Vacunas con estructuras MOF para infecciones urinarias

La Asociación Americana de Urología estima que 150 millones de infecciones urinarias ocurren anualmente en todo el mundo, generando $ 6000 millones en gastos médicos. Si no se tratan con éxito, las infecciones del tracto urinario (ITU) pueden provocar sepsis fatal. En el artículo Metal-Organic Framework Encapsulated Whole-Cell Vaccines Enhance Humoral Immunity against Bacterial Infection publicado en la revista ACS Nano, investigadores de la University of Texas de Dallas y del Institut Pasteur de  Paris, realizan  vacunas con células enteras para combatir las infecciones del tracto urinario (ITU), como parte de un esfuerzo para abordar el problema de las bacterias resistentes a los antibióticos.

Las vacunas funcionan intro- duciendo en el cuerpo una pequeña cantidad de gérmenes causantes de enfermedades muertos, debilitados o algunos de sus componentes. Estos antígenos impulsan al sistema inmunológico a producir anti- cuerpos contra una enfermedad en particular. La construcción de vacunas contra bacterias patógenas es intrínsecamente difícil debido a que las bacterias son significativamente más grandes y más complejas que los virus. Seleccionar cuales componentes biológicos usar para crear antígenos ha sido un gran desafío, en consecuencia, es preferible usar toda la célula a elegir solo una parte de una bacteria. Sin embargo, el enfoque de células completas tiene sus propios problemas. Las vacunas con bacterias muertas de células enteras no han tenido éxito, las células normalmente no duran lo suficiente en el cuerpo para producir respuestas inmunes duraderas a largo plazo. Esa es la razón por la cual los investigadores utilizan estructuras organometálicas (MOF) de zinc 2-metilimidazol para encapsular e inactivar células bacterianas completas  creando  un "depósito" para mayor durabilidad de las vacuna en el cuerpo. El  depósito de antígeno-MOF permite que un patógeno muerto e intacto exista en el tejido por más tiempo, como si fuera una infección, para desencadenar una respuesta del sistema inmunológico a gran escala. La estructura MOF desarrollada encapsula e inmoviliza una célula bacteriana en una matriz polimérica cristalina que no solo mata la bacteria sino también la preserva y estabiliza frente a altas temperaturas, humedad y disolventes orgánicos. 

Crédito: Jeremiah J. Gassensmith y col. ACS Nano 2021

Los investigadores utilizaron en su desarrollo una cepa de Escherichia coli, la E. coli uropatógena causante de alrededor del 80% de todas las infecciones urinarias. Las pruebas en roedores mostraron resultados excelentes. El estudio refuerza el concepto de que las vacunas de células enteras son las más efectivas en casos de sepsis letal extrema y sería la solución contra las infecciones urinarias recurrentes. El método de depósito de antígenos celulares también podría aplicarse ampliamente a otras infecciones bacterianas, incluidas la endocarditis y la tuberculosis.

Información complementaria: Metal-Organic Framework Encapsulated Whole-Cell Vaccines Enhance Humoral Immunity against Bacterial Infection