LUCHA CONTRA EL CORONAVIRUS ¿CÓMO LA LLAMA Y LAS GALLINAS NOS PUEDEN AYUDAR A COMBATIRLO?

LUCHA CONTRA EL CORONAVIRUS ¿CÓMO LA LLAMA Y LAS GALLINAS NOS PUEDEN AYUDAR A COMBATIRLO?

LUCHA CONTRA EL CORONAVIRUS ¿CÓMO LA LLAMA Y LAS GALLINAS NOS PUEDEN AYUDAR A COMBATIRLO?

por Marina Bok

 

La globalización tiene sus ventajas y sus desventajas. En muy poco tiempo, un virus llamado SARS-CoV-2 que inicialmente fue detectado en China, circulaba de persona a persona poniendo al mundo en alerta. Muchos países se pusieron en campaña para buscar herramientas para atenuar el efecto del virus y Argentina no fue la excepción. Una ventaja de la globalización es que laboratorios de investigación de todo el mundo comenzaron a aportar información valiosísima sobre los avances en el estudio de este virus, inclusive China publicó el código genético del primer virus aislado a meses de haberlo detectado, lo que permitió generar una avalancha de información nunca antes vista (Zhu et al. 2019).

En Buenos Aires, dos grupos de investigación especializados en el estudio de virus respiratorios y gastrointestinales y en el desarrollo de terapias de anticuerpos se juntaron para optimizar sus recursos y potenciar sus conocimientos a los fines de desarrollar estrategias de prevención o tratamiento de la enfermedad llamada Covid-19. Por un lado, nanoanticuerpos derivados de llamas y por el otro, anticuerpos IgY derivados de yema de huevos de gallinas.

Llamario del INTA de Castelar, Buenos Aires. La llama blanca (izq.) fue inmunizada con la proteína S de Coronavirus y la llama marrón (der.) fue inmunizada con la proteína N de Coronavirus.

Vamos por partes, primero las llamas, ¿qué tienen de especial estos animales? Tanto las llamas como todos los camélidos poseen un tipo de anticuerpo estructuralmente más sencillo dado que le falta una porción en comparación con un anticuerpo convencional, como los que poseen las personas (Muyldermans 2013). Esta característica hace posible que, utilizando el ácido nucleico que lo codifica, se lo pueda “copiar” fácilmente en el laboratorio y producirlo de manera sintética en un biorreactor, lo que los biólogos llaman proteína recombinante. Entonces, ¿Qué se hizo con las llamas para obtener nanoanticuerpos? Se vacunó una llama con la proteína de la corona del Coronavirus pandémico SARS-CoV-2, la llamada Spike o Espícula, para que el animal active su sistema de defensas y produzca anticuerpos contra la misma. Esta vacuna se hizo en INTA (Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria) gracias a que la proteína fue cedida por un laboratorio de Canadá. Luego de recibir varias dosis de vacuna, aproximadamente dos meses después de la primera aplicación, y una vez que se detectó suficiente cantidad de anticuerpos en la llama, se le extrajo un poco de sangre y se aisló el código genético de todos los anticuerpos que poseía la llama en ese momento. A partir de esa “biblioteca” de códigos genéticos se seleccionaron anticuerpos capaces de reconocer al virus. A esos anticuerpos detectados específicos contra el coronavirus pandémico se les copio una porción que se pudo reproducir en el laboratorio. Estas porciones muy pequeñas de anticuerpos son los denominados nanoanticuerpos y, a partir de este momento del desarrollo, también considerados monoclonales. Estos nanoanticuerpos, también conocidos como anticuerpos VHH, son moléculas que podrían ser capaces de evitar que una persona se contagie de coronavirus o de curar a personas infectadas al ser administradas en una nebulización o inhalador.

izq: Proceso de extracción de sangre de la llama. Se aplican protocolos de bienestar animal ante cualquier manipulación / der: Sangre extraída de la llama para estudiar su respuesta de anticuerpos a la vacuna administrada.

Ahora hablemos de las gallinas. Las aves que ponen los huevos que consumimos también tienen anticuerpos. Por un mecanismo natural estos anticuerpos son transferidos de la sangre del ave al huevo para proteger al pollito por nacer de la misma manera que una madre protege a su bebe con los anticuerpos de la leche materna. Las gallinas ponedoras de huevos de consumo son excelentes fábricas naturales de anticuerpos. Cuando se vacuna a las gallinas, ellas ponen huevos con grandes cantidades de anticuerpos que se pueden utilizar para distintas aplicaciones (Schade et al. 2005). Y eso es lo que se hizo. Se vacunó a las gallinas con una porción de la proteína Spike, que se denomina RBD y es la región del coronavirus que se une al receptor presente en las células humanas para entrar en ellas y multiplicarse. Finalmente, se purificaron los anticuerpos a partir de la yema de los huevos. Estos anticuerpos se llaman IgY y se podrían utilizar como reactivo diagnóstico o, al igual que los nanoanticuerpos, como terapia preventiva de Covid-19.

Planta de gallinas ponedoras de Bioinnovo S.A. empresa de base tecnológica entre INTA y Vetanco para el desarrollo de productos biotecnológicos. Aquí se vacunaron las gallinas para el desarrollo de los anticuerpos IgY.

¿Qué pruebas nos dan estos anticuerpos para decir que son eficaces en la lucha contra el coronavirus? Tanto los nanoanticuerpos como las IgY fueron probadas en distintos ensayos de laboratorio. Se enfrentó el virus salvaje (el virus vivo que circula en la población) con distintas cantidades de estos anticuerpos y se observó que fueron capaces de bloquear la entrada del virus a las células susceptibles. Esto se denomina neutralizar, evitar que el virus infecte.

Los anticuerpos desarrollados en Argentina derivados de llama y de gallinas fueron muy potentes a la hora de bloquear al virus. Esto se confirmó con ensayos realizados por el Instituto Malbrán de Buenos Aires, por el Instituto Politécnico de Virginia, Estados Unidos (con el virus salvaje que circula en ese país) y con un virus pseudotipado [1] hecho en el laboratorio de la Dra. Itati Ibañez de CONICET.

Argentina fue uno de los pocos países del mundo que desarrolló tanto nanoanticuerpos como anticuerpos IgY capaces de neutralizar al coronavirus pandémico (Huo et al. 2020, Hanke et al. 2020, Lu et al. 2020). Una investigación que se llevó a cabo en tan solo 7 meses, tiempo record para un desarrollo de esta envergadura.

Esquema de la producción de nanoanticuerpos monoclonales y anticuerpos IgY.

¿Y ahora qué sigue? Una vez demostrada su actividad neutralizante en estos ensayos que llamamos in vitro los anticuerpos deben ser probados en ensayos in vivo, es decir en modelos animales. En este caso se utilizará un modelo ratón para verificar que los anticuerpos sean seguros y eficaces para neutralizar la multiplicación del virus en los ratones. Para ello, se producirán los anticuerpos en cantidades mayores, con procedimientos estandarizados y buenas prácticas de manufactura. Una vez confirmada su eficacia en el ratón, se comenzarán las pruebas o fases clínicas en humanos.

En principio, se estudiará un tratamiento preventivo de administración intranasal para proteger la mucosa respiratoria de la entrada del virus y en segunda instancia, se abarcará la estrategia curativa para pacientes que ya cursan la enfermedad. Este tipo de terapia se denomina inmunización pasiva, y es complementaria a la utilización de la vacuna, así como ocurre con la administración de plasma de pacientes convalecientes.

Queda por delante un largo camino, pero posible si existe la convicción sobre la necesidad de tener una herramienta de desarrollo nacional y de alto impacto científico eficaz para frenar los efectos de este virus que tanto daño ha causado a nivel global.

 

 

 

[1] Un virus pseudotipado es un virus no infeccioso para el humano al cual se le inserta un gen para que fabrique la proteína Spike en su superficie. Esto permite hacer ensayos en un laboratorio convencional, no así con el Coronavirus Pandémico para el cual se requiere un laboratorio de máxima seguridad para poder manipularlo (esto lo hace solamente el Instituto Malbrán de Buenos Aires).


Marina Bok
Veterinaria (FVet-UBA), Magister en Biotecnología (FFyB-UBA) y Doctora en Veterinaria (UBA). Actualmente se desempeña como Investigadora de INTA en INCUINTA perteneciente al Centro de Investigaciones en Ciencias Veterinarias y Agronómicas y al IVIT INTA-CONICET, y es Investigadora Asistente del CONICET. Además, se desarrolla como responsable de la plataforma de kits diagnósticos INCUINTA escalando y desarrollando kits para el diagnóstico de enfermedades tanto humanas como animales (Virus de la Diarrea Viral Bovina, Coronavirus bovino, Norovirus, Hidatidosis, Leptospirosis, etc.), colabora con la validación del modelo cobayo INTA para la prueba de potencia de vacunas virales, con el servicio de diagnóstico de virus gastroentéricos y es docente del curso de postgrado de la UBA del modelo cobayo INTA.

Agradecimientos

Este proyecto fue realizado por investigadores del INTA de Castelar y del ICT Milstein gracias a la colaboración de instituciones como el Vaccine Research Center y el Virginia Tech de Estados Unidos, el National Research Center de Canadá, el Instituto Nacional de Enfermedades Infeccionas “Dr. Carlos G. Malbran”, Bioinnovo S.A. y del Instituto de Biociencias, Biotecnología y Biología Translacional iB3-DFBMC-FCEN de la UBA.

Bibliografía

  • Hanke, L., Vidakovics Perez, L., Sheward, D.J. et al. (2020). An alpaca nanobody neutralizes SARS-CoV-2 by blocking receptor interaction. Nature Communications,11: 4420. https://doi.org/10.1038/s41467-020-18174-5
  • Huo, J., Le Bas, A., Ruza, R.R. et al. (2020). Neutralizing nanobodies bind SARS-CoV-2 spike RBD and block interaction with ACE2. Nature Structural and Molecular Biology,27: 846–854. https://doi.org/1038/s41594-020-0469-6
  • Muyldermans, S. (2013). Nanobodies: natural single-domain antibodies. Annual Review of Biochemistry, 82:775-97. https://doi.org/1146/annurev-biochem-063011-092449
  • Schade, R., Calzado, E.G., Sarmiento, R., Chacana, P.A., Porankiewicz-Asplund. J., Terzolo, H.R. (2005). Chicken egg yolk antibodies (IgY-technology): a review of progress in production and use in research and human and veterinary medicine. Alternative Laboratory Animals, 33 (2):129-54. https://doi.org/10.1177/026119290503300208
  • Yan Lu, Yajun Wang, Zhen Zhang, Jingliang Huang, Meicun Yao, Guobin Huang, Yuanyuan Ge, Peichun Zhang, Huaxin Huang, Yong Wang, Huiliang Li, Wen Wang. (2020). Generation of Chicken IgY against SARS-COV-2 Spike Protein and Epitope Mapping. Journal of Immunology Research, 9465398. https://doi.org/1155/2020/9465398
  • Zhu, N., Zhang, D., Wang, W., Li, X., Yang, B., Song, J., Zhao, X., Huang, B., Shi, W., Lu, R., Niu, P., Zhan, F., Ma, X., Wang, D., Xu, W., Wu, G., Gao, G. & Tan, W. (2020). China Novel Coronavirus Investigating and Research Team. A Novel Coronavirus from Patients with Pneumonia in China. The New England Journal of Medicine, 382 (8):727-733. https://doi.org/10.1056/NEJMoa2001017

Imagen de tapa | SARS-CoV-2 / fuente: https://www.argentina.gob.ar/noticias/el-anlis-malbran-capto-la-primera-foto-del-nuevo-coronavirus-que-circula-en-argentina

 

 



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