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Coronavirus: Anticuerpos de llamas para neutralizar el virus SARS-CoV-2

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Este tratamiento con anticuerpos podría aprobarse para uso humano en aproximadamente un año”, afirman los expertos.

La búsqueda de soluciones para la COVID-19 se ha convertido en el primer objetivo de decenas de grupos de investigación. Varios de ellos trabajan ya con anticuerpos de camélidos, cuya estructura, tamaño y estabilidad permitirán desarrollar tratamientos y vacunas contra la infección.

Ahora, buscan desarrollar fármacos que neutralicen la infección del SARS-CoV-2 a raíz de anticuerpos de las llamas. Además de las inmunoglobulinas normales (Ig) presentes en todos los mamíferos, “los camélidos, como las llamas, camellos y alpacas, producen un tipo especial que son mucho menos de la mitad del tamaño de los anticuerpos convencionales”, explica a SINC Daniel Wrapp, investigador en la Universidad de Texas, Austin, en EE UU. Estos anticuerpos también se encuentran en los tiburones.

Son llamados nanocuerpos o nanobodies por tener una cuarta parte del tamaño de los anticuerpos normales y una estructura simple. Desde su descubrimiento en el dromedario en 1989, los científicos entendieron que abrirían nuevas perspectivas en la ingeniería de anticuerpos.

Desde entonces, se han convertido en valiosos candidatos terapéuticos, aún en fases experimentales, contra diferentes virus como el VIH, e incluso contra el cáncer de hígado u otras patologías hematológicas. Por sus características únicas y su facilidad para reproducirlos, son usados por grupos de investigación en todo el mundo. “Es fácil trabajar con ellos y son estables”, señala Xavier Saelens, científico en el Instituto Vlaams de Biotecnología de la Universidad de Gante, Bélgica.

Llamas Contra Coronavirus Pasados

El investigador, junto al equipo de Jason McLellan de la Universidad de Texas, Austin, estaban convencidos de que estos anticuerpos de llama, conocidos como VHH, serían capaces de neutralizar los anteriores coronavirus MERS-CoV y SARS-CoV-1. Iniciaron su estudio en 2016 en su laboratorio. “Pensamos que era importante porque estos coronavirus también tienen un historial de saltos de animales a humanos y generan enfermedades graves”, continúa Saelens.

En aquel momento, la llama Winter, que por entonces tenía nueve meses, empezó a formar parte de los experimentos. Al igual que sucede con los humanos cuando reciben vacunas para inmunizarse contra un virus, a esta llama le inyectaron proteínas de espícula (que permiten penetrar y unirse a las células humanas) estabilizadas de esos virus durante unas seis semanas para ser inmunizada.

Los investigadores recogieron muestras de sangre y aislaron los anticuerpos que se unían a cada versión de la proteína. Uno de ellos, al que denominaron VHH-72, demostró ser prometedor para detener el SARS-CoV-1 in vitro.

“Nuestro objetivo era encontrar nanocuerpos que pudieran tener una reacción cruzada con múltiples betacoronavirus como MERS y SARS. Muchos de los parientes de estos virus se encuentran en especies de murciélagos”, señala el investigador belga.

Ahora, el equipo ha probado la eficacia de un tratamiento con anticuerpo de llama contra el nuevo coronavirus SARS-CoV-2. Los resultados del trabajo se han publicado en la revista Cell.

Gracias a trabajos anteriores, los investigadores sabían que el nanocuerpo para el SARS-CoV-1 se unía, aunque débilmente, a la proteína de espícula del SARS-CoV-2. Para mejorar su eficacia, vincularon dos copias de VHH-72 y así lograron que se adhiriera fuertemente. Las pruebas iniciales en cultivos mostraron que el anticuerpo impedía que el virus infectara las células.

“Este es uno de los primeros anticuerpos conocidos para neutralizar el SARS-CoV-2”, recalca McLellan. Este investigador fue quien reveló cómo estos nanoanticuerpos se unen a las proteínas de espícula del MERS y el SARS y cómo impiden la infección.

McLellan lideró, además, el equipo que creó el primer mapa a escala atómica en 3D de la proteína de espícula del nuevo coronavirus, un paso esencial para desarrollar vacunas y antivirales. El estudio de esta estructura molecular, que tardó solo unos días en realizarse desde que recibieron el genoma de SARS-CoV-2, se publicó en la revista Science.

Posible Tratamiento para el COVID-19

“El anticuerpo que aislamos se adhiere a la proteína de espícula del SARS-CoV-2 que permite que el virus entre en las células huésped y comience el proceso de infección. Así evita su entrada a la célula humana, lo que neutraliza el virus”, detalla Wrapp, primer autor del estudio publicado en Cell.

Según el investigador, este anticuerpo es particularmente efectivo porque se une a un parche conservado de la proteína, lo que le permite anular tanto el SARS-CoV-1 como el SARS-CoV-2.

Tras los ensayos in vitro, “el siguiente paso será realizar experimentos con animales para averiguar si el anticuerpo también reduce la infección en un animal susceptible a la infección por SARS-CoV-2”, subraya Saelens. Por ejemplo, en hámsters o primates no humanos. Después, el fármaco del anticuerpo tendrá que ser producido de manera controlada “antes de poder ser probado en humanos”, prosigue.

“Si todo va según lo planeado, este tratamiento con anticuerpos podría aprobarse para uso humano en aproximadamente un año”, afirma Wrapp.

Inhalador para pacientes infectados

Gracias a su estructura simple, los anticuerpos de llama se pueden nebulizar y usar en un inhalador. “Eso los hace realmente interesantes como tratamiento para un patógeno respiratorio porque los llevas directamente al lugar de la infección”, dice Wrapp.

La estrategia que pretende seguir McLellan, de la Universidad de Texas en Austin, es administrar la terapia con anticuerpos protectores directamente a la persona. “Por lo tanto, inmediatamente después del tratamiento, está protegida”, asegura.

Mientras que las vacunas se deben administrar uno o dos meses antes de la infección para brindar protección, el tratamiento con anticuerpos “puede suministrarse a pacientes que ya están enfermos”, subraya a SINC Daniel Wrapp. “Así se reduciría la gravedad de sus síntomas y les ayudarían a curarse más rápido”, añade.

Esto sería especialmente útil para grupos vulnerables como las personas mayores, que presentan una respuesta modesta a las vacunas. Los sanitarios, otros trabajadores de la salud y otras personas con mayor riesgo de exposición al virus también pueden beneficiarse de la protección inmediata.

Vacuna en Spray Nasal

Además del desarrollo de medicamentos, el estudio en nanobodies podrían permitir la creación de vacunas. Un equipo de nueve laboratorios, dirigido por el virólogo de la Universidad de Ottawa (Canadá) Marc-André Langlois, está trabajando con nanocuerpos de camélidos para desarrollar una en forma de aerosol nasal.

Con la ayuda de dos llamas que serán inmunizadas, el equipo de Langlois generará anticuerpos anticoronavirus y clonará los genes que los codifican para producirlos en masa en el laboratorio gracias a la ingeniería inversa.

El proyecto más ambicioso será el desarrollo de esa vacuna en aerosol con un enfoque diferente a otros grupos de investigación. En su caso, se utilizará un método –más barato que los cultivos de células animales– basado en varias plantas como el arroz para expresar en ellas las proteínas virales que el sistema inmunitario percibe como amenaza.

“No sabemos si esto va a funcionar”, subraya Langlois. “Es razonable pensar que podría, y si lo hace, será una forma barata de producir muchas vacunas para mucha gente, muy rápidamente”.

El procedimiento puede durar al menos dos años, pero el equipo espera que esto permita estar preparado ante futuros brotes que Langlois considera “altamente probables”.

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En Chile investigación busca desarrollar herramienta para enfrentar la mastitis bovina

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La mastitis bovina es una de las principales enfermedades que afectan al ganado lechero y puede generar importantes consecuencias para la producción, la calidad de la leche y la salud de los animales. En las regiones de Los Ríos y Los Lagos, donde se concentra el 82 por ciento de las vacas lecheras del país, esta problemática adquiere especial relevancia para una de las principales actividades productivas del territorio.

Oriunda de Llanquihue, Macarena Núñez Campos, llegó a Valdivia en 2019 para estudiar Bioquímica en la Universidad Austral de Chile (UACh), pero su interés por la ciencia comenzó mucho antes. “De niña me gustaban mucho las clases de ciencias naturales y, a medida que fui creciendo, mis ramos favoritos pasaron a ser biología y química”, recuerda. También guarda especial recuerdo de sus experiencias en el laboratorio de su colegio y de su participación en ferias científicas, espacios que despertaron tempranamente su curiosidad y fueron fundamentales para descubrir que quería dedicar su vida profesional a la ciencia.

Hoy, esa vocación se refleja en una investigación que busca aportar una nueva herramienta para la detección de los microorganismos responsables de la mastitis bovina.

La reciente graduada del Magíster en Ciencias mención Microbiología de la Facultad de Ciencias de la UACh, desarrolló su investigación en vinculación con Laboratorios y Servicios Veterinarios Valdivia Limitada (Lavet), enfocándose en el desarrollo y evaluación de un método diagnóstico basado en una técnica molecular denominada LAMP (Loop-mediated isothermal amplification. El objetivo fue detectar de manera rápida y específica cinco patógenos asociados a la mastitis bovina: Staphylococcus aureus, Streptococcus uberis, Escherichia coli, Mycoplasma bovis y Prototheca bovis. Los dos últimos son considerados agentes emergentes de especial interés debido a las dificultades que pueden presentar para su diagnóstico y control.

“Mi tesis consistió en desarrollar y evaluar un nuevo método diagnóstico para la detección rápida y específica de cinco patógenos causantes de mastitis bovina. El método se basó en una técnica molecular denominada LAMP, que permite amplificar y detectar material genético de los microorganismos de manera rápida y sin requerir necesariamente el equipamiento sofisticado que utilizan otras técnicas moleculares convencionales”, explica Macarena.

Un desafío para la producción lechera regional

La mastitis es una enfermedad que afecta directamente la productividad de los rebaños. Puede disminuir la producción y calidad de la leche, aumentar los costos asociados al tratamiento y en casos más severos, comprometer la salud y la futura productividad del animal. Contar con herramientas que permitan identificar oportunamente el microorganismo responsable de una infección puede contribuir a mejorar las decisiones sanitarias y avanzar hacia tratamientos más específicos.

“En Chile, esta problemática cobra especial relevancia en las regiones de Los Ríos y Los Lagos, donde se concentra el 82% de las vacas lecheras del país. Por lo tanto, cualquier enfermedad que afecte la sanidad de los rebaños en esta zona puede tener un impacto no solo en los productores, sino también en toda la cadena productiva láctea”, añade Macarena.

La investigadora destaca que el desarrollo de métodos diagnósticos más rápidos y accesibles podría ser especialmente relevante para la realidad productiva regional, al permitir identificar con mayor oportunidad qué microorganismo está provocando una infección y apoyar decisiones de manejo y tratamiento. Uno de los aspectos centrales de esta experiencia ha sido precisamente la vinculación entre la investigación desarrollada desde la universidad y las necesidades del sector productivo.

Para Macarena Núñez, esta relación resulta fundamental para que el conocimiento científico pueda trascender el ámbito académico y convertirse en soluciones concretas: “Creo que es fundamental vincularse con el sector productivo porque permite que los resultados de las investigaciones no se queden únicamente en el ámbito académico, sino que puedan transformarse en soluciones concretas para problemáticas reales”.

A su juicio, esta colaboración permite complementar las capacidades de ambos sectores: mientras la academia aporta conocimiento y una base científica sólida, la industria contribuye a identificar necesidades concretas y espacios donde ese conocimiento puede tener una aplicación.

Una beca para continuar formando capital humano

El vínculo de Macarena con el laboratorio se inició en 2023, durante su formación de pregrado en Bioquímica. Desde entonces, tuvo la oportunidad de integrarse al Laboratorio de Mastitis Bovina, experiencia que posteriormente dio paso al desarrollo de su tesis de magíster. Durante este proceso fue guiada por el Dr. Armin Mella y el Dr. Diego Carrillo, quienes la acompañaron en el desarrollo de la investigación.

La investigación fue desarrollada con el apoyo del programa Piloto de Becas de Postgrado impulsado por el Gobierno Regional de Los Ríos y la Universidad Austral de Chile, financiamiento que para Macarena fue fundamental para completar su formación de magíster. “La beca FIC fue de gran ayuda para mí, ya que me entregó los recursos y herramientas necesarios para poder finalizar mi tesis y continuar con mi formación de manera adecuada. El apoyo permitió financiar aspectos no solo asociados a mi investigación, sino que también a gastos relacionados con mi permanencia en Valdivia y en el programa de magíster”.

Actualmente, Macarena se encuentra trabajando en Puerto Varas, en Aqua BC, empresa vinculada a la biotecnología y a la prestación de servicios para el sector acuícola. Si bien su trabajo actual no está directamente relacionado con la mastitis bovina, reconoce que la experiencia desarrollada durante el proyecto FIC amplió su perspectiva sobre las posibilidades profesionales que existen para quienes se forman en ciencias. “Me hizo comprender que nuestro desarrollo profesional no necesariamente tiene que estar ligado exclusivamente a la academia o la investigación, sino que también podemos incorporarnos directamente a la industria”, afirma.

Para Macarena, esta experiencia demuestra el valor de conectar las capacidades científicas que se desarrollan en las universidades con las necesidades concretas de los territorios y sus sectores productivos. “Considero que esta conexión entre el conocimiento científico y las necesidades de la industria es fundamental para que la investigación pueda tener un impacto concreto en la sociedad y en los distintos sectores productivos”, concluye.

La profesional termina esta entrevista agradeciendo especialmente a la Dra. Leyla Cárdenas, directora del proyecto FIC, a Francisca Sepúlveda y Pedro Matus, encargados de su seguimiento.

Proyecto financiado por el Fondo de Innovación y Competitividad (FIC) del Gobierno Regional de Los Ríos y aprobado por el Consejo Regional.

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Estudio detecta anticuerpos contra la paratuberculosis bovina en terneros neonatos

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Un estudio del Royal Veterinary College demuestra que los anticuerpos contra Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis pueden identificarse en la sangre de los terneros tras la ingesta de calostro. El hallazgo abre una nueva vía para estudiar la exposición temprana a la enfermedad de Johne y fortalecer las estrategias de vigilancia y control en los rodeos.

Una investigación realizada por científicos del Royal Veterinary College (RVC) identificó que los terneros recién nacidos pueden presentar anticuerpos contra la enfermedad de Johne en su sangre luego de consumir el calostro materno. El descubrimiento podría aportar una nueva herramienta para determinar en qué momento los animales se exponen por primera vez al agente causal de esta enfermedad, favoreciendo el desarrollo de estrategias más eficaces de prevención y control.

La enfermedad de Johne, también conocida como paratuberculosis bovina, es una enfermedad infecciosa, crónica e incurable causada por Mycobacterium avium subespecie paratuberculosis (MAP). La infección suele producirse durante las primeras semanas o meses de vida, aunque los signos clínicos generalmente aparecen años más tarde.

En los animales afectados, la bacteria provoca un deterioro progresivo de la mucosa del intestino delgado, generando inflamación crónica, pérdida de peso, disminución de la producción de leche, diarrea persistente y, en los casos más graves, la muerte. Además de comprometer el bienestar animal, representa un importante problema económico para la producción lechera a nivel mundial.

Hasta el momento, los programas de vigilancia se enfocan principalmente en detectar la enfermedad en bovinos adultos, mientras que existe escasa información sobre lo que ocurre durante las primeras etapas de vida.

Un nuevo enfoque para estudiar la exposición temprana

Con el objetivo de profundizar el conocimiento sobre la infección en los primeros días de vida, investigadores del RVC analizaron muestras de sangre de 38 terneros recién nacidos y sus respectivas madres provenientes de un establecimiento lechero comercial del suroeste de Inglaterra.

Las muestras habían sido obtenidas originalmente como parte de los controles rutinarios destinados a verificar la correcta absorción de anticuerpos provenientes del calostro. Posteriormente, los científicos aprovecharon los sueros residuales para medir anticuerpos específicos contra MAP y evaluar su relación con el estado sanitario de las madres y con la eficiencia de la transferencia de inmunidad pasiva.

Los resultados mostraron que los terneros nacidos de vacas con anticuerpos frente a MAP presentaban concentraciones significativamente más altas de esos mismos anticuerpos que aquellos cuyas madres no evidenciaban seropositividad. Asimismo, la relación entre los niveles de anticuerpos detectados y la absorción del calostro fue diferente según el estado sanitario de la madre.

En conjunto, los hallazgos respaldan la hipótesis de que los anticuerpos específicos contra MAP son transferidos desde la vaca al ternero a través del calostro.

Potencial para mejorar la vigilancia sanitaria

Los investigadores aclaran que la detección de estos anticuerpos no constituye una prueba diagnóstica de infección en terneros recién nacidos, ya que refleja la inmunidad pasiva transferida por la madre y no necesariamente la presencia de la bacteria en el animal.

Sin embargo, consideran que esta información podría incorporarse como una herramienta complementaria dentro de los programas de vigilancia de rodeos y de evaluación del riesgo sanitario, contribuyendo a comprender mejor la dinámica de transmisión de la enfermedad durante las primeras etapas de vida.

De confirmarse los resultados de esta investigación en estudios con un mayor número de animales, este enfoque podría aportar información valiosa para optimizar las estrategias de control de la enfermedad de Johne, mejorar el bienestar animal y reducir las pérdidas productivas asociadas a esta importante enfermedad de los bovinos.

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Un enfermedad de los rumiantes es descubierta en el material de manuscritos antiguos

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Los manuscritos se confeccionaban con pergaminos fabricados con pieles de ovejas, cabras o vacas. Una nueva investigación ha empleado la genética para reconstruir 3 500 años de historia de la viruela ovina, una enfermedad que ha afectado a los rebaños durante siglos.

Algunos de los manuscritos más conocidos de Europa, entre ellos los Evangelios de York, se han convertido en auténticas ‘cápsulas del tiempo’ que permiten reconstruir 3 500 años de historia del virus de la viruela ovina.

Mediante el análisis genético de las pieles utilizadas para fabricar sus pergaminos, un equipo internacional dirigido por el University College de Dublín ha aportado nuevas evidencias sobre cómo esta enfermedad afectó a los rebaños europeos mucho antes de la era moderna.

Un virus antiguo

La viruela ovina es una enfermedad muy contagiosa que se propaga rápido y puede infectar a gran parte de un rebaño en poco tiempo. Es peligrosa porque puede provocar tasas de mortalidad muy elevadas, sobre todo en animales jóvenes, y reduce de forma drástica la producción al mermar la obtención de lana, carne y leche.

La enfermedad de la viruela ovina es peligrosa porque puede provocar tasas de mortalidad muy elevadas, sobre todo en animales jóvenes

“El estudio del ADN de los patógenos ha cambiado por completo nuestra comprensión de las enfermedades infecciosas del pasado, y aquí hemos demostrado que los pergaminos también pueden conservar ADN de patógenos”, afirma el autor principal del estudio e investigador de la universidad irlandesa, Louis L’Hôte. “Puede que los archivos y bibliotecas de todo el mundo también contengan rastros genéticos de brotes víricos ocurridos en animales de pasto de la antigüedad”.

“En concreto, estos genomas nos ayudan a comprender cómo evolucionaron estas infecciones y cómo afectaron a las sociedades del pasado, como es el caso del virus de la viruela ovina, del que demostramos que lleva mermando los rebaños de ovejas de Eurasia desde hace al menos tres milenios y medio”.

Cápsulas del tiempo

En el trabajo, publicado en Science Advances, los investigadores identificaron rastros génicos de la infección en manuscritos medievales, entre ellos varios de gran importancia histórica.

En especial, analizaron los Evangelios de York, de unos mil años de antigüedad y una de las mejores piezas conservadas del primer periodo anglosajón. También estudiaron textos más antiguos, como el Corpus Glossary del Corpus Christi College de Cambridge uno de los primeros diccionarios ingleses, además de otros códices procedentes de Gran Bretaña y Europa continental del mismo periodo.

Los expertos detectaron el virus en pergaminos elaborados con piel de ternero y de cabra, en muchos de ellos descubrieron que algunas páginas contenían ADN del virus, lo que les indicó que en su elaboración se utilizaron animales infectados.

Dado que el pergamino se fabricaba a partir de pieles de ganado, como ovejas, cabras y vacas, los investigadores lo consideran una especie de ‘bioarchivo’ que conserva el estado de salud del animal en el momento de su muerte hace siglos.

Asimismo, los expertos detectaron el virus de la viruela ovina en pergaminos elaborados con piel de ternero y de cabra, lo que indica que se dieron casos excepcionales de infecciones entre especies o que se produjo cierta contaminación durante el proceso de fabricación de los pergaminos.

Un virus que persiste

Al combinar el estudio de los manuscritos con muestras aún más antiguas de dientes de oveja de la Edad del Bronce, el estudio reveló que la viruela ovina había amenazado al ganado durante más de 3 700 años.

Los principales linajes de los capripoxvirus se diversificaron hace 11 500 y 3 700 años. El equipo identificó las primeras detecciones conocidas del virus de la viruela ovina a partir de registros dentales recuperados en antiguos asentamientos pastorales de la estepa euroasiática, ya que, diferencia de otros restos, los dientes conservan el material genético de las infecciones durante miles de años.

Al comparar estas secuencias con las modernas, los investigadores estiman que los principales linajes de los capripoxvirus se diversificaron hace 11 500 y 3 700 años. Esta cronología coincide con el auge de la domesticación de animales y el gran traslado de ovejas desde la estepa hacia Europa.

“La gente de todo el mundo sigue luchando contra este patógeno”, cuenta L’Hôte. “Los genomas antiguos pueden ayudarnos a comprender cómo evolucionaron los patógenos que nos afectan en la actualidad”, concluye.

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