Evaluación de mecanismos inmunológicos involucrados en el control de enfermedades infecciosas resurgentes (pertussis) y emergentes (COVID-19)

Abstract

La necesidad de nuevas vacunas para la enfermedad respiratoria denominada tos convulsa, pertussis o coqueluche está bien establecida debido a la situación epidemiológica de resurgencia que se ha comenzado a detectar a partir de los años noventa luego de muchos años de haberla controlado gracias a la aplicación masiva de las vacunas comerciales actualmente disponibles 1. Por ello, en esta tesis se profundiza en la caracterización de la respuesta inmune desencadenada por un nuevo candidato vacunal contra pertussis. Esta enfermedad altamente contagiosa que afecta a todos los grupos etarios ha resurgido con un aumento preocupante de casos aún en países con altas coberturas de vacunación 2–6. Si bien pertussis afecta a personas de cualquier edad, los más sensibles a la enfermedad, con riesgo de hospitalización y muerte, son los niños y niñas menores de 6 meses de edad no vacunados o vacunados con esquemas incompletos para su edad. Esta situación de preocupación sanitaria provocó la revisión de las estrategias de prevención y control de esta enfermedad 1. Así, las medidas que se implementaron y se están implementando refieren al mejor empleo de las vacunas hoy existentes contra la enfermedad de forma de reducir en el corto plazo los casos severos y muertes en los más pequeños 7–10. Se incorporaron refuerzos a los esquemas de vacunación en los grupos poblacionales que presentan alta incidencia y que son principales fuentes de contagio para los lactantes, como los adolescentes y adultos, personal de salud, miembros familiares en contacto de un bebé y/o gestantes. En simultáneo a la aplicación de estas medidas sanitarias, la comunidad científica concuerda en la necesidad de mejoras y desarrollo de nuevas vacunas que superen las debilidades de las actuales vacunas en uso. Las vacunas comerciales basadas en el agente causal (la bacteria Bordetella pertussis inactivada, vacunas celulares o wP) presentan alta reactogenicidad, y desencadenan un perfil de respuesta inmunológico mixto Th1/Th2/Th17 mientras que las constituidas por inmunógenos proteicos altamente purificados derivados de B. pertussis (vacunas de componentes o acelulares aP), si bien son menos reactogénicas, confieren una inmunidad de corta duración con un perfil predominante del tipo Th2 11. Afortunadamente en la actualidad se avanzó en la consolidación de varios candidatos vacunales 11. Uno de ellos, que se encuentra en fase clínica en humanos, corresponde a una formulación a base de bacteria viva atenuada de administración intranasal, BPZE1, que induce una respuesta inmunitaria robusta tanto a nivel mucosal como sistémica 12–21. Otro candidato es el desarrollado a partir de B. pertussis enteras inactivadas en la que se ha reducido la cantidad de endotoxina con el objetivo de reducir la reactogenicidad, pero manteniendo la diversidad de inmunógenos y epitopes 22,23. En lo que refiere a los desarrollos de vacunas acelulares de nueva generación algunos investigadores están trabajando en formulaciones que contienen los mismos inmunógenos que las vacunas actuales pero modificados genéticamente de forma de inducir una respuesta inmunológica más robusta y con un perfil de respuesta Th1 24; otros agregando nuevos antígenos y/o adyuvantes a las formulaciones acelulares en uso 25–29. Una estrategia diferente para el desarrollo de una nueva vacuna acelular fue el abordado por nuestro grupo de trabajo al diseñar una vacuna a base de vesículas de la membrana externa derivadas de B. pertussis (BpOMVs por su abreviatura en inglés) (Patente internacional concedida en USA y en trámite en otros países, Application Number: PCT/IB2014/060143) 30,31. Este candidato ha resultado ser tanto inmunogénico como también protector y bioseguro en el modelo murino de protección, con características superadoras en comparación a los dos tipos de vacunas comerciales existentes 31,32. Nuestro candidato vacunal contiene una diversidad de inmunógenos similar a la de la vacuna celular y genera un perfil de respuesta inmunológica mixta Th1/Th2/Th17, pero siendo menos reactogénica 32. Esta nueva formulación induce una respuesta humoral robusta, un perfil protector Th1/Th17 y una población linfocitaria de memoria local en pulmón que la vacuna acelular no es capaz de montar, aunque ambas son seguras en similar medida 30,32,33. Por ello, en este trabajo de tesis seguimos avanzado en la caracterización de nuestro candidato vacunal basado en las BpOMVs, profundizando en el conocimiento de las poblaciones efectoras y los mecanismos de la respuesta inmune que colaboran en la protección desencadenada por el mismo. En particular, ahondamos en la identificación y caracterización de poblaciones linfocitarias de importancia en el contexto de la inmunización contra pertussis en el modelo murino de infección: linfocitos T CD4, linfocitos T CD8, linfocitos B220. En ese contexto, pusimos en discusión el impacto que tiene la compartimentalización de dichas poblaciones para el establecimiento de los mecanismos protectores en el individuo. Por otro lado, estudiamos las vías y mecanismos de señalización de la inmunidad innata que desencadenan las BpOMVs, en particular los asociados a la vía del inflamosoma, en miras de detallar la articulación entre la activación de la respuesta inmune innata y la respuesta adaptativa protectora que presenta nuestro candidato vacunal. Por último, generamos hibridomas productores de anticuerpos monoclonales contra BpOMVs, los cuales tienen potencial aplicación en diversos estudios de la biología, bioquímica, producción y estandarización, entre otros aspectos, de las BpOMVs y de la bacteria B. pertussis. Estas herramientas que caracterizamos bioquímica y funcionalmenteresultan de valor en el trabajo de seguir caracterizando y posicionando nuestro candidato vacunal para ensayos clínicos futuros. La experiencia y herramientas generadas durante el trabajo en pertussis, me permitieron colaborar en proyectos enfocados a la enfermedad emergente COVID-19 causada por el virus SARS-CoV-2. Esta enfermedad no sólo ha conducido a una gran crisis sanitaria y socioeconómica a nivel global, sino también humanitaria en la cual aún estamos inmersos. El sistema científico, al igual que muchos otros sectores de nuestra sociedad, focalizaron sus actividades en pos de responder a esta situación de crisis. Nuestro grupo se ha sumado a actividades con impacto en las capacidades sanitarias estatales para el manejo de esta pandemia. En particular, participé en dos proyectos, uno enfocado en la generación de hibridomas productores de anticuerpos monoclonales contra distintas proteínas del virus, con potenciales usos en diagnóstico, seguimiento, vigilancia y terapia; y el otro, enfocado en la evaluación de la capacidad inmunomodulatoria de una droga ampliamente usada en la clínica y segura (lidocaína) para posible reposicionamiento de la misma para tratar pacientes COVID-19 severos.