Por primera vez, en medio de tentativas en marcha en el mundo, científicos brasileños lograron que proteínas fabricadas por las bacterias que provocan la difteria, el tétano y el coqueluche fueran expresadas en un microorganismo – la micobacteria BCG, usada como vacuna contra la tuberculosis -, abriendo el camino para una vacuna contra esas cuatro enfermedades.
“Conseguimos producir una respuesta inmune en los ratones que confirió protección a los animales vacunados”, revela la química Luciana Cerqueira Leite, coordinadora del proyecto desarrollado en el Instituto Butantan. Ella es posdoctora del Instituto Pasteur, de Francia, donde estudió la posibilidad de encontrar una vacuna contra el VIH (virus que provoca el Sida) basada en el BCG recombinante y de donde trajo algunas herramientas utilizadas en el desarrollo de la vacuna cuádruple.
El BCG (bacilo de Calmette-Guerin) surge del trabajo de atenuación del Mycobacterium bovis, que Albert Calmette (1863-1933) y Camille Guerin (1872-1961) condujeron durante 13 años en el Instituto Pasteur, a comienzos del siglo XX. Después de realizar testes con animales y de haber comprobado la acción contra las infecciones posteriores, tanto con M. bovis como con M. tuberculosis, el BCG fue usado por primera vez como vacuna en 1921. En 1927, la Liga de las Naciones recomendaba su aplicación generalizada y actualmente es la vacuna más usada en el mundo.
BCG recombinante
El BCG es muy seguro – los pocos efectos colaterales no ponen en riesgo al paciente -, y tiene cualidades para servir de base para otra vacuna: es una micobacteria, cuyas paredes tienen componentes que le otorgan una resistencia muy grande. La dosis única de esa vacuna viva, aplicada al recién nacido, estimula al sistema inmune por alrededor de 20 ó 30 años. También es fácil de producir y cuesta poco: 0,08 dólares por unidad.
Con todo, cuando Luciana y sus colaboradores – del Centro de Biotecnología del Butantan, del Instituto Pasteur y del laboratorio italiano Biocine – comenzaron el trabajo en 1997, la biología molecular del BCG aún no estaba bien establecida. Por eso el tiempo para hacer el BCG recombinante, es decir, lograr que el BCG expresase proteínas de los otros tres agentes – los que provocan difteria, coqueluche y tétano – fue mayor que si estuviera siendo usado un microorganismo más conocido, como la Escherichia coli. “El primer BCG recombinante fue hecho en 1990, pero en los últimos años se avanzó bastante en esa área”, dice la investigadora. Llamada BCG recombinante-DPT, la vacuna cuádruple está formada por micobacterias BCG que contienen pedazos no tóxicos de proteínas de las bacterias que provocan las otras tres enfermedades: difteria (la D de la sigla), coqueluche o pertusis (P) y tétano (T). Para hacer que el BCG produzca esas proteínas fue necesario usar vectores de expresión, las referidas herramientas que Luciana trajo del Pasteur de París.
Vectores de expresión son pedazos de ADN circular llamados plásmidos y contienen todo lo necesario para hacer que el BCG produzca proteínas de otros patógenos (agentes causantes de enfermedades). Esas proteínas son los antígenos, que en el cuerpo de la persona vacunada inducen la respuesta inmune del organismo, por ejemplo, la producción de anticuerpos. “Los plásmidos son construidos con pedazos de ADN de varios microorganismos, y la selección de esos pedazos de ADN se hace de acuerdo a las necesidades de cada experimento. Cada uno construye plásmidos tal como los necesita”, dice.
Las micobacterias BCG de la vacuna cuádruple recibieron un pedazo no tóxico de la toxina tetánica, una toxina diftérica – con una mutación que la torna inactiva – y dos antígenos del coqueluche o tos ferina. Uno de esos antígenos es la toxina pertusis, con una mutación que la vuelve atóxica, y el otro es un fragmento no tóxico de la hemaglutinina, componente de la bacteria que ayuda a provocar su adhesión al organismo. Luciana explica que la bacteria tiene que colonizar al organismo para comenzar a crecer y ser tóxica. Si en la vacuna se coloca un componente que ayude a la adhesión, entonces el organismo va producir, como respuesta, un anticuerpo contra esa adhesión, lo que le impide a la bacteria colonizar el cuerpo inmunizado.
Genes patentados
Dos genes usados en la investigación, el antígeno de la difteria y el del coqueluche, llegaron provenientes del laboratorio de investigaciones italiano Biocine, asociado a la empresa farmacéutica americana Chiron. Dichos genes son de propiedad de esa asociación y, si se comprueba la eficacia de la vacuna y su seguridad en humanos, será necesario discutir patentes. Pero para Luciana, esto no debe detener los estudios: “La discusión sobre las patentes es mundial, muy controvertida y no está cerrada. Además, la filosofía del proyecto es crear una vacuna que facilite el proceso de inmunización. Con apenas una vacuna, aplicada en los recién nacidos en un momento en el que casi todas as mujeres – incluso las de las regiones más apartadas y rurales de Brasil – tienen acceso a un hospital o centro de salud, que es el momento del parto, inmunizaríamos a los bebés contra cuatro enfermedades.” La medida generaría una economía en el inmenso costo de las campañas de vacunación y evitaría las dosis de refuerzo, algo que las personas del medio rural y con muchos hijos no siempre logran cumplir.
La investigadora resume sus propósitos en una frase: “La tentativa con BCG-DPT es producir una vacuna eficaz y barata, con menos efectos colaterales, que llega a una proporción mayor de la población”. Ella explica que el componente contra el coqueluche es un poco reactogénico (provoca una reacción local) y ya existe en países desarrollados otro tipo de vacuna contra el coqueluche, solo que mucho más cara que la utilizada en Brasil. La vacuna de BCG recombinante sería más segura y sin costo adicional.
Eliminar la resistencia
Concluida con éxito la primera etapa, que expresó en el BCG antígenos de otras bacterias y produjo respuesta inmune en ratas, la próxima será verificar si la vacuna es eficiente contra la propia tuberculosis, como se espera. Para ello ya se están haciendo pruebas, conjuntamente con investigadores de la Facultad de Medicina de Ribeirão Preto, de la Universidad de São Paulo.
Otra tarea consiste en eliminar del BCG recombinante los genes de resistencia a antibióticos, que en vacunas vivas siempre traen aparejado el peligro de que un día transfieran esa resistencia a otro microorganismo invasor. En el laboratorio montado para el proyecto en el Butantan se está buscando una técnica para eliminar esos genes. El laboratorio cuenta con bioseguridad de nivel II, exigencia de la Comisión Técnica Nacional de Bioseguridad (CTNBio) para trabajos con este tipo de bacterias, que tienes un grado de riesgo relativo. El riesgo de la tuberculosis, por ejemplo, es mayor. El Butantan proporcionó el espacio físico, en tanto que la FAPESP pagó el sistema de aire acondicionado y los equipamientos.
Nuevos proyectos
Además de intentar eliminar los genes de resistencia en el propio Butantan, con la colaboración de un investigador de la Universidad de Pelotas (RS), Leite tiene entendimientos con un laboratorio de Nueva York donde funciona un sistema de BCG recombinante sin gen de resistencia a antibióticos.
Traspuestas estas etapas, se harán nuevos tests en ratas o cobayos y después posiblemente en monos, antes de llegar a los humanos. Solo entonces la vacuna estará lista para su producción. El proceso es largo y exige varios años de investigación. Por eso Leite ya está involucrada en dos nuevos proyectos: uno temático, que incluye una vacuna de BCG recombinante contra la neumonía, también financiado por la FAPESP, y otro de una vacuna veterinaria, que es un proyecto para la Unión Europea. Ella cree que las herramientas desarrolladas en esos nuevos estudios podrán acelerar la conclusión de la vacuna cuádruple.
EL PROYECTO
Desarrollo de Vacunasde BCG Recombinante – DPT
Modalidad
Línea regular de auxilio a la investigación
Coordinador
Luciana Cezar de Cerqueira Leite – Instituto Butantan de la Secretaría de Salud del Estado de São Paulo
Inversión
R$ 124.000,00 y US$ 55.000,00
