Científicos del Centro de Investigación de Biotecnología de la Academia Rusa de Ciencias han conseguido proteínas para las potenciales vacunas intranasales contra la Covid-19 en hojas de tabaco.
La proteína S que constituye la 'corona' del SARS-CoV-2 tiene un sitio de 319 a 541 aminoácidos (dominio de unión al receptor, o RBD). Este sitio se une a la enzima convertidora de angiotensina humana y es importante para la infección y "multiplicación" del SARS-CoV-2. Sin él, el virus no podría adherirse a nuestras células.
Esto significa que probablemente no haya mutaciones en la RBD, y una vacuna que entrene al sistema inmunitario para reconocer este antígeno será relevante durante mucho tiempo. Si el coronavirus comienza a "esconderse" del sistema inmunitario y a modificar este sitio, le será más difícil infectar las células.
Las vacunas basadas en RBD y otras vacunas del mismo tipo entrenan al sistema inmunitario para que reconozca el objetivo con precisión. Aunque a menudo necesitan aditivos (adyuvantes) para que la respuesta inmunitaria a la invasión sea más fuerte. Una opción es unir un antígeno a la proteína flagelina bacteriana, en la que el receptor de la inmunidad innata TLR5 reconoce inmediatamente al enemigo. Este adyuvante ya se ha utilizado con éxito, por ejemplo, en las vacunas contra la gripe A.
Los biotecnólogos eligieron un fragmento de RBD con 319 a 524 aminoácidos y le unieron flagelina derivada de Salmonella. Esta construcción se insertó en el vector pEff, basado en un virus del mosaico de la patata inofensivo para el ser humano
"La biotecnología permite sintetizar proteínas de antígenos vacunales en células animales, bacterias, levaduras, plantas y otros organismos. Pusimos la secuencia de la proteína del SARS-CoV-2 y la secuencia de la flagelina de la bacteria Salmonella typhimurium en el vector viral pEff e infectamos la planta Nicotiana benthamiana, que pertenece al género Tobacco. pEff hace que las células vegetales produzcan las proteínas que necesitamos en grandes cantidades". Utilizando este vector, los autores de estudios anteriores fueron capaces de obtener hasta 1 miligramo de una proteína verde fluorescente de cada gramo de hojas frescas en tan sólo unos días", explica Eugenia Mardanova, una de las líderes del estudio, que se ha publicado en la revista científica Plants.
La producción de proteínas en plantas no requiere equipos sofisticados y puede ampliarse fácilmente. A diferencia de las células bacterianas, que también son relativamente fáciles de cultivar, las células vegetales pueden permitir las modificaciones postraduccionales de las proteínas. No hay posibilidad de que el producto obtenido en las plantas se contamine con patógenos, ya que las infecciones de las plantas no afectan a los humanos.
Por lo general, se utilizan plantas transgénicas como productoras, pero esta tecnología tiene desventajas: los niveles de producción de las proteínas deseadas suelen ser bajos, y puede llevar varios meses obtener plantas transgénicas.
Aislar el producto final de las células vegetales y purificarlo a partir de los subproductos es bastante caro. Pero si utilizamos vectores virales que contengan el gen de la proteína deseada e infectamos con ellos plantas ordinarias no transgénicas, podemos obtener hasta 5 mg de proteína codificada por el vector de cada gramo de hoja en una semana.
Los biotecnólogos eligieron un fragmento de RBD con 319 a 524 aminoácidos y le unieron flagelina derivada de Salmonella. Esta construcción se insertó en el vector pEff, basado en un virus del mosaico de la patata inofensivo para el ser humano.
A continuación, los científicos dejaron que la bacteria Agrobacterium tumefaciens "absorbiera" el vector viral. Estos microorganismos transfirieron el vector viral a las células de la planta. Los científicos utilizaron sólo la flagelina (sin el sitio RBD) como control. Cuatro días después, cuando se alcanzó la cantidad necesaria de proteína, los investigadores cosecharon las hojas de las plantas. Las "biofábricas" de plantas fueron capaces de producir una proteína recombinante de 110-140 microgramos por gramo.