Cuanto más densamente se disponen los antígenos, más dura la memoria inmunitaria: las nanovacunas revelan claves de diseño para prolongar la respuesta de las células B

Las vacunas no solo deben lograr que el sistema inmunitario «vea» el antígeno, sino también que conserve ese recuerdo durante el tiempo suficiente. Dos estudios preclínicos realizados en colaboración por Scripps Research, la Rama Médica de la Universidad de Texas y la Iniciativa Internacional para una Vacuna contra el Sida indican que disponer los antígenos de forma altamente repetitiva en la superficie de nanopartículas puede conferir a determinadas células B una ventaja más duradera de supervivencia y maduración, lo que plantea un principio de diseño estructural para las vacunas contra el VIH, en las que resulta difícil establecer una protección a largo plazo.

El equipo de investigación se centró en la avidez (avidity), es decir, la fuerza global de unión que se forma cuando una nanopartícula se conecta con los receptores de las células B mediante múltiples puntos de contacto. Esta depende tanto del número de antígenos reconocibles en la superficie de la partícula como de la afinidad de cada punto de contacto (affinity). En el pasado, ambos factores solían variar a la vez, lo que dificultaba determinar cuál era más importante; en esta ocasión, los investigadores fabricaron seis tipos de nanopartículas con condiciones similares, como el tamaño, pero con entre cero y 60 sitios funcionales de unión, a fin de separar los efectos de ambos factores.

Los experimentos de vacunación en ratones mostraron que, cuanto más densa era la disposición de los antígenos funcionales, más se prolongaba la respuesta de los centros germinales y mayor era la generación y persistencia de células B de memoria, células plasmáticas de larga vida y anticuerpos en sangre. El equipo también descartó mediante experimentos de control la explicación de que «simplemente se administró más antígeno». Los resultados respaldan que el factor clave es la disposición repetitiva sobre una misma partícula y no la cantidad total de antígeno en sí.

Un estudio complementario realizó un seguimiento más detallado de la competencia dentro de los centros germinales. Estos son lugares importantes para la selección, proliferación y maduración de las células B activadas; las células B precursoras capaces de capturar con mayor eficacia nanopartículas con un alto grado de repetición tenían más probabilidades de mantenerse en la competencia y expandirse. Aumentar la afinidad de cada punto de unión también resultó beneficioso, pero su efecto fue menor que el de la disposición multivalente. La secuenciación de los receptores de las células B también mostró que la valencia del antígeno tenía un efecto limitado sobre las mutaciones somáticas individuales, pero podía aumentar la diversidad clonal implicada en la respuesta.

Esta diferencia solo era evidente cuando las células B competían entre sí. Cuando los investigadores redujeron el número de otras células B precursoras, desapareció la diferencia entre las nanopartículas de baja y alta valencia. Esto ofrece una posible explicación: algunas vacunas con una disposición más dispersa de los antígenos podrían mostrar un buen desempeño en modelos animales con una composición inmunitaria simplificada, pero, tras pasar al organismo humano, que posee poblaciones diversas de células B, las células objetivo no necesariamente lograrían imponerse en la competencia.

Por ahora, las pruebas siguen limitadas a modelos de ratón especialmente diseñados y dotados de células B precursoras específicas, y los estudios tampoco demostraron que este tipo de nanovacuna pueda prevenir la infección por VIH en seres humanos. Aún debe verificarse si la densidad de antígenos puede prolongar de igual modo la protección en entornos inmunitarios más naturales, primates no humanos y ensayos clínicos. No obstante, la investigación eleva «cómo se disponen los antígenos» de un detalle de formulación a una variable de diseño cuantificable y también podría ofrecer una vía de evaluación para vacunas contra otras enfermedades infecciosas que requieran respuestas de anticuerpos duraderas.