Desde que se aprobou o uso das vacinas contra a covid-19 apareceron múltiples variantes que puxeron en alerta ás institucións sanitarias de todo o mundo. Delta, ómicron, XE e alpha son algunhas delas. E cada vez que ocorría, a primeira pregunta que nos saltaba á cabeza era: protexerannos as vacinas actuais tamén contra esta nova mutación?
A aparición de novas variantes é un dos factores que fai que a eficacia das vacinas se reduza co paso do tempo. Con vistas a solucionar esta cuestión, propúxose unha nova candidata a vacina chamada CoVPSA que trata de protexer fronte a todas as variantes existentes e fronte a outras que poidan aparecer no futuro.
CoVPSA obtívose grazas a un supercomputador e os resultados acaban de publicarse na prestixiosa revista Scientific Reports.
Como se desenvolveu a vacina?
Esta candidata a vacina contra a covid-19 foi deseñada con métodos matemáticos. As técnicas utilizadas están relacionadas coa combinatoria, a matemática discreta e as ciencias da computación.
Foi froito da colaboración multidisciplinar entre dúas institucións científicas. En primeiro lugar, a Universidade do País Vasco/Euskal Herriko Unibertsitatea fixo o estudo teórico previo e a simulación computacional da cadea de 22 aminoácidos que conforman o péptido da vacina.
Posteriormente, o Instituto de Investigación Sanitaria Marqués de Valdecilla (Idival) e o Hospital Universitario Marqués de Valdecilla de Cantabria encargáronse de cargar devandito péptido nas células que inician unha resposta inmunitaria adaptativa no noso organismo (chamadas dendríticas). Tamén se ocuparon de facer os posteriores ensaios biolóxicos in vitro e in vivo. Destas probas de laboratorio obtivéronse resultados positivos.
No artigo xa mencionado evidénciase a viabilidade práctica do método, pasando dunha investigación de carácter básico a unha investigación traslacional. Deste xeito, prepárase o terreo para posibles aplicacións clínicas a curto e medio prazo para poder obter vacinas efectivas contra diversos tipos de enfermidades.
Unha vacina universal contra todas as mutacións de covid-19
A candidata a vacina, chamada CoVPSA, obtívose grazas á potencia do supercomputador Arina dos Servizos Xerais de Investigación (SGIker) da UPV/EHU. A súa potencia é equivalente á de miles de computadores persoais agregados.
Utilizouse para executar de maneira ininterrompida durante varios días un algoritmo de programación enteiro que deu como resultado a mencionada secuencia de 22 aminoácidos.
Este método de deseño baséase no concepto de lambda-supercadea introducido nun estudo anterior polos equipos destas institucións. Trátase dun método especialmente apropiado para valorar as distintas mutacións experimentadas polo patóxeno e poder obter unha única vacina para todas elas.
É dicir, non se considera soamente una das variantes, senón que se obtén un péptido que recobre suficientemente ben os epítopos de todas as variantes que foran aparecendo.
Desta forma, obtense unha vacina universal eficaz contra todas as mutacións. Esta é a principal diferenza respecto a os métodos clásicos de deseño de vacinas, que non confiren protección simultaneamente contra as distintas variantes do axente patógeno.
O péptido CoVPSA así deseñado foi sintetizado e integrado nun vector vacinal formado por células dendríticas. Os resultados obtidos son bos en canto á inmunoxenicidade da vacina, o perfil de citoquinas obtido e a resposta humoral xerada, así como en canto ao perfil de seguridade da mesma.
Unha vacina baseada en modelos matemáticos
Tamén se pode adaptar e modificar o método para que a vacina protexa fronte a variantes que poidan aparecer no futuro. De feito, os equipos de investigación da UPV/EHU e do instituto Idival xa están a traballar niso para adiantarse aos acontecementos. Terán en conta un modelo matemático que reflicta a probabilidade de potenciais mutacións vindeiras.
Desta forma, a vacina non só recubriría os epítopos das distintas variedades do virus que poidan estar a convivir actualmente: tamén os doutras mutacións con máis probabilidade de ocorrer e que aínda non se deron. Esta é a principal innovación achegada polo uso das lambda-supercadeas. Estes estudos matemáticos computacionais están a ser tamén apoiados e financiados polo Basque Center for Applied Mathematics (BCAM), centro de excelencia “Severo Ochoa”.
O próximo paso é que ambos os equipos fagan probas adicionais para ampliar os resultados preliminares. Tamén están a traballar no deseño matemático computacional de novas candidatas a vacina que teñan en conta as últimas variantes do virus.
O deseño computacional con lambda-supercadeas emprégase así mesmo con outra candidata a vacina contra a Hepatite C para a cal, a día de hoxe, non existe ningunha vacina efectiva.
*Luis Martínez Fernández é profesor titular de Matemáticas, especializado na área de Álxebra, Universidade do País Vasco/Euskal Herriko Unibertsitatea. Carmen Álvarez Domínguez é bioquímica e bióloga molecular, inmunológa, experta en vacinas e profesora de investigación en Procesos Sanitarios na Facultade de Educación e en Avances en Enfermidades Infecciosas e terapia antimicrobiana na Facultade de Ciencias da Saúde, UNIR-Universidade Internacional de La Rioja.
Cláusula de divulgación: Luis Martínez Fernández recibe fondos do Goberno Vasco (referencias IT974-16 e KK-2018/00090) e da Universidade do País Vasco/ Euskal Herriko Unibertsitatea (UPV/ EHU) e o Centro Vasco de Matemáticas Aplicadas (BCAM) (referencias US18/21 e US21/27).
Carmen Álvarez Domínguez recibe fondos do Instituto de Saúde Carlos III (referencia PI19-01580), do Instituto de Investigación Marqués de Valdecilla (Idival) para estudos dunha vacina para covid-19 (referencia INNVAL20/01) e de Fondos Europeos COST (referencia ENOVA-CA16231).
