Avanzan en el desarrollo de una vacuna contra la toxoplasmosis

La toxoplasmosis es una enfermedad zoonótica, es decir que afecta tanto a animales como a seres humanos, ampliamente distribuida a nivel mundial –se estima que la padece entre el 20 y el 30 por ciento de la población– que en general no implica complicaciones clínicas importantes. Asociada popularmente a los gatos, en los seres humanos es principalmente trasmitida en realidad por la ingesta de carnes mal cocidas, frutas y verduras mal lavadas o aguas contaminadas y, por ser asintomática, muchas personas la padecen sin saberlo. El mayor riesgo se da durante el embarazo, donde la infección congénita puede derivar en malformaciones en el feto o problemas neurológicos para el niño o la niña, o incluso en abortos; y en el caso de personas inmunodeprimidas, ya que una baja en las defensas facilita la reactivación de Toxoplasma gondii, el parásito causante, alojado en el cerebro de forma latente. Asimismo, implica importantes pérdidas económicas en el sector ganadero, precisamente por la alta tasa de abortos que es capaz de provocar en cabras y ovejas.

Enfocadas y enfocados en la búsqueda de una vacuna contra T. gondii, investigadoras e investigadores del Instituto Tecnológico de Chascomús (INTECH, CONICET-UNSAM-asociado a CICPBA) acaban de dar un valioso paso, al probar con éxito una formulación compuesta por fragmentos de una proteína presente en la superficie del parásito –involucrada en el primer contacto de este con las células a invadir– y otra proteína de origen vegetal, que fue inoculada vía oral en modelos animales logrando reducir rápidamente los signos clínicos de la enfermedad y la cantidad de quistes en los que se aloja el parásito. Los alentadores resultados se publican hoy en la revista científica Frontiers in Plant Science.

“Hay proteínas que tiene propiedades antigénicas, es decir que pueden funcionar como inmunógenos para desarrollar una vacuna contra el patógeno. En este caso, nosotros elegimos una proteína, denominada SAG1, que está en la membrana de la superficie de T. gondii y es lo primero que este presenta al sistema inmune en el momento de la infección”, comenta Marina Clemente, investigadora del CONICET en el INTECH y una de las autoras del estudio, y desarrolla: “Pero no usamos toda la proteína, sino las regiones de ella que tienen importancia en la respuesta inmune que buscamos generar. Se trata de unos péptidos, o moléculas, dentro de los cuales están los epítopes, que son los fragmentos que reconoce el mecanismo de respuesta de nuestro cuerpo”.

Según comentan los y las profesionales, la ventaja de trabajar en formulaciones que contienen solo estos fragmentos del parásito y no su totalidad es que no existe riesgo de infección y el procedimiento es más seguro. “Como contrapartida, si bien utilizamos las regiones que T. gondii presenta al sistema inmune, al ser solamente una porción de una proteína, la respuesta inmune no es tan potente. Entonces, necesitamos utilizar adyuvantes, es decir sustancias que potencien esa respuesta”, apunta Edwin Sánchez López, becario del CONICET en el INTECH y co-primer autor del trabajo científico.

En esa línea, el equipo desarrolló una formulación basada en la fusión de los fragmentos antigénicos de SAG1 con una proteína vegetal, denominada HSP90, extraída de una planta modelo (Arabidopsis thaliana), estudiada por el grupo dirigido por Clemente y conocida por su buena capacidad adyuvante y estabilizadora de péptidos y proteínas. “Expresamos esa fusión en otra especie vegetal muy utilizada en laboratorio, Nicotiana benthamiana (una planta de tabaco), para obtener una nueva proteína completa compuesta por la unión del péptido antigénico y el adyuvante”, dice Sánchez López.

Una vez obtenida la nueva proteína, los y las profesionales la probaron en modelos animales utilizando dos estrategias distintas: a un grupo de ratones lo inmunizaron con la proteína purificada y a otro con el extracto vegetal de N. benthamiana, ambos por vía oral. “A nosotros nos interesa esta vía, porque T. gondii ingresa a través de las mucosas. El problema es que el ambiente intestinal es bastante hostil para el antígeno. Sin embargo, este líquido de la planta sirve como vehículo de entrega, como una especie de cápsula que lo protege durante su pasaje por el tracto intestinal y entonces hace que se presente directa y más completamente ante las células inmunológicas que se encuentran en las mucosas del intestino. Y efectivamente vimos que los ratones que recibieron el extracto tuvieron mejor respuesta inmune”, comenta el experto.

Según explica Mariana Corigliano, investigadora del CONICET en el INTECH y también co-primera autora del trabajo, “es de destacar que el péptido que probamos tiene la capacidad de desencadenar no solo una respuesta inmune con producción de anticuerpos específicos, sino que también genera compuestos intermediarios necesarios para combatir el establecimiento de la enfermedad en sus fases tempranas, lo que se traduce en un menor número de parásitos en el hospedador”.

En ese sentido, las pruebas arrojaron resultados más que auspiciosos, ya que se logró una reducción del 60 por ciento de formación de los quistes en los que el parásito se esconde, generalmente en el tejido muscular y el cerebro, y de los signos clínicos de la enfermedad: “Durante la etapa de infección, los ratones pierden el pelo y algo de movilidad, además de presentar cambios de comportamientos. Algo que no se observó en estos casos”, explican.

“Estos resultados se obtuvieron utilizando solo una proteína del parásito. La idea es sumar más proteínas para potenciar la eficacia de la vacuna. Es difícil pensar en una vacuna oral o intramuscular a corto plazo, pero estos avances demuestran que es factible el uso de estas plataformas vegetales como un sistema más, alternativo a todos los disponibles para la producción de vacunas”, concluye Clemente.

Por Marcelo Gisande.

Sobre investigación:

Edwin Sánchez López. Becario posdoctoral. INTECH.

Mariana Corigliano. Investigadora asistente. INTECH.

Sonia Oliferuk. Becaria. INTECH.

Víctor Ramos Duarte. Becario. INTECH.

Maximiliano Rivera. Becario. INTECH.

Luisa Mendoza Morales. Becaria. INTECH.

Sergio Ángel. Investigador principal. INTECH.

Valeria Sander. Investigadora adjunta. INTECH.

Marina Clemente. Investigadora independiente. INTECH.

Referencia bibliográfica:

Sánchez-López, E. F., Corigliano, M. G., Oliferuk, S., Ramos-Duarte, V. A., Rivera, M., Mendoza-Morales, L. F., ... & Clemente, M. Oral immunization with a plant HSP90-SAG1 fusion protein produced in tobacco elicits strong immune responses and reduces cyst number and clinical signs of toxoplasmosis in mice. Frontiers in Plant Science, 2070. DOI: https://doi.org/10.3389 / fpls.2021.726910