Las nanopartículas de oro quiral aumentan la eficacia de la vacuna en más del 25 %

Las nanopartículas de oro quiral aumentan la eficacia de la vacuna en más del 25 %


18 de abril de 2022

(Noticias de Nanowerk) Las vacunas pueden ser un 25 % más efectivas agregando nanopartículas de oro quirales levógiras como adyuvantes, según un estudio realizado por una colaboración internacional que involucra a investigadores brasileños.

Un artículo que informa los resultados se publica en Naturaleza («Respuesta inmunológica dependiente de enantiómeros a nanopartículas quirales»). Modelo computacional de una nanopartícula de oro funcionalizada con enantiómeros zurdos de cisteína y fenilalanina Modelo computacional de una nanopartícula de oro funcionalizada con enantiómeros zurdos de cisteína y fenilalanina. (Imagen: André Farias de Moura)

En el estudio colaboraron tres grupos de investigación, uno con la Universidad de Michigan en Estados Unidos y otro con la Universidad de Jiangnan en China. El grupo brasileño fue liderado por André Farias de Moura, profesor de la Facultad de Química de la Universidad Federal de São Carlos (UFSCar) e investigador del Centro de Desarrollo de Materiales Funcionales (CDMF), uno de los Institutos de Investigación, Innovación y Centros de Difusión (RIDC) financiados por la FAPESP.

No eran vacunas contra el COVID-19 porque comenzó mucho antes de la pandemia. Los investigadores utilizaron vacunas diseñadas para combatir una cepa específica del virus de la gripe. Si bien esta no es la cepa que circula actualmente en Brasil, los resultados pueden en principio generalizarse a cualquier tipo de vacuna, obviamente con estudios complementarios caso por caso. Porque las nanopartículas de oro quirales levógiras no son el ingrediente activo, sino un adyuvante que potencia la respuesta inmunitaria del receptor.

«La clave para comprender la contribución de estas nanopartículas es el concepto de quiralidad, que se refiere a un objeto o sistema que no puede superponerse con su propia imagen especular», dijo Moura a Agência FAPESP.

Así que la quiralidad es una especie de asimetría. El término deriva de kheir, el griego antiguo para mano, y el mejor ejemplo es la diferencia entre mano izquierda y mano derecha. Cuando sostenemos nuestras manos frente a un espejo, la mano que vemos a la derecha es nuestra mano izquierda y viceversa.

“Todo lo que vive en la tierra es quiral. Las moléculas quirales pueden tener propiedades muy diferentes dependiendo de si son diestras o zurdas. Las dos formas quirales de la misma molécula se conocen como enantiómeros», dijo Moura. “Un ejemplo trágico es la talidomida, un fármaco recetado a las mujeres embarazadas a finales de los años 50 y 60 para las náuseas matutinas. Dio lugar a que los bebés nacieran con una variedad de deformidades. Uno de los enantiómeros de la sustancia tuvo el efecto terapéutico esperado, pero el otro atrofió las extremidades del feto”.

nanopartículas

La investigación sobre nanomateriales está lo suficientemente avanzada como para permitir que los científicos separen por completo un enantiómero, explicó Moura, y el estudio se informa en Naturaleza en base a esta posibilidad. “Comenzamos con nanopartículas de oro, que son simétricas y carecen de quiralidad. son aquirales. Primero indujimos quiralidad en ellos al hacerlos interactuar con el aminoácido cisteína, y luego intensificamos la quiralidad inducida exponiéndolos a luz polarizada utilizando el aminoácido fenilalanina como antena captadora de luz», dijo.

La quiralidad se mide en «factor g» en una escala de menos dos (-2) a más dos (+2). El procedimiento utilizado en el estudio permitió a los científicos superar el 0,4 y dio como resultado tres nanopartículas: el oro aquiral original, el enantiómero dextrógiro y el enantiómero dextrógiro.

“Primero probamos las nanopartículas en células inmunitarias humanas cultivadas in vitro y descubrió que las nanopartículas quirales inducían la producción de sustancias asociadas con una respuesta inmune incluso en ausencia de un antígeno, cualquier sustancia capaz de inducir la producción de anticuerpos. Ese tipo de respuesta es exactamente lo que hace un adyuvante en una vacuna», dijo Moura.

Luego, los investigadores probaron las nanopartículas para detectar el virus de la influenza. «Descubrimos que los enantiómeros mejoraron en gran medida la eficacia de la vacuna», dijo Moura. «Específicamente, el enantiómero de la mano izquierda produjo un aumento del 25,8 por ciento en la potencia en comparación con el enantiómero de la mano derecha y un aumento aún mayor en comparación con la nanopartícula aquiral».

El conocimiento se hará público y estará disponible para cualquiera que quiera usarlo, enfatizó Moura. “Puede ser utilizado por cualquier fabricante de cualquier tipo de vacuna, incluidas las vacunas contra nuevas variantes del SARS-CoV-2 o la influenza. No somos desarrolladores de vacunas, pero ofrecemos este conocimiento fundamental como una plataforma tecnológica novedosa para quienes lo son”, dijo.



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