Por lo general la bacteria Staphylococcus aureus es común e inofensiva, y no representa una amenaza para los humanos con quienes coexiste. Sin embargo, ocasionalmente puede convertirse en un patógeno oportunista, causando infecciones de la piel y del torrente sanguíneo o intoxicación alimentaria.
Durante más de un siglo, los científicos han buscado una vacuna eficaz, incluidos al menos 15 estudios preclínicos exitosos utilizando modelos animales en los últimos 30 años. Sin embargo, en todos los ensayos posteriores en humanos, estos candidatos a vacunas fallaron.
“Es un problema antiguo y uno de los más enigmáticos del campo de los estafilococos“, dijo el doctor George Liu, profesor de pediatría en la Facultad de Medicina de la Universidad de California en San Diego y jefe de la División de Enfermedades Infecciosas del Rady Children’s Hospital en San Diego. “Ninguno de estos ensayos en humanos ha funcionado y los científicos han luchado por encontrar una razón”.
Urgente necesidad de una respuesta
La pregunta se ha vuelto más urgente con la propagación de S. Aureus resistente a la meticilina (MRSA), un tipo de bacteria estafilocócica que se ha vuelto cada vez más resistente a los antibióticos que se usan comúnmente para tratar las infecciones estafilocócicas comunes. MRSA es la principal fuente de infecciones adquiridas dentro de los hospitales y otros entornos de atención médica, como los hogares de adultos mayores. Un estudio publicado en 2022 estimó que la resistencia bacteriana a los antimicrobianos resultó en decenas de millones de infecciones y 1.2 millones de muertes en todo el mundo en 2019, con el MRSA como el principal culpable.
“Las vacunas son la forma más efectiva de reducir esa carga para la salud y reducir la resistencia a los antibióticos”, explicó Liu, señalando los éxitos con las inoculaciones infantiles y las vacunas contra la COVID-19 más recientes.
La diferencia
En un nuevo artículo, publicado el 7 de julio de 2022 en la revista Cell Host & Microbe, Liu -autor principal- y sus colegas dicen que pueden haber encontrado la respuesta al enigma de S. Aureus, incluido el mecanismo que explica por qué los ensayos de vacunas han fallado hasta ahora y las maneras de superarlo.
Fundamentalmente, la diferencia radica en la exposición previa al patógeno, escriben los autores. Los ratones de laboratorio utilizados en la investigación están diseñados (criados/creados/mantenidos) para estar libres del patógeno objetivo específico; han tenido poca o ninguna exposición a S. Aureus antes de la vacunación.
Los seres humanos, por el contrario, se ven expuestos muy tempranamente a S. Aureus después del nacimiento. En 2 meses, la mitad de los bebés albergan colonias activas y abundantes de anticuerpos para defenderse de la mayoría de las infecciones.
Estrategias de defensa
Con el primer autor, el doctor Chih-Ming Tsai, científico del proyecto en su laboratorio, y otros, Liu planteó la hipótesis de que, si bien los ratones de laboratorio sin exposición previa a S. Aureus responden bien a las posibles vacunas es porque son completamente nuevas, las versiones humanas no funcionan porque S. Aureus ha desarrollado estrategias para defenderse del ataque terapéutico.
“Las vacunas contra el estafilococo parecen tan fáciles de fabricar en ratones de laboratorio porque rara vez se encuentran con S. Aureus, pero los humanos están expuestos al estafilococo desde las primeras semanas de vida y, para coexistir, el estafilococo parece haber desarrollado muchas estrategias para volver ineficaz nuestro respuesta inmune contra ellos”, afirma Tsai.
“Si los ratones tenían infecciones por estafilococos antes de la vacunación, creemos que las vacunas candidatas podrían no funcionar“.
Experimentos
Para probar su hipótesis, Liu, Tsai y los coautores realizaron una serie de experimentos en los que simularon uno de los mayores ensayos fallidos de vacunas contra el estafilococo en humanos, que se centró en la proteína IsdB utilizada por S. Aureus para adquirir el hierro necesario para su funcionamiento.
En ratones no expuestos al estafilococo normal, la vacuna IsdB funcionó, generando anticuerpos que se dirigieron a la proteína completa e interrumpieron las funciones bacterianas. Pero en ratones previamente expuestos al estafilococo, la vacuna generó solo anticuerpos contra la porción desprotegida de la proteína IsdB, dejando intacto el funcionamiento bacteriano. Los refuerzos posteriores amplificaron principalmente la respuesta de anticuerpos ineficaces y, para agravar el problema, los anticuerpos ineficaces compitieron con los anticuerpos protectores existentes.
Cuando los investigadores intentaron mezclar anticuerpos IsdB humanos con anticuerpos protectores elaborados a partir de la vacuna, estos últimos dejaron de funcionar. “Supusimos que si pudiéramos vacunar solo contra el componente protector de IsdB, podríamos prevenir la supresión por una mala memoria de respuesta inmune”, mencionó Tsai.
Y, de hecho, eso es lo que encontraron los científicos: cuando vacunaron ratones únicamente contra el componente protector de la proteína IsdB, los animales estaban efectivamente protegidos, incluso si habían estado expuestos previamente a S. Aureus.
Posible explicación
En combinación con otros experimentos, Liu dijo que los hallazgos sugieren que la memoria defectuosa de un patógeno y su correspondiente respuesta inmune son probables explicaciones de los ensayos fallidos de la vacuna contra el estafilococo en humanos.
“Incluso es posible que el mismo principio también explique por qué han fallado muchas otras vacunas difíciles de fabricar”, dijo. “Si se demuestra que estamos en lo correcto, una vacuna eficaz contra el estafilococo puede no estar muy lejos“.
Referencias
- Chih-Ming Tsai, J.R. Caldera. Irshad A.Hajam, Austin W.T.Chiang, Chih-Hsiung Tsai, Haining Li, María Lázaro Díez, Cesia Gonzalez, Desmond Trieu, Gislâine A. Martins, David M. Underhill, Moshe Arditi Nathan E. Lewis, George Y. Liu; Non-protective immune imprint underlies failure of Staphylococcus aureus IsdB vaccine; Cell Host & Microbe; publicao en línea 7 de julio de 2022; DOI: 10.1016/j.chom.2022.06.006; Disponible en el URL https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1931312822003110