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Vacunas Nanoparticle-Basadas

las vacunas Nanoparticle-basadas exhiben una amplia gama de propiedades fisicoquímicas ventajosas que puedan ayudar en el lanzamiento apuntado de vacunas nuevas mientras que simultáneamente perfeccionan su eficacia.

Vacuna

Haber de imagen: Nueva África/Shutterstock.com

Introducción

A finales de septiembre de 2020, el coronavirus nuevo 2 (SARS-CoV-2) de la neumonía asiática era responsable de la muerte sobre de un millón personas por todo el mundo. En 2016, antes de que emergiera SARS-CoV-2, la Organización Mundial de la Salud (WHO) denunció que aproximadamente 3,2 millones de muertes fueron causadas directamente por infecciones respiratorias más inferiores, 1,4 millones cuyo eran debido a la tuberculosis (TB) solamente.

Tomados juntos, estos millones de muertes que sean causadas por nuevas y viejas enfermedades infecciosas tienen impactos sustanciales en los sectores socioeconómicos y de la atención sanitaria globales.

Una reseña de tipos vaccíneos

Puesto que muchas de estas enfermedades infecciosas son difíciles de tratar, el objetivo último para combate su extensión y letalidad es desarrollar vacunas efectivas. Una vacuna ideal para cualquier enfermedad es una que es seguro, estable, y capaz de sacar una inmunorespuesta duradera con un número mínimo de dosis.

Aunque muchas de las vacunas que se distribuyen extensamente se atenúen o los organismos enteros matados, varios otros tipos de vacunas han mostrado resultados prometedores en sus perfiles inmunogenéticos. Las vacunas de la subunidad, que también se refieren como vacunas de segunda generación, así como las terceras vacunas de la degeneración que pueden ser ARN o DNA-basado, son algunos de los candidatos de cabeza en vacunas nuevas.

Mientras que muchas de estas aproximaciones vaccíneas alternativas se han mostrado para sacar inmunidad protectora contra varias diversas enfermedades, se asocian a ciertos retos que limiten su eficacia en una fijación clínica. Las vacunas de la DNA y del ARN, por ejemplo, son de poco costo y asociadas con riesgos mínimos de la infección pero pueden ser degradadas fácilmente como resultado de retos del lanzamiento para apuntar sitios.

Las vacunas a base de proteínas, que se han utilizado ya con éxito para la inmunización contra las diversas enfermedades infecciosas que colocaban de tosferina y de tétanos acelulares a la difteria y al neumococo, requieren a menudo los coadyuvantes, que se pueden asociar a sus limitaciones, para aumentar su inmunogeneticidad.

Inmunidad de la vacuna del alza de NPs

Los diversos tipos de NPs se asocian a las propiedades físicas inherentes que pueden activar una inmunorespuesta. El oro, el carbono, los dendrimers, los polímeros, y el liposoma NPs todos se han encontrado para inducir reacciones del cytokine y del anticuerpo. Estas características únicas por lo tanto han desplegado la utilidad potencial de NPs de los vehículos de lanzamiento para las vacunas a los coadyuvantes que pueden aumentar la inmunogeneticidad de candidatos vaccíneos.

NPs que se utiliza con este fin se conoce de otra manera como los activadores o estimuladores nano-inmunos y está típicamente dentro de la gama de tallas de 20 a 100 nanómetros (nm). Algunos ejemplos de estimuladores nano-inmunos sabidos incluyen NPs inorgánico como el hierro y el sílice, NPs polimérico incluyendo kitosán y el ácido (láctico-co-glicólico) polivinílico (PLGA), los liposomas del colesterol y del lípido, así como VLPs.

Después de PLGA NPs, los liposomas son el segundo tipo común de NP que se empleará para los usos clínicos bajo la forma de vehículos de lanzamiento de la vacuna y de la droga. Los liposomas se componen de los lípidos que tienen una culata de cilindro hidrofílica y una cola hidrofóbica que uno mismo-monten en agua bajo ciertas condiciones.

Dependiendo de la carga, de la talla, y de los lípidos específicos que comprenden una formulación dada del liposoma, esta categoría de NPs es capaz de inducir reacciones celulares y/o humorales. La administración de los liposomas de PEGylated, por ejemplo, ha sido mostrada para sacar una reacción por las moléculas de la inmunoglobulina (IgM) M en un in vivo modelo.

Oro Nanoparticles

Haber de imagen: Kateryna Kon/Shutterstock.com

NPs para el lanzamiento vaccíneo

Con respecto a aproximaciones vaccíneas convencionales, los sistemas de envío onda-basados nanos ofrecen varias ventajas incluyendo la protección aumentada contra la degradación prematura, la buena estabilidad, y calidades complementarias perfeccionadas. Cuando está utilizado para encapsular o para recubrir la superficie de un antígeno, nanocarriers puede proteger el inmunógeno contra la degradación proteolítica prematura, de tal modo permitiendo que los investigadores exploren rutas de la administración alternativas.

Además de sus calidades protectoras, los nanocarriers pueden también perfeccionar la especificidad del lanzamiento del antígeno a los APCs y aumentar la duración de la presentación de antígeno a estas células y a otras células inmunes importantes necesarias para lograr inmunidad a largo plazo.

Una gran variedad de nanoparticles (NPs) se ha evaluado como ondas portadoras potenciales para los propósitos vaccíneos, algunos de los cuales del antígeno incluye NPs inorgánico y polimérico, partículas de tipo virus (VLPs), los liposomas, y la proteína uno mismo-montada NPs. El oro, el carbono, y el sílice NPs son todo NPs inorgánico biocompatible que se han utilizado con éxito para entregar los antígenos virales.

El oro NPs ha mostrado éxito determinado en el lanzamiento de antígenos virales y bacterianos como resultado de su capacidad de inducir inmunorespuestas del ordenador principal robusto. El oro NPs en vacunas se ha utilizado in vivo contra gripe, el virus de inmunodeficiencia humana (HIV), la fiebre aftosa, y la tuberculosis. El oro NPs, así como el otro NPs inorgánico tiene gusto del sílice, es bajo costo, altamente reproductivo, y asociado a los buenos perfiles de seguro, que hace éstos NPs altamente ventajoso para los procesos de desarrollo vaccíneos.

Independientemente de su solo potencial inmunogenético, los liposomas pueden también entregar vacunas fundiendo con la membrana celular de objetivo. Los liposomas son altamente versátiles en que la base acuosa de estas moléculas permite para que las moléculas hidrofílicas consigan fácilmente incorporada dentro de este tipo de NP, mientras que las substancias hidrofóbicas se pueden posible encapsular dentro de su bilayer del fosfolípido.

Algunos de los diversos tipos de liposomas que se han incluido en estudios vaccíneos NP-basados incluyen las vesículas unilamellar y multilamellar comprendidas de fosfolípidos biodegradables tales como fosfatidilserina, fosfatidilcolina, y colesterol.

Referencias y lectura adicional

Last Updated: Oct 5, 2020

Benedette Cuffari

Written by

Benedette Cuffari

After completing her Bachelor of Science in Toxicology with two minors in Spanish and Chemistry in 2016, Benedette continued her studies to complete her Master of Science in Toxicology in May of 2018. During graduate school, Benedette investigated the dermatotoxicity of mechlorethamine and bendamustine, which are two nitrogen mustard alkylating agents that are currently used in anticancer therapy.

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