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ANTECEDENTES DE LA PLATAFORMA rNDV
El virus recombinante de la enfermedad de Newcastle (rNDV, por sus siglas en inglés) es un paramixovirus aviar naturalmente atenuado y no patógeno que no se replica eficientemente en células de mamíferos, pero desencadena en ellos una respuesta inmunitaria innata similar a un adyuvante (es decir, refuerza la respuesta inmunológica contra un agente extraño), sin requerir un componente adicional para este efecto. Los NDV lentogénicos o de baja virulencia, se emplean regularmente como cepas vacunales de aves y también se han empleado como vectores de expresión de genes y proteínas para vacunas de uso veterinario. Más aún, han sido utilizados en seres humanos en algunos ensayos clínicos para la atención de enfermedades como el cáncer. Para tal aplicación se ha demostrado la especificidad y seguridad del sistema, infectando y destruyendo las células cancerosas, pero no las células sanas. El NDV ha sido estudiado exhaustivamente desde hace más de 50 años y son diversos los reportes sobre sus atributos y ventajas como vector. Ha sido empleado en modelos preclínicos para el desarrollo de vacunas en diversas especies animales que incluyen primates no humanos
La tecnología empleada para el desarrollo de esta vacuna se atribuye a la Escuela de Medicina Icahn en Monte Sinaí (Nueva York, Estados Unidos). Avimex® está facultado para el manejo de esta plataforma a través de una licencia de uso exclusivo para México, que sirvió para la producción de diferentes configuraciones del vector diseñadas contra el virus del SARS-CoV-2 y hoy por hoy, para contar con AVX/COVID-12.
ATRIBUTOS DE LA PLATAFORMA
Las cepas de NDV llevan a cabo la infección restringida en el tracto respiratorio, lo que induce una inmunidad innata y adaptativa. El NDV puede expresar potencialmente los segmentos antigénicos de una proteína (epítopos) dentro de las células del organismo que las recibe (hospedero), lo que es crucial para que, en el caso de la vacuna AVX/COVID-12, la proteína S (espiga o espícula) del SARS-CoV-2, induzca una respuesta inmunitaria protectora. Estas propiedades dieron lugar a que las vacunas de vector NDV hayan mostrado resultados prometedores previamente contra algunos patógenos y, por lo tanto, hacer evidente su potencial contra el SARS-CoV-2, debido a que el NDV tiene la capacidad de producir una respuesta inmunológica sólida, facilitando la expresión de los linfocitos y la generación de antígenos en la superficie de las células infectadas, sin causar enfermedad. Por sí mismo, el NDV codifica solo seis proteínas principales, lo que significa que la competencia antigénica entre la proteína de interés para una enfermedad determinada y las proteínas propias de este vector es mucho menor que la de otros vectores, como los de virus de ADN, cuyos genomas codifican una gran cantidad de proteínas. Además, los genes del NDV son estables, lo que quiere decir que el NDV no sufre tasas de recombinación ni el reordenamiento genético observado en otros tipos de virus de ARN. El NDV es un virus de ARN citoplasmático, lo que reduce las probabilidades de infección a largo plazo o de integración en el ADN de la célula hospedera. Además, la organización modular del genoma del NDV facilita la inserción de genes extraños para su expresión. Finalmente, los estudios serológicos han indicado que más del 96% de la población humana es seronegativa para el NDV, lo que en su momento hizo presumir que resultaría susceptible de responder positivamente a las vacunas basadas en vectores de NDV.
¿CÓMO FUNCIONA LA PLATAFORMA?
El NDV es un virus de ARN monocatenario de la familia Paramyxoviridae, de serotipo 1 con genoma negativo no segmentado, cuyo ciclo de replicación se lleva a cabo en su totalidad en el citoplasma de las células del hospedero, lo que significa que no hay ningún paso de inserción en el genoma del humano o de otra especie. El genoma puede constar de hasta 15,186 nucleótidos de longitud y contiene seis unidades de transcripción que codifican para la nucleocápside (N), fosfoproteínas (P, V y W), matriz (M), fusión (F), hemaglutinina-neuraminidasa (HN) y polimerasa grande (L). De manera general, el virus NDV infecta las células epiteliales del tracto respiratorio, donde se une a compuestos que contienen ácido siálico, como los gangliósidos y N-glicoproteínas, por medio de su glicoproteína de superficie (HN). Sin embargo, la infección también se puede llevar a cabo por procesos de endocitosis mediados por receptores celulares. Una vez que el virus se ha internalizado en la célula del hospedero, se lleva a cabo la transcripción del ARN genómico de sentido negativo al ARN mensajero (mARN), que luego se traduce a proteínas virales. Posteriormente, se realiza el ensamble del virión y éste es excretado de la célula por exocitosis para infectar nuevas células. Es así, que, haciendo uso de las características propias del virus, se le utiliza como vector de expresión de genes completos o segmentos de ellos en células de interés, con la posibilidad de que se despierte una respuesta inmunológica específica frente a las proteínas del virus SARS-CoV-2 o las de otro agente infeccioso de interés.
¿POR QUÉ ES SEGURA?
El NDV es un virus aviar que representa riesgos mínimos para la salud humana, por lo que se han desarrollado ensayos clínicos para su uso como agente oncolítico; empleando dosis muy altas en pacientes con cáncer, incluso, se ha demostrado que tiene efectos seguros y favorables en personas inmunodeprimidas Una de las razones de por qué NDV no es un agente patogénico en los mamíferos, es porque existen factores de restricción del huésped. Las cepas de NDV, tal como la empleada para generar la vacuna AVX-COVID-12, es naturalmente atenuada, y su sitio de corte contiene pocos aminoácidos básicos, lo cual restringe su replicación en diversos tejidos y solo permite la infección en el tracto respiratorio superior, principalmente. Existen algunos reportes de infección por NDV en humanos, en los que se han visto involucrados avicultores, investigadores de laboratorio y casos aislados. En esas ocasiones se documentaron enfermedades leves como conjuntivitis, laringitis y síntomas similares a la gripe. Sin embargo, estos síntomas fueron autolimitados y desaparecieron al cabo de unos días. En un estudio realizado en la India, se encontró que el 38% de los trabajadores avícolas eran seropositivos para el NDV, en comparación con menos del 4% de la población general; en otro estudio, realizado en los Estados Unidos de América, también se encontró que solo el 29% de los trabajadores avícolas eran seropositivos para este virus, lo que demuestra que la mayoría de las infecciones por NDV son asintomáticas. Adicionalmente, estudios en pruebas preclínicas demuestran la nula transmisión de NDV a centinelas y no se han encontrado pruebas contundentes que demuestren la transmisión del virus de una persona a otra, sea por contacto físico o por intercambio de fluidos. En el caso de los ensayos clínicos en humanos para la administración de diversos tipos de NDV en pacientes con cáncer, éstos se han llevado a cabo por inoculación directa vía intranasal o parenteral, y solo han producido los efectos secundarios mencionados anteriormente. En un ensayo de dosis aumentada en pacientes con cáncer, se suministraron dosis crecientes de una cepa mesogénica del NDV, la cual fue tolerada adecuadamente en dosis de al menos 3×109 unidades por vía intravenosa y al menos 4×1012 unidades por vía intratumoral. Estos pacientes mostraron síntomas leves similares a la gripe; aproximadamente el 50% de ellos presentó una disminución gradual de los síntomas con la eliminación transitoria del virus. En otro estudio clínico, la aplicación de aproximadamente 1×108 unidades de NDV desplegó síntomas de ligera fiebre en el 25% de los pacientes durante 24 horas. Lo anterior demuestra que la seguridad de las cepas del NDV como agentes anticancerígenos es consistentemente alta (aun con la posibilidad de que se presenten efectos secundarios leves), debido a que este virus tiene una replicación selectiva en células tumorales y la muerte celular asociada provoca respuestas inmunológicas antitumorales, tanto innatas como adaptativas. En adición a lo anterior, hasta la fecha no ha habido ningún informe sobre la toxicidad acumulativa asociada con la aplicación repetida y creciente de las diversas cepas del NDV, por lo cual, se considera que su uso es altamente seguro en humanos.
VENTAJAS DE LA PLATAFORMA (VERSATILIDAD Y FLEXIBILIDAD)
El virus NDV presenta diversas ventajas sobre otros tipos de plataformas para el desarrollo de vacunas contra enfermedades virales, como el caso del SARS-CoV-2, ya que previamente se ha evaluado la eficacia de las vacunas vectorizadas con NDV contra el SARS-CoV en primates no humanos; también contra el MERS-CoV en camellos y contra el virus de la bronquitis infecciosa aviar en pollos. En desarrollos para uso humano, se han generado vacunas experimentales contra el VIH en este vector. El NDV representa un candidato prometedor para el diseño racional de vacunas vivas atenuadas y vectores de vacunas debido a su naturaleza modular de transcripción, frecuencia mínima de recombinación y ausencia de fase de ADN durante la replicación. Su genoma es bastante fácil de manipular utilizando sistemas de genética inversa. De acuerdo con la literatura científica, se pueden atribuir al NDV las siguientes propiedades, que le confieren viabilidad y confiabilidad como vector viral: a) Crece con títulos elevados en huevos embrionados de gallina, cultivos celulares y tracto respiratorio de especies aviares y no aviares. b) Infecta naturalmente a través del tracto respiratorio y, por lo tanto, es útil para administrar antígenos protectores derivados de patógenos respiratorios. Además, induce respuestas inmunológicas tanto locales, como sistémicas. c) Provoca una respuesta inmunológica tanto humoral, como celular. d) Tiene un genoma modular con sólo seis genes esenciales y dos genes accesorios, por lo que es fácil de manipular. e) No se integra con el genoma del huésped, ya que se replica en el citoplasma de éste y exhibe poca recombinación genética. f) Ya como plataforma de expresión, en su forma recombinante, logra niveles de expresión altos y estables de la proteína de interés (antígeno), aún después de muchos pases tanto in vitro como in vivo. g) Se puede atenuar para el desarrollo de una vacuna estable y vectores de vacunas. El desarrollo de mutantes puede dar como resultado virus recombinantes más inmunogénicos y atenuados al mismo tiempo, por ejemplo. La seguridad y la inmunogenicidad de las vacunas vectorizadas con NDV también se han estudiado ampliamente en especies de primates que están estrechamente relacionadas tanto filogenética como anatómicamente con los humanos, lo que representa una gran ventaja para estudios preclínicos de vacunas humanas, dada la similitud fisiológica entre especies. Algunos modelos de primates como los monos verdes africanos y macacos se han inoculado por las vías intranasal e intratraqueal con las cepas LaSota y Beaudette C del virus NDV, y los análisis postmortem han mostrado escasos o nulos efectos clínicos o signos de enfermedad; únicamente arrojaron bajos niveles de replicación del virus en el tracto respiratorio superior y los pulmones; tampoco se detectó ningún virus en la sangre ni en otros órganos. Los monos verdes africanos también han sido inmunizados con el vector NDV que expresa las glicoproteínas S del SARS-CoV para desarrollar anticuerpos neutralizantes específicos y, posteriormente, se han expuesto a altas dosis de dicho virus para analizar las tasas de replicación viral, demostrándose que en los tejidos pulmonares se reduce sustancialmente el virus SARS-CoV, en comparación con los animales empleados como control. Los estudios previos dieron las evidencias necesarias para anticipar resultados prometedores respecto de las vacunas basadas en el vector NDV diseñadas contra el SARS-CoV-2. Algunas ventajas del uso de este vector incluyen sus características modulables, como la aplicación intranasal, que es un próximo hito en el desarrollo de futuras versiones de AVX/COVID-12.