PROGRESOS Y OBSTÁCULOS EN EL DESARROLLO DE LA VACUNA FRENTE AL SIDA – Parte VI

Estrategias de vacunación para atender a la diversidad viral

Las mutaciones se suceden rápidamente en el VIH-1, replicandose
de tal manera que las cepas circulantes del virus pueden diferir de uno a otro hasta en un 20% en las proteínas más conservadas y un 35% en las proteínas de la envuelta. Además, virus primarios aislados de VIH-1 no tienen el principal neutralizante determinante, y cada una de estas cepas puede tener un objetivo distinto para la respuesta del anticuerpo neutralizante. Las implicaciones de la diversidad de la secuencia del VIH-1 también son problemáticas para la respuesta específica de los CD8 contra el virus.

Ciertamente, puede haber alguna reactividad antigénica cruzada entre los aislados de VIH-1 en la respuesta inmune celular,  pero solo sustituciones de aminoácidos a veces pueden abrogar el reconocimiento en las células T CD8 de un epítopo dominante del virus. Las vacunas para el VIH-1 que se basan en una única secuencia del virus podría por lo tanto, provocar respuestas inmunes que se focalizan demasiado, y el tipo específico para proporcionar una protección eficaz contra la especie de cuasi-diversidad genética del VIH-1 aislado que existen en una población humana. Como resultado, una vacuna estratégica para el VIH-1 debe tener en cuenta la secuencia extrema de la diversidad de este virus.

Una estrategia de vacunación se está desarrollando para hacer frente a la variación genética del VIH-1 implicando el uso de inmunógenos que incorporan una combinación de genes variantes o proteínas de virus de representación. El fundamento  detrás de este enfoque es que la respuesta inmune en una porción particular del virus podría diversificarse después de exposición a muchas proteínas variantes relacionadas, que conduce a la generación de células T y células B de memoria que pueden reconocer
secuencias relacionadas pero con distinto al de los utilizados para obtener las poblaciones de células de memoria. Los inmunógenos progresando hasta una avanzada fase clínica en humanos las probadas por el Centro de Investigación de Vacunas en el Instituto Nacional de la Salud en Maryland, EE.UU., incluyendo tres construcciones distintas, representan la codificación proteínas de subtipo A, B y C de los virus.

La evaluación preliminar inmunológica de las respuestas de inmunidad frente a la envoltura del VIH-1 inducida por esta vacuna sugiere que respuestas inmunes del régimen celular y humoral no interfieren con otro diferente. Sin embargo, aunque esta vacuna suscitó una respuesta inmune, tiene un mayor rango que los provocados por inmunógenos envueltos utilizando una secuencia de un gen único. La amplitud de estas respuestas no ha demostrado ser mayor de lo que cabría esperar sobre la base de las propiedades aditivas de los inmunógenos.

Otros enfoques para hacer frente a los problemas inmunológicos derivados de la diversidad genética del VIH-1 aislado también se están evaluando. Varios de ellos hacen uso de secuencias de genes virales hipotéticas que son generados por la reconstrucción filogenética. Estas estrategias se basan en los datos que han sido acumulados para documentar la diversidad genética delas secuencias del VIH-1 de todo el mundo. Existe un consenso de secuencias para cada gen del  VIH-1 que han sido diseñados de forma que codifican más aminoácidos comunes en cada posición de cada proteína viral. Las secuencias ancestrales también han sido construidas para aproximarse a las secuencias genéticas del virus progenitor.

En ambos de estos enfoques, las secuencias de estos hipotéticos genes están más cerca de las secuencias de la actualidad que de la mayoría de los virus circulantes el uno respecto del otro. Es importante destacar que, sobre proteínas que se han construido sobre la base de estos tipos de secuencia hipotética han demostrado ser funcionales en varios ensayos in vitro. Estas proteínas de la envoltura se ha demostrado que se unen a ambos CD4 y receptores de quimiocinas, y se unen a varios de los anticuerpos monoclonales que reconocen regiones conservadas de neutralización del VIH-1.

Queda por determinar si las vacunas que se basan en estos hipotéticos genes provocan la respuesta inmune con mayor amplitud que las vacunas que incorporan una sola, hablamos naturalmente de los genes virales.

Vacuna inductora de la respuesta

Deberíamos ser capaces de crear inmunógenos que induzcan en términos generales anticuerpos neutralizantes y reactiven ampliamente los CTL, la magnitud, la durabilidad y la calidad de la respuesta inmune que se puede generar con las tecnologías de actualidad disponibles podrían no seguir siendo adecuadas para proporcionar una protección eficaz contra el virus. De hecho, estudios han sugerido que el nivel de anticuerpos neutralizantes circulante necesario para prevenir la infección con un lentivirus en primates son mucho mayores que puede ser inducida con la vacuna tradicional.

Además, la magnitud de las respuestas de CTL que se han generado en voluntarios humanos hasta ahora no es tan grande como las respuestas producidas por vacunación en macacos que han controlado los lentivirus de primates. Aunque los vectores vivos recombinantes promete ser un enfoque viable para provocar celular las respuestas inmunes frente al VIH-1, la magnitud de las respuestas en voluntarios humanos inmunizados con tales vacunas ha sido sustancialmente menor que la observada en los primates no humanos. Esta inmunogenicidad reducida podría ser una consecuencia de un vector específico pre-existente de inmunidad. Por ejemplo, adenovirus de serotipo 5 (Ad5) [inmunidad específica inducida por infecciones naturales por adenovirus, probablemente reducen la inmunogenicidad de inmunógenos basados en el gen suprimido de loes vectores de Ad5]. La inmunidad dirigida por Ad5 no interfiere con la inmunogenicidad de los vectores de macacos basados en Ad5, porque los primates no humanos se infectan con una familia distinta de adenovirus con diferentes perfiles serológicos.

Para evitar el problema de la inmunidad específica pre-existente al Ad5, los vectores de adenovirus se están desarrollando para los que no debe haber inmunidad pre-existente en receptores de la vacuna en humanos. Estos vectores incluyen varios adenovirus humanos, tales como adenovirus serotipo 35, que rara vez causan infecciones naturales en los seres humanos. Los adenovirus que infectan las especies no humanas de primates, incluyendo los adenovirus selectivos para chimpancés aislados, también se están desarrollando como vacuna potencial. Además, los vectores de adenovirus quiméricos vectores se están construyendo para sortear la susceptibilidad contra los anticuerpos neutralizantes pre-existentes neutralizante para el vector, pero manteniendo altos niveles de immunogenicidad.

A la luz de la preocupación de que la durabilidad de la vacuna que estimula la respuesta inmune celular será importante para una vacuna contra el VIH-1, varios vectores se están explorando y se debe persistir en las vacunas. La asunción que subyace en este enfoque es que los microrganismos que nunca se han aclarado totalmente en las personas infectadas deben seguir haciendo estas proteínas y por lo tanto, perpetúan una respuesta inmune. El más prometedor de los vectores persistentes son las construidas con micobacterias, incluyendo Mycobacterium bovis, bacilo de Calmette-Guérin (BCG) . Sin embargo, debe señalarse que los datos emergentes indican que la generación máxima de células T de memoria puede ocurrir cuando el antígeno no persiste.

Construcciones de plásmidos de ADN han demostrado ser eficaces inmunógenos en ratones para provocar respuestas de inmunidad celular y las respuestas de anticuerpos. Sin embargo, las vacunas de ADN son menos inmunogénicas en primates no humanos que en ratones, e incluso menos inmunogénicas en humanos que en primates no humanos. Por lo tanto, las estrategias están siendo agresivamente perseguidas para mejorar la inmunogenicidad del plásmido en las vacunas de ADN. Estas estrategias incluyen la formulación de plásmidos de ADN con liposomas o polímeros para aumentar su expresión in vivo, así como protegerlos de la rápida degradación.

Las nuevas tecnologías de entrega también se están estudiando, incluyendo el uso in vivo de electroporación para aumentar la eficiencia de celular transfección con ADN. Además, los resultados de algunos estudios han demostrado que la administración conjunta de inmunógenos de ADN del plásmido codifica citoquinas y tiene el potencial de aumentar la vacuna provocando respuesta inmune celular. El mejor estudiado de estos enfoques incluye el uso de citoquinas que aumentan la expansión clonal de células T específicas de antígeno, tales como la interleucina-2 y la interlecina-15, y citoquinas que atraen e inducen la maduración de antígenos presentes en células, incluyendo granulocitos / macrófagos, factor estimulante de colonias y β-quimiocinas.

No está claro si los aspectos cualitativos que provocó la vacuna sobre la respuesta inmune celular o respuestas frente a proteínas específicas virales especificidades virales resultarán importantes en la protección contra la replicación viral y en la progresión de la enfermedad. El uso cada vez más sofisticado de la citometría de flujo policromática permite la evaluación de las capacidades funcionales  inducida por la vacuna en poblaciones de células T. Será importante para determinar si la producción de ciertas citoquinas o mediadores citotóxicos de la vacuna suscitaron las células T y están asociadas con un control particularmente eficaz de la replicación del virus.

Además, aunque hay un consenso que será deseable para generar respuestas inmune a varios productos de genes virales estructurales, aún no está claro si las respuestas inmunes celulares a algunas de las primeras proteínas virales reguladoras, tales como Tat (transcripción transactivador) y Nef (negativo factor) se otorga un beneficio adicional sustancial para los vacunados.

Finalmente, existe un interés considerable en el desarrollo tecnologías que aumenten la respuesta inmune humoral a inmunógenos de la subunidad de la envoltura del VIH-1. Este es un reto especialmente difícil, debido a que es importante poder entregar tales inmunógenos de una manera que no vaya a alterar sus conformaciones naturales estructurales. Las tecnologías que reciben la mayor atención hoy en día incluyen el aceite y las emulsiones de agua y CpG motif conteniendo adyuvantes que señal reconoce a través del receptor Toll-like 9.

Observaciones finales

Los datos procedentes de estudios en humanos indican que las tecnologías existentes deben permitir la creación de las vacunas contra el VIH-1 que preservan los CD4 + de memoria de poblaciones de células T, y como consecuencia  atenuan el curso clínico de la infección. El curso avanzado de fase de ensayo clínico del adenovirus recombinante basado en inmunógenos y en la inducción-refuerzo de estrategias de inmunización con plásmidos de ADN seguido por las vacunas de adenovirus recombinante prueban esta posibilidad.

Es importante destacar que varios avances recientes prometen mejorar la protección conferida mediante la inmunización. La magnitud y la durabilidad de las vacunas que estimulan la respuesta inmune debe ser drásticamente mejorada por los avances en el aumento de la inmunogenicidad de inmunógenos de plásmidos de ADN, así como en el desarrollo de nuevas generaciones de vectores virales que pueden escapar del reconocimiento por parte de vectores pre-existentes de la inmunidad específica. Una mayor amplitud de reconocimiento inmune debe ser conseguir utilizar secuencias de consenso de genes en estos nuevos vectores. Por otra parte, las investigaciones sobre las estrategias para la producción de anticuerpos ampliamente neutralizantes y la respuesta inmune de la mucosa debe mejorar aún más la eficacia de las vacunas frente al VIH-1.

Aunque la creación de un eficaz vacuna contra el VIH-1 sigue siendo un reto enorme, continuar el progreso en todas estas áreas ofrece la razón para ser optimistas respecto a nuestra capacidad máxima para controlar la propagación del SIDA.