CIENCIA

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Una esperanza contra el zika

En pruebas iniciales, fórmulas inmunizantes y medicamentos contra otras enfermedades suministraron protección contra el virus a células y ratones

RICARDO ZORZETTO | ED. 245 | JULIO 2016

 

Invasión en marcha: ejemplares del virus del Zika (en rosa) interactúan con receptores (verde) de una célula

Invasión en marcha: ejemplares del virus del Zika (en rosa) interactúan con receptores (verde) de una célula

Luego de que investigadores de Bahía confirmaron su presencia en el nordeste hace un año, el virus del Zika avanzó por casi todo Brasil. Tomados de sorpresa, los científicos y las autoridades de salud tuvieron que movilizar y orientar sus esfuerzos para conocer al virus y buscar formas de detenerlo. Y los primeros resultados están empezando a aparecer, y son prometedores.

En el transcurso del mes de junio, salieron a la luz públicamente los resultados de estudios importantes que ayudan a comprender las reacciones que el virus despierta en el sistema de defensa en una situación de especial interés para la población brasileña: los casos en que el Zika infecta a las personas que ya entraron en contacto con alguna de las cuatro variedades del virus del dengue (el 90% de la gente ya tuvo dengue en ciertas áreas del nordeste). Este trabajo, publicado en la revista Nature Immunology por científicos de Inglaterra, Francia, la Polinesia y Tailandia, confirma que los anticuerpos que protegen contra el dengue también actúan contra el virus del Zika –es lo que los inmunólogos denominan reacción cruzada–, pero no son capaces de neutralizarlo completamente. Lo que se verificó para el virus del Zika con relación a los anticuerpos contra el dengue también puede ocurrir con el dengue en relación con los anticuerpos contra el Zika.

Esa inmunización parcial, según sugieren los investigadores, podría ocurrir porque los anticuerpos producidos contra un virus no sumarían la cantidad suficiente o no serían lo suficientemente eficaces contra el otro virus. Lo más complicado es que, según una hipótesis denominada amplificación dependiente de anticuerpos (ADE, en inglés), la inmunización incompleta parece facilitar la entrada del virus a las células dentro de las cuales se reproduce, aumentando así la cantidad de copias en el organismo y la gravedad de la infección. Estos datos, corroborados días más tarde en el marco de otro trabajo publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), pueden ayudar a explicar la gravedad de los casos de zika en Brasil e influir en el desarrollo de vacunas, ya que la vacunación de una población solamente contra una de las enfermedades podría derivar en casos más graves de la otra.

Pero también hay noticias alentadoras. Al final del mes surgieron indicios de que es posible contener al virus con medicamentos en uso desde hace bastante tiempo o incluso mediante una vacuna, lo cual sería más deseable desde el punto de vista de la salud pública, debido a su carácter preventivo. El neurólogo Arnold Kriegstein y su equipo de la Universidad de California en San Francisco investigaron de qué manera el virus del Zika penetra en células de la placenta y del tejido cerebral, y observaron que la azitromicina, un antibiótico producido a comienzos de los años 1980 y ampliamente utilizado contra una serie de infecciones, incluso por embarazadas, impidió la proliferación del virus y evitó daños celulares en las pruebas de laboratorio. Estos datos se suman a los del trabajo coordinado por el virólogo Amílcar Tanuri en la Universidad Federal de Río de Janeiro (UFRJ). Tanuri y su equipo ya habían observado que uno de los compuestos más utilizados para combatir la malaria, la cloroquina, descubierto en 1934, también era capaz de contener al virus del Zika en experimentos realizados con células.

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Durante la última semana de junio, científicos de Brasil y de Estados Unidos dieron el primer paso efectivo con miras a demostrar que es posible producir una vacuna contra el zika, aunque su desarrollo tarde algún tiempo. En el Centro de Virología e Investigación de Vacunas (CVVR) de la escuela Médica Harvard, en Estados Unidos, dos fórmulas de posibles vacunas atravesaron con éxito las primeras pruebas con animales de laboratorio. Cada una de ellas, aplicada en dosis única, protegió a los ratones contra la infección por el virus del Zika, según informaron los investigadores en un artículo publicado el 28 de junio en la revista Nature. En los experimentos con roedores, ambas candidatas a vacunas se muestran efectivas tanto contra la variedad del virus en circulación en Brasil como contra el linaje hallado en Puerto Rico, en el Caribe.

“Demostramos que es posible producir una vacuna antizika”, comenta el inmunólogo brasileño Rafael Larocca, primer autor, junto a su colega Peter Abbink, del estudio desarrollado en el CVVR. “Los resultados son fuertes y convincentes, pero debemos ser cautelosos y aguardar la realización de más pruebas con animales y de los ensayos con seres humanos”, pondera. “Por lo que se sabe, ésta es la primera demostración en modelo animal de protección contra el zika mediante una vacuna”, afirma el médico estadounidense Dan Barouch, coordinador del laboratorio donde Larocca trabaja y director del CVVR.

En los experimentos, los investigadores trabajaron con dos tipos de vacunas. Una es una fórmula con copias del virus químicamente inactivadas. Se la desarrolló en el Instituto de Investigación Walter Reed, del Ejército estadounidense, que empleó para ello el virus del Zika circulante en Puerto Rico. En el CVVR, Larocca y Abbink adoptaron otra estrategia. Analizaron el genoma del virus y produjeron una copia sintética del tramo con la secuencia del complejo proteico que recubre externamente al virus del Zika: se trata de la proteína premembrana (prM) y la proteína del envoltura (E), a partir de las cuales las células de defensa identifican al virus. En el primer contacto del virus con el organismo, un tipo especial de células de defensa –las células presentadoras de antígenos– detecta la presencia de estas proteínas, las procesa y exhibe partes de las mismas ante los linfócitos B, productores de los anticuerpos que neutralizan el virus cuando el organismo vuelve a estar expuesto a éste.

Los científicos transfirieron ese gen sintético a bacterias y dejaron que éstas actuasen como máquinas copiadoras, produciendo una cantidad elevada de réplicas empleadas posteriormente para inmunizar a los ratones: esas copias son lo que los investigadores denominan vacuna de ADN. “Creamos seis fórmulas de la vacuna de ADN, pero sólo una funcionó, aquélla en la cual se expresó el complejo proteico completo”, comenta Larocca, quien cursó su maestría y su doctorado en la Universidad de São Paulo (USP) con el apoyo de la FAPESP. Larocca fue dirigido en sendos períodos de investigación por los inmunólogos Luis Vicente Rizzo y Niels Olsen Saraiva Câmara respectivamente, y trabaja en el CVVR desde 2012.

Copias del virus del Zika (en rojo) aisladas de niño del estado de Ceará

Copias del virus del Zika (en rojo) aisladas de niño del estado de Ceará

El investigador y sus colaboradores emplearon por separado las dos fórmulas para inmunizar a los ratones y, días después, inyectaron en los animales el virus del Zika brasileño o el virus del Zika puertorriqueño, para verificar si las vacunas brindaban protección. Ningún roedor inmunizado exhibió señales de infección ni presentó cantidades detectables de virus en la sangre, mientras que el Zika proliferó en abundancia en los ratones no vacunados.

El mecanismo de acción
Una posterior batería de pruebas ayudó a identificar la que parece ser la principal forma de protección contra el virus del Zika. Larocca y Abbink recolectaron muestras de sangre de los animales vacunados, extrajeron los anticuerpos específicos contra el virus y les transfirieran únicamente esos anticuerpos a los ratones que no habían sido inmunizados. Al inyectar los virus del Zika de Brasil o de Porto Rico en esos animales, los investigadores verificaron que los roedores no fueron infectados.

“Este experimento muestra que los anticuerpos producidos contra el virus son suficientes como para proteger contra la infección”, explica el neuroinmunólogo Jean Pierre Peron, de la USP, quien junto al virólogo Paolo Zanotto es coautor del estudio publicado en Nature y es integrante de la Red Zika, el consorcio de investigadores de São Paulo que investigan el virus con el apoyo de la FAPESP. “Esto no elimina la posibilidad de que una formulación capaz de producir inmunidad funcione también por otra vía, estimulando a las células de defensa llamadas linfocitos T a producir compuestos que dificulten la replicación del virus”. Experimentos realizados por otros equipos ya han sugerido que la producción de una molécula de señalización llamada interferón dificulta la multiplicación del virus del Zika.

“Teníamos alguna indicación de que una vacuna podría producir inmunidad contra el virus del Zika”, dice el biólogo Paulo Lee Ho, director de la División de Desarrollo Tecnológico y Producción del Instituto Butantan, quien trabaja –con financiación del gobierno estadounidense– en el desarrollo de un candidato a inmunizante contra el virus del Zika utilizando el virus inactivado. En la USP de Ribeirão Preto, el inmunólogo Benedito Fonseca y su equipo ya habían realizado una versión más sencilla del experimento. Extrajeron el suero de roedores inmunizados con virus inactivados y lo agregaron a células cultivadas en laboratorio. Los resultados de las pruebas aún no han sido publicados, pero indican que el virus del Zika no logró infectar a las células tratadas con el suero. “El estudio de Nature es importante, porque muestra que no es necesaria una respuesta inmunológica tan compleja para proteger contra el virus, y nos suministra pistas de cómo superar algunas barreras que estábamos encontrando para inactivarlo”, dice Lee Ho.

Medio de cultivo donde ejemplares del virus se multiplican en células de mono

Medio de cultivo donde ejemplares del virus se multiplican en células de mono

“Este trabajo es relevante y muestra que el desarrollo de una vacuna contra el zika es factible técnicamente”, afirma el veterinario Marcos da Silva Freire, vicedirector de Desarrollo Tecnológico del Instituto de Tecnología en Inmunobiológicos de la Fundación Oswaldo Cruz (Fiocruz), en Río de Janeiro. “Pero, tal como los propios autores sostienen, resulta difícil extrapolar los resultados de las pruebas con ratones a una potencial eficacia clínica en humanos.”

Da Silva Freire también trabaja en el desarrollo de una vacuna y apuesta a dos abordajes: uno con el virus inactivado y otro con el virus vivo recombinante en el que se emplea el virus de la fiebre amarilla para expresar las proteínas del virus del Zika. Ambos empezarán a ponerse a prueba en animales en septiembre. El investigador recuerda que aún persisten muchas dudas que deben despejarse antes que se logre llegar a una vacuna segura y eficaz, y que no resulta deseable crear una falsa percepción de protección, fundamentalmente entre las mujeres en edad reproductiva. “Aún no sabemos si las fórmulas testeadas en el estudio publicado en Nature serían seguras para su aplicación en adultos y niños, fundamentalmente en mujeres en edad fértil y embarazadas, ni cuál es el tiempo de protección que brindan o si existe la necesidad de aplicar dosis de refuerzo”, dice Da Silva Freire. “Estas cuestiones sólo se verificarán en los estudios clínicos.”

Otra cuestión que sigue abierta, reforzada a causa de la reacción cruzada entre anticuerpos contra el dengue y anticuerpos contra el zika, se refiere a si el desarrollo de una vacuna tan sólo contra una de las afecciones no agravaría a la otra. “¿Una vacuna contra el zika no derivaría en un aumento de la cantidad de casos de dengue y de la gravedad de los mismos, y viceversa?”, se pregunta Lee Ho, del Butantan. Quizá la salida sea una vacuna pentavalente, que proteja contra los cuatro serotipos del virus del dengue y contra el del Zika, tal como la que el Butantan intenta desarrollar en colaboración con los Institutos Nacionales de Salud de Estados Unidos, añade el investigador.

La búsqueda de una vacuna contra el zika se convirtió en una prioridad mundial de salud después de que surgieron evidencias de que el virus infecta al feto de embarazadas y provoca microcefalia. Desde octubre de 2015 hasta el 18 de junio, el Ministerio de Salud registró 8.039 casos con sospecha de microcefalia en Brasil, de los cuales 1.616 se confirmaron (233 con resultados positivos para la infección por el virus del Zika). Mientras los grupos brasileños trabajan para obtener fórmulas distintas y desarrollar estrategias de producción de vacunas seguras para su uso en humanos a escala industrial, los experimentos siguen adelante en Harvard.

Larocca y sus colegas ya han empleado las dos fórmulas para inmunizar monos y aguardan resultados en los próximos meses. En asociación con el grupo de Jean Pierre Peron, de la USP, darán inicio en poco tiempo más a los test de inmunización de ratonas preñadas, con el fin de verificar si las fórmulas realmente protegen contra la microcefalia. “Nuestros resultados nos hacen ser optimistas en cuanto a que el desarrollo de una vacuna segura y eficaz para seres humanos contra el virus del Zika tendrá éxito probablemente”, comenta Dan Barouch, de la CVVR. “Los ensayos clínicos empezarán lo más rápido posible.”

Proyectos
1. El papel del eje triptofano-kinureninas en la regulación de la respuesta inmunitaria a través de receptores de glutamato tipo NMDA en la encefalomielitis experimental autoinmune y en la lesión por isquemia y reperfusión cerebral (nº 2011/ 18703-2); Modalidad Programa Jóvenes Investigadores; Investigador responsable Jean Pierre Schatzmann Peron (ICB-USP); Inversión R$ 1.077.384,82.
2. Abordaje sistémico en el estudio de la permisividad del Anticarsia gemmatalis múltiple nucleopoliedrovirus (AgMNPV) (nº 2014/ 17766-9); Modalidad Ayuda a la Investigación – Regular; Investigador responsable Paolo Marinho Zanotto (ICB-USP); Inversión R$ 500.009,45.

Artículos científicos
LAROCCA, R. A. et alVaccine protection against Zika virus from BrazilNature. 28 jun. 2016.
DEJNIRATTISAI, W. et al. Dengue virus sero-cross-reactivity drives antibody-dependent enhancement of infection with zika virus. Nature Immunology. 23 jun. 2016.


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