Científicos apoyados por los NIH obtienen anticuerpos ampliamente neutralizantes contra el VIH en terneros

Por Judith Lavalle

Los científicos apoyados por los Institutos Nacionales de Salud han logrado un importante paso adelante, provocando anticuerpos ampliamente neutralizantes (bNAbs) contra el VIH mediante la inmunización de terneros. Los hallazgos ofrecen información para el diseño de vacunas contra el VIH y respaldan un mayor estudio de los anticuerpos bovinos modificados como herramientas terapéuticas o de prevención del VIH en humanos, informaron los científicos en un artículo publicado en línea hoy en  Nature .

Los investigadores han observado que alrededor del 10 al 20 por ciento de las personas que viven con el VIH desarrollan naturalmente bNAb para el virus, pero generalmente solo después de aproximadamente dos años de infección. Se ha demostrado en el laboratorio que estos bNAbs evitan que la mayoría de las cepas del VIH infecten las células humanas y protegen a los modelos animales de la infección. Sin embargo, hasta ahora los científicos no han logrado incitar al sistema inmunitario humano a producir bNAbs mediante la inmunización. Además, si bien los bNAbs aislados de personas con infección por VIH han demostrado ser prometedores en estudios con primates y han ingresado en estudios en humanos para  la prevención  y  el tratamiento del VIH , quedan dudas sobre si se podrían producir anticuerpos efectivos rápidamente y en una escala adecuada para una distribución generalizada.

El ganado puede ofrecer alguna ayuda para resolver estos problemas, informan investigadores apoyados por el Instituto Nacional de Alergias y Enfermedades Infecciosas (NIAID), parte de los NIH, en el Instituto de Investigación Scripps (TSRI), la Iniciativa Internacional de Vacunas contra el SIDA (IAVI) y la Universidad Texas A&M . Si bien el ganado no adquiere naturalmente el virus humano del VIH, sus sistemas inmunológicos tienen características únicas que los investigadores pensaron que les permitirían producir anticuerpos potentes cuando se les inyectan inmunógenos del VIH, o proteínas diseñadas para imitar las proteínas en la superficie del VIH.

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En su estudio, los investigadores inyectaron inmunógenos del VIH en los costados de cuatro terneros y esperaron a que su sistema inmunológico respondiera. Las cuatro vacas desarrollaron bNAbs para el VIH en su sangre tan rápido como de 35 a 50 días después de dos inyecciones. Este inmunógeno, un trímero BG505 SOSIP, puede provocar respuestas de bNAb del VIH de manera constante y rápida.

Si bien es probable que los bNAb bovinos no sean adecuados para uso clínico en humanos en su forma actual, explorar esta rápida producción puede ayudar a responder importantes preguntas de investigación.

“Desde los primeros días de la epidemia, hemos reconocido que el VIH es muy bueno para evadir la inmunidad, por lo que los sistemas inmunitarios excepcionales que producen naturalmente anticuerpos ampliamente neutralizantes contra el VIH son de gran interés, ya sea que pertenezcan a humanos o ganado”, dijo Anthony S. Fauci, MD, Director del NIAID.

Los investigadores de TRSI aislaron anticuerpos específicos de los terneros inmunizados para estudiar sus propiedades. Uno de estos anticuerpos es particularmente potente y se une a un sitio clave que el VIH usa para unirse e infectar las células inmunitarias. Llamado NC-Cow 1, neutralizó alrededor de dos tercios de un panel de diversos aislados de VIH. Esta actividad es algo similar a los bNAbs aislados de humanos, como VRC01, un agente  que actualmente se encuentra en ensayos clínicos  como herramienta de prevención del VIH que neutraliza el 90 por ciento de las cepas del VIH pero es menos potente.

“Una minoría de las personas que viven con el VIH producen bNAbs, pero solo después de un período significativo de infección, momento en el cual el virus en su cuerpo ya ha evolucionado para resistir estas defensas”, dijo Dennis R. Burton, Ph.D., autor principal. sobre el estudio, director del Centro de Inmunología de Vacunas contra el VIH/SIDA y Descubrimiento de Inmunógenos de los NIH y director científico del Consorcio de Anticuerpos Neutralizantes de IAVI en TSRI. “Las potentes respuestas en este estudio son notables porque el ganado parece producir bNAbs en un período de tiempo relativamente corto. A diferencia de los anticuerpos humanos, es más probable que los anticuerpos del ganado tengan características únicas y obtengan una ventaja sobre los inmunógenos complicados del VIH”.

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Los investigadores del VIH descubrieron previamente que los bNAbs aislados de personas que viven con el VIH durante muchos años tienden a tener versiones más largas de una región en bucle llamada HCDR3. Estos bucles extendidos ayudan a penetrar las moléculas de azúcar en la superficie del VIH, lo que permite que los anticuerpos de alto rendimiento alcancen y reconozcan las regiones ocultas de las proteínas del VIH y neutralicen el virus. En experimentos anteriores, el equipo de TSRI y sus colaboradores observaron que el ganado produce anticuerpos con bucles HCDR3 largos a una frecuencia mucho más alta que los humanos, que estos bucles HCDR3 son ultralargos y que las células inmunitarias bovinas pueden producir anticuerpos con una unión inmunógena eficaz a través de un mecanismo fundamentalmente diferente al que tiene lugar en las células inmunitarias humanas.

Si bien nadie sabe definitivamente por qué estos poderosos anticuerpos evolucionaron en el ganado, una teoría sostiene que los bucles largos de HCDR3 están vinculados a los extensos sistemas gastrointestinales de los animales. El ganado y otros animales rumiantes tienen estómagos con múltiples cámaras y una población robusta de bacterias en sus tractos digestivos para ayudar a descomponer una dieta de pastos duros. Sin embargo, estas bacterias pueden representar un riesgo de infección si escapan del intestino, por lo que el ganado con un mecanismo versátil para producir anticuerpos potentes se beneficiaría enormemente de una mayor protección. El estudio adicional sobre cómo este mecanismo contribuyó a la obtención de bNAbs para el VIH en el ganado puede inspirar enfoques novedosos para el desarrollo de vacunas contra el VIH.

“El VIH es un virus humano”, dijo Devin Sok, líder del estudio y director de descubrimiento y desarrollo de anticuerpos en IAVI, “pero los investigadores ciertamente pueden aprender de las respuestas inmunitarias en todo el reino animal”.

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Los investigadores también pueden explorar imitar o modificar el potente bNAb aislado o similares para desarrollar terapias experimentales contra el VIH basadas en anticuerpos y herramientas de prevención, así como tratamientos para otros patógenos que han evolucionado para evitar las respuestas de anticuerpos humanos. La industria farmacéutica ya utiliza ganado y otros animales asociados con la agricultura, como pollos y cerdos, para producir anticuerpos terapéuticos y profilácticos, inmunógenos para vacunas y hormonas terapéuticas. Debido a que la investigación actual indica que el sistema inmunitario bovino normalmente puede trabajar rápidamente para producir anticuerpos efectivos contra patógenos difíciles como el VIH, inmunizar al ganado y descubrir dichos anticuerpos puede convertirse en un enfoque útil para garantizar que estas herramientas sean fácilmente accesibles.

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