Un nuevo parche de vacuna antigripal sin agujas aceleró el sistema inmunológico al igual que una vacuna antigripal tradicional sin efectos secundarios negativos, según un estudio publicado en el Journal of Investigative dermatology. Aunque la investigación se encuentra en las primeras etapas (el parche no se ha probado en seres humanos), es un paso importante hacia una tecnología que podría reemplazar los métodos de vacunación con agujas que requieren la administración por parte de trabajadores de la salud y la eliminación de desechos biológicos peligrosos.
«Los científicos han estado estudiando enfoques de vacunas sin agujas durante casi dos décadas, pero ninguna de las tecnologías ha estado a la altura de la publicidad», dijo Benjamin L. Miller, Ph.D., autor para correspondencia y profesor Decano de dermatología en el Centro Médico de la Universidad de Rochester. «Nuestro parche supera muchos de los desafíos que enfrentan los parches de microneedle para la administración de vacunas, el método principal que se ha probado a lo largo de los años, y nuestra eficacia y falta de toxicidad me entusiasman con la perspectiva de un producto que podría tener enormes implicaciones para la salud global.»
La enfermedad cutánea común allana el camino para la vacuna antigripal sin agujas
Transportar moléculas grandes como las proteínas de la vacuna antigripal a través de la piel es difícil, ya que la piel está destinada a mantener las cosas fuera del cuerpo, no a dejarlas entrar. El equipo del estudio tomó las lecciones aprendidas de la investigación y el tratamiento de una enfermedad inflamatoria común de la piel para superar este obstáculo e informar su estrategia de parche de vacuna contra la gripe.
En pacientes con eccema o dermatitis atópica, la barrera cutánea tiene fugas, lo que permite que el polen, el moho y una gran cantidad de otros alérgenos entren a través de la piel y sean detectados por el sistema inmunitario. Doctora Lisa A. Beck., el autor para correspondencia y profesor Decano de dermatología en el Centro Médico de la Universidad de Rochester descubrió que la expresión de una proteína llamada claudina-1 ayuda a mantener la resistencia de la barrera y a disminuir la permeabilidad de la piel. Claudin-1 se reduce significativamente en pacientes con eccema (de ahí la barrera de la piel con fugas) en comparación con individuos sin la enfermedad.
En investigaciones anteriores, Beck descubrió que la disminución de la expresión de claudina-1 en las células de la piel de donantes sanos hacía que la piel fuera más permeable. Beck, Miller y el primer autor Matthew Brewer, Ph. D., se preguntó si podrían usar esta permeabilidad inducida para obtener un virus de la vacuna contra la gripe a través de la piel. La clave sería romper la barrera de la piel el tiempo suficiente para liberar el virus, pero no tanto para dejar entrar cosas no deseadas.
Cómo funciona: colisión de dermatología, química y biología de vacunas
Miller, un químico, trabajó con Brewer, quien recibió capacitación en biología de vacunas e inmunología, para desarrollar péptidos sintéticos que se unen e inhiben claudin-1 en un esfuerzo por abrir la barrera de la piel. Probaron sus formulaciones en células cutáneas humanas e identificaron un péptido que interrumpía la barrera sin efectos tóxicos.
A continuación, diseñaron un parche que contenía el péptido sintético y una vacuna contra la gripe recombinante y probaron dos escenarios. En la primera, colocaron el parche en ratones para preparar el sistema inmunológico y, posteriormente, administraron una vacuna intramuscular contra la gripe para aumentar la inmunidad. En el segundo, hicieron lo contrario, administrando primero una vacuna intramuscular contra la gripe para preparar el sistema inmunitario, seguida del parche para aumentar la inmunidad.
En ambos casos, colocaron el parche de vacuna antigripal, que parece un pequeño trozo de cinta, en la parte posterior de los ratones y lo dejaron allí durante tan solo 18 horas y hasta 36 horas. El parche abrió efectivamente la barrera cutánea, medida por la pérdida de agua a través de la piel.
Cuando se colocó el parche por primera vez, no hubo una respuesta inmunitaria significativa, lo que sugiere que podría no ser eficaz para que un bebé naïve a la gripe que no se haya vacunado contra la gripe o que no haya estado expuesto al virus reciba una protección adecuada. Sin embargo, inició una respuesta inmunitaria robusta (medida por un aumento de anticuerpos contra el virus de la vacuna contra la gripe) cuando siguió la inyección intramuscular, lo que sugiere que podría aumentar la inmunidad preexistente para cualquier persona de seis meses o más que haya sido vacunada y/o expuesta al virus (imitando lo que sucede cuando nos vacunamos contra la gripe estacional año tras año).
Es importante destacar que el equipo no observó cambios físicos en la piel durante el período de tres meses en que se observaron los ratones, lo que significa que la interrupción breve de la barrera no aumentó el riesgo de infección.
» Cuando aplicamos el parche con el péptido, la piel del ratón se volvió permeable por un corto tiempo», dijo Brewer, becario postdoctoral en los laboratorios Beck y Miller. «Pero tan pronto como se quitó el parche, la barrera cutánea comenzó a cerrarse. Vimos diferencias significativas tan pronto como una hora después de la extracción, y a las 24 horas la piel volvió a la normalidad, lo que es una gran noticia desde el punto de vista de la seguridad.»
Entrega mejorada de vacunas para la salud mundial
Las vacunas actuales basadas en agujas son eficaces, pero requieren que el personal médico las entregue, generen riesgos biológicos (objetos punzantes) que requieren eliminación y causen dolor y ansiedad a los pacientes, todos obstáculos para la entrega en los países en desarrollo, que son las áreas de mayor necesidad.
«Estos países no tienen la mano de obra para vacunar a poblaciones enteras», dijo Beck. «Además de eso, hay una aversión a la atención médica en muchas de estas comunidades. Una aguja es dolorosa, es invasiva, y eso hace que las cosas sean más difíciles cuando se trata de un sesgo cultural en contra de la medicina preventiva.»
Un parche de vacuna antigripal podría proporcionar una forma no invasiva de administrar vacunas de forma rápida y barata a un gran número de personas.
«Si quieres vacunar un pueblo en África, no quieres hacerlo con agujas», agregó Miller. «Un parche no tiene que ser refrigerado, puede ser aplicado por cualquier persona, y no hay preocupaciones sobre la eliminación o la reutilización de agujas.»
¿Qué sigue?
Hay mucho más trabajo por hacer en el parche de la vacuna contra la gripe, incluidos estudios adicionales en animales para ayudar al equipo a optimizar la cantidad de tiempo que el parche debe permanecer en la piel para estimular adecuadamente la respuesta inmunitaria. El equipo espera realizar ensayos en humanos en el futuro, y cree que si el parche es eficaz en las personas, podría funcionar para enfermedades para las que ya existe una vacuna con aguja.
La investigación fue financiada por una subvención para el desarrollo de tecnología de UR Ventures y subvenciones de los Institutos Nacionales de Salud. Además de Miller, Beck y Brewer, Elizabeth Anderson, Radha Pandya, Anna DeBenedetto, Takeshi Yoshida, Tom Hilimire y Luis Martínez-Sobrido contribuyeron al estudio. Dos de los péptidos sintéticos desarrollados por el equipo están patentados y dos están bajo una patente provisional.
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