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¡Implementación fuera de la biotecnología para la creación o una vacuna basada en plantas contra el SARS-CoV-2! La biotecnología de las vacunas de origen vegetal. Hoy, las plantas de ingeniería genética son una plataforma consolidada para el fabricante de productos biofarmacéuticos. Las plantas se han utilizado en las últimas tres décadas para este propósito y han sido de gran ayuda en las industrias farmacéutica y médica. Hasta ahora, se ha producido funcionalmente un grupo diverso de productos biofarmacéuticos en sistemas vegetales, incluidos anticuerpos, vacunas, factores de crecimiento y citosinas. Existe una enzima recombinante producida en células de zanahoria que ya ha sido aprobada por la FDA para el tratamiento de la enfermedad de Gaucher como un gran ejemplo en el avance de las vacunas de origen vegetal. La actualidad de las vacunas de origen vegetal. Actualmente, hay candidatos para vacunas de plantas que están en proceso de ensayos clínicos, incluidos candidatos para influenza porcina, rabia y hepatitis B. Los candidatos de mayor interés en este momento son las vacunas contra la gripe desarrolladas por la compañía francesa biofarmacéutica Medicago Inc. que confíe en el uso de un vector no replicativo que lleve secuencias reguladoras virales para mediar en la expresión transitoria de hemaglutinina (HA) en N. benthamina. En conclusión, estas vacunas se han considerado seguras y sus propiedades inmunogénicas y se han demostrado positivamente mediante pruebas in vitro con células humanas y de ratón. Las pruebas voluntarias revelaron inmunogenicidad adecuada sin efectos adversos graves. Por lo tanto, reflejan una gran seguridad y calidad de la acción terapéutica de los ensayos clínicos. La relación entre las vacunas de bajo costo y las vacunas de origen vegetal. El objetivo final para el desarrollo de vacunas de bajo costo podría lograrse generando formulaciones orales que no requieran purificación y que estén compuestas de biomasa liofilizada encapsulada en píldoras o tabletas de gelatina. Bajo este enfoque, el objetivo es desencadenar respuestas inmunes específicas a través de los tejidos linfoides asociados al intestino (GALT). Para este propósito, se deben usar plantas comestibles que carecen de metabolitos tóxicos. Quizás la principal desventaja de esta tecnología es el largo tiempo requerido para generar líneas transformadas de cultivos comestibles que expresen eficientemente el antígeno de interés (por ejemplo, líneas transgénicas de arroz o maíz o líneas transplastómicas). En términos de costos, evitar los requisitos para dispositivos estériles y personal capacitado representa ahorros sustanciales. El hecho de que las formulaciones de vacunas a base de plantas no requieran la purificación de antígenos será sin duda el factor principal que las convertirá en alternativas de bajo costo, lo cual es necesario para proporcionar una amplia cobertura de vacunación en los países en desarrollo y de bajos ingresos. Posibilidades para desarrollar vacunas anti-COVID-19 de origen vegetal: 1.
Partículas similares a virus (VLP)
Un enfoque destacado para el diseño de vacunas se basa en el uso de partículas similares a virus (VLP), que son complejos macromoleculares que parecen virus, pero 1
carecen de su genoma. De esta manera, las VLP imitan la estructura nativa de los virus, pero no son infecciosas. Esto evita las desventajas de las vacunas formuladas con virus atenuados o inactivados que incluyen reactogenicidad y reversión a formas patógenas. Se puede encontrar una gran cantidad de informes de producción de VLP en la literatura, incluidos casos de virus de la gripe, virus del papiloma humano, virus de la inmunodeficiencia humana, virus de la fiebre aftosa, virus de Norwalk, virus de la fiebre del Valle del Rift y virus de la hepatitis B. Existe una historia de que las VLP del virus envuelto se han expresado con éxito en las plantas a través de la expresión de la proteína HA, se puede anticipar que las VLP del SARS-CoV-2 podrían ensamblarse a través de la expresión de la proteína S. se propone que la expresión nuclear dirigida a la vía de secreción trans-Golgi produzca una proteína sometida a la maquinaria de glicosilación y secreción que podría hacer posible la producción de VLP. Por lo tanto, la adopción de estos trabajos sería valiosa durante el desarrollo de las vacunas basadas en plantas COVID-19. Además de las VLP que se asemejan al virus SARS-CoV-2, otro posible enfoque es adoptar los epítopos de SARS-CoV-2 y expresarlos en VLP quiméricas. De esta manera, una VLP de un virus no relacionado puede servir como el andamiaje para presentar epítopos de SARS-CoV-2 objetivo. Para este propósito, la proteína central de la hepatitis B se ha aplicado como marco para mostrar antígenos no relacionados de algunos patógenos. Los patrones de glicosilación de las proteínas que forman VLP pueden afectar su capacidad inmunológica y protectora. Curiosamente, las estrategias de glicoingeniería se han implementado con éxito para las plantas, lo que permite la diversificación de su aplicación como anfitriones para la producción de productos biofarmacéuticos. Este es un aspecto relevante considerando que las plantas carecen de la capacidad de realizar glicosilación, que es una característica de los sistemas de mamíferos. En algunos casos, como la producción de anticuerpos, estas diferencias en la glucosilación pueden estar asociadas con efectos adversos que incluyen la generación de actividad inmunogénica, que eventualmente puede conducir al bloqueo de anticuerpos contra el anticuerpo terapéutico. Sin embargo, en el caso de las vacunas, estas diferencias podrían agregar más potencial inmunogénico y mejorar la eficacia de la vacuna. 2.
Vacunas multiepitopicas
Otro enfoque que merece atención es el desarrollo de vacunas multiepitópicas, que ofrecen la oportunidad de lograr un diseño racional de la vacuna mediante la selección de epítopos que potencialmente inducen respuestas inmunes robustas y protectoras. Al mismo tiempo, este enfoque descartará aquellos relacionados con respuestas no protectoras o incluso aquellos que inducen una mejora de la enfermedad dependiente de anticuerpos. De esta manera, se puede obtener una vacuna altamente efectiva y segura. De especial interés son los informes que muestran que los epítopos específicos de proteína S mejoran la enfermedad en un desafío de patógenos, destacando la relevancia de recurrir al diseño racional de la vacuna para garantizar no solo la inmunoprotección, sino también la seguridad. En el caso de las vacunas con múltiples epítopos contra agentes infecciosos, varios informes se han centrado en seleccionar los epítopos más prometedores de células T, células B y células T que podrían permitir el diseño racional de una vacuna que induzca respuestas protectoras robustas, al mismo tiempo, ya que se evita el daño respuestas no relevantes. Un factor clave que agrega importancia al desarrollo de vacunas multiepitópicas contra la enfermedad viral es la variabilidad genética, de hecho, se ha sugerido que el virus SARS-CoV-2 evolucionó en dos tipos principales, L 2
y S. El tipo L (∼70%) predomina sobre el tipo S (∼30%), y este último se propone como La versión ancestral. El tipo L es más agresivo que el tipo S. Los epítopos seleccionados son los objetivos a los que deben inducirse las respuestas inmunes adaptativas, pero carecen de la complejidad requerida para desencadenar respuestas inmunes robustas, por lo tanto, se requiere un portador para aumentar la complejidad del antígeno y, a través de efectos adyuvantes, mejorar la potencia de la respuesta inmune inducida, haciéndola adecuadamente polarizada. Dado que los sistemas vegetales se han adoptado con éxito para la producción de proteínas de múltiples epítopos, la generación de tales vacunas contra COVID-19 se considera altamente viable. Además de expresar proteínas quiméricas, la expresión de múltiples antígenos puede lograrse mediante tecnologías transplastómicas (expresión de tipo operón). 3.
Complejos inmunes
La producción de complejos inmunes (IC) en plantas es otro enfoque que hace que los agentes sean altamente inmunogénicos. Los circuitos integrados consisten en antígenos complejos con anticuerpos que los reconocen, constituyendo entidades macromoleculares que son capturadas y procesadas eficientemente por las células presentadoras de antígenos. Esto da como resultado la inducción de respuestas inmunes robustas humorales y mediadas por células. Aprovechando la maquinaria de las células vegetales para la síntesis y el procesamiento de proteínas, se han explotado como fábricas de anticuerpos e IC. 4.
Fusiones de polipéptidos de tipo elastina
La purificación de antígenos es una actividad que muchas horas de trabajo y costo económico. Una alternativa a la purificación se basa en la fusión de polipéptidos similares a la elastina (ELP) que tienen una propiedad única llamada transición de fase reversible, que permite que la proteína de interés precipite cambiando la temperatura. Este enfoque es una alternativa a la cromatografía de afinidad costosa / compleja que se ha aplicado para desarrollar vacunas candidatas a base de plantas con hallazgos relevantes. Por lo tanto, estos precedentes sugieren que la tecnología ELP es un posible enfoque para explorar la producción de antígenos contra el virus SARS-CoV-2. Los pasos comunes para el diseño de antígeno mencionado anteriormente comprenderán determinar los rendimientos de antígeno y la actividad antigénica, evaluar la actividad inmunogénica en animales de prueba bajo diferentes vías de administración y validar la seguridad y estabilidad de la vacuna. Conclusiones La nueva pandemia ha exigido mucho a las industrias farmacéuticas y de materiales biológicos y biotecnológicos para tratar de desarrollar nuevos tratamientos lo más rápido posible para tratar el SARS-CoV-2, que actualmente no ha sido altamente efectivo. Por lo tanto, una vacuna basada en plantas es un enfoque viable para responder rápidamente a esta necesidad. Las tecnologías de expresión actuales ofrecen vías relevantes para el desarrollo de vacunas anti-COVID-19. El gran desafío para el desarrollo de las vacunas a base de plantas COVID-19 será, como es típico de todas las vacunas, demostrar su eficacia en grandes ensayos clínicos para validar su seguridad mientras se cumplen los requisitos de las agencias reguladoras. El hecho de que existan precedentes de productos biofarmacéuticos de origen vegetal aprobados para uso humano y vacunas contra la influenza de origen 3
vegetal en ensayos clínicos (con seguridad y eficacia prometedoras) es alentador. Por lo tanto, algunas vacunas de origen vegetal podrían tener un gran potencial para ser creadas. ¡Todos los créditos de información científica van a los autores de la creación del artículo científico! Referencia de información científica: Rosales, S. e. (2020). What Does Plant-Based Vaccine Technology Offer to the Fight against COVID-19? MDPI Open Access Journals. link: https://www.mdpi.com/2076-393X/8/2/183/htm
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