del VIH. El virus defectuoso de la leucemia murina es el principal agente etiológico del SIDA materno, que parece ser capaz de inducir la enfermedad en ausencia de replicación del virus. La proliferación de células diana y la expansión oligoclonal son inducidas por el virus, lo que sugiere que se observa una inmunidad reprimida en los ratones, lo que se conoce como síndrome paraneoplásico. Esto se ve respaldado además por la buena respuesta de los ratones SIDA materno a los agentes antineoplásicos. Este modelo animal es útil para demostrar el surgimiento de nuevas hipótesis sobre el SIDA, incluyendo el papel del VIH defectuoso y la replicación del VIH en la progresión de la enfermedad, y también la importancia de identificar las células diana 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 candidatos diferentes de envoltura gp120 y gp160 , en los EE. UU. predominantemente 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 y no ofreció inicialmente 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 CD8+ (CTL). 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 requerida ]

La disponibilidad de varios vectores recombinantes de la viruela del canario ha proporcionado resultados interesantes que pueden resultar generalizables a otros vectores virales . El aumento de la complejidad de los vectores de la viruela del canario mediante la inclusión de 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 los voluntarios fueron capaces de 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 fueron capaces de matar células infectadas con VIH de otros clados, aunque el patrón de reconocimiento no fue uniforme entre los voluntarios. El vector de la viruela del canario es la primera vacuna candidata contra el VIH que ha inducido respuestas de CTL funcionales de clado cruzado. El primer ensayo de fase I de la vacuna candidata en África se lanzó a principios de 1999 con voluntarios ugandeses. El estudio determinó hasta qué punto los voluntarios ugandeses tienen CTL 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 una proteína gp120 adaptada para el subtipo C del VIH común en el África subsahariana, con el adyuvante MF59. Aquellos que recibieron el régimen de vacuna produjeron fuertes respuestas inmunitarias desde el principio y el régimen fue seguro. [18]

Otras estrategias que han avanzado hasta la fase I de ensayos 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 efectos:

En 2011, investigadores del Centro Nacional de Biotecnología de Madrid dieron a conocer los 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 en fase I en humanos de una vacuna de VIH-1 completa inactivada, SAV001 . El VIH utilizado en la vacuna fue inactivado química y físicamente mediante radiación. El ensayo, realizado en Canadá en 2012, demostró un buen perfil de seguridad y generó anticuerpos contra el VIH-1. [21] Según el Dr. Chil-Yong Kang de la Escuela de Medicina y Odontología Schulich de la Universidad Western en Canadá, el desarrollador de esta vacuna, los anticuerpos contra gp120 y p24 aumentaron a 8 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 de los otros sitios. [23] Como resulta que la mayoría (pero no todos) [8] humanos tienen los alelos necesarios, el problema se trasladó al método de administración. 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 confirma que una vacuna más desarrollada (a través de su "plataforma de ARNm VLP env-gag" que contiene eOD-GT8 [24] ) 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 requerida ]

Fase II

Vacunas preventivas contra el VIH

Vacunas terapéuticas contra el VIH

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

Fase III

Vacunas preventivas contra el VIH

Todavía no hay vacunas preventivas pasivas contra el VIH que hayan alcanzado la Fase III, pero algunos candidatos a vacunas preventivas activas contra el VIH ya han entrado en la Fase III.

Vacunas terapéuticas contra el VIH

Ninguna vacuna terapéutica candidata contra el VIH ha llegado aún a la fase 3 de pruebas.

Ciencias económicas

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

Las cuestiones económicas que plantea 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 desarrollada una vacuna contra el SIDA, los gobiernos y las ONG pueden estar en condiciones de rebajar el precio hasta el costo marginal . [45]

Clasificación de las 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:

Filtración de viriones de la sangre (Etapa I)

Métodos para capturar el virión (estadios 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 . A continuación, se muestran las diferentes clasificaciones de los métodos:

Bloqueo de la replicación (Etapa V)

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

Inhibición de la funcionalidad de las células infectadas (estadio VI-VII)

Inhibir las funciones vitales de las células infectadas:

Trabajo futuro

Se ha informado de que los pacientes con VIH coinfectados con el virus GBC (GBV-C), también llamado virus de la hepatitis G, pueden sobrevivir más tiempo que aquellos que no tienen GBV-C, pero los pacientes pueden ser diferentes en otros aspectos. El GBV-C es potencialmente útil en el desarrollo futuro de una vacuna contra el VIH. [51]

Las vacunas vivas atenuadas tienen un gran éxito contra la polio, el rotavirus y el sarampión, pero no se han probado contra el VIH en humanos. La reversión al virus vivo ha sido una preocupación teórica de seguridad que hasta la fecha ha impedido el desarrollo clínico de una vacuna viva atenuada contra el VIH-1. Los científicos están investigando nuevas estrategias para desarrollar una vacuna viva atenuada contra el VIH-1 no virulenta. Por ejemplo, se ha creado una forma genéticamente modificada del 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 la proteína, lo que le permite replicarse. Debido a que este aminoácido es extraño para el cuerpo humano, el virus no puede reproducirse. [52] Evidencias recientes sugieren el uso de células CAR NK universales contra el VIH [53] [54]

Véase también

Referencias

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