Vacunas vegetales

Las vacunas son un producto biológico que se administra para prevenir una enfermedad infecciosa. Contienen antígenos, que son moléculas que al entrar en el organismo desarrollan una respuesta inmunitaria. Estos acostumbran a ser el microorganismo (muerto o de forma inactiva) o bien partes de él. Gracias a las vacunas, se crean anticuerpos para que, si un día el paciente se infecta por esa enfermedad, su cuerpo pueda eliminarla.

Aunque generalmente se asocien las vacunas a las inyecciones, también se pueden tomar por vía oral o bien ser inhaladas. En esta entrada hablaremos de las vacunas comestibles de origen vegetal que podrían ser el futuro de las vacunas actuales.

Plantas transgénicas para fabricar vacunas

Para obtener una vacuna comestible, es necesario producir plantas transgénicas.
Un organismo transgénico es aquel al que se le ha introducido un gen proveniente de otra especie. En el caso de los vegetales, típicamente se ha usado para ello el tomate, el tabaco, el arroz, el maíz, la patata, la alfalfa, la lechuga, la zanahoria, el cacahuete, el plátano y la soja.
Gracias a la ingeniería genética, se puede modificar el ADN de la planta para obtener enzimas y reactivos. Y en el caso de las vacunas, se puede introducir el antígeno de la enfermedad para la que se quiere vacunar, sin necesidad de introducir el microorganismo (o una parte de él) en el paciente.

Los antígenos de las vacunas vegetales se acumulan en el interior de las células vegetales (normalmente dentro de un orgánulo celular). Así que, como la administración de la vacuna es oral, hace falta que se digieran las células para que se desencadene la respuesta inmunitaria. Como en los jugos gástricos los humanos no tenemos enzimas capaces de romper las células vegetales, no es hasta el intestino que el cuerpo capta el antígeno. Allí, gracias a las bacterias intestinales se rompen las células vegetales y este se libera. Una vez liberado, será reconocido por las células M de la mucosa intestinal y ellas se encargarán de llevarlo al sistema inmunitario para que este desarrolle anticuerpos.

Ventajas e inconvenientes

Estas vacunas presentan muchas ventajas. La más evidente es que al ser administrada por vía oral, no se requiere mucho personal sanitario para la vacunación. Como la administración se hace directamente con las hojas (en muchos casos se liofilizan para que se conserven más tiempo), no es necesario un complejo sistema de transporte ni de almacenamiento. Esto hace que sean una puerta a que los países en vías de desarrollo puedan acceder a las vacunas, ya que se abarataría su coste.
Además, al no usarse el patógeno atenuado, no hay posibilidades de que haya una infección por el patógeno al administrar la vacuna.
El cuidadoso estudio previo a la inserción del antígeno, hace que una vez producido no se tenga que purificar (se puede administrar directamente). Este estudio también permite que en vez de introducir un antígeno se introduzcan varios, pudiendo inmunizarse contra varias formas de la misma enfermedad (como es el caso del virus del dengue, que tiene cuatro formas que causan enfermedades graves en humanos).

El principal inconveniente de este tipo de vacunas es que la administración oral aumenta las posibilidades de que el paciente desarrolle tolerancia al patógeno. Es decir, es posible que al ser ingerido el antígeno, el cuerpo lo considere como algo “común” y en vez de desencadenar una respuesta inmunitaria, considere que no es nocivo. De manera que, si un día el paciente se infecta, el sistema inmunitario no lo reconocerá como infección y no actuará contra el patógeno.
Estas vacunas se obtienen a partir de transgénicos, un debate abierto actualmente. Aunque pasan muchos controles de calidad y seguridad, aún hay gente reacia a ellos. Pero lo único que podría preocupar sería que otras plantaciones cercanas se mezclaran con la plantación transgénica y produjeran cruces no deseados.
En el caso de las vacunas obtenidas en hojas de tabaco, también hay un inconveniente, y es que estas llevan nicotina.

Ensayos recientes

Aunque sí se consiguen muchas plantas transgénicas que producen los antígenos deseados, la mayoría de estudios clínicos se quedan en las primeras fases. De manera que aunque se haya intentado encontrar vacunas para diferentes enfermedades, la mayoría solo se han probado en ratones. A continuación se detallan las vacunas que sí han desencadenado una respuesta inmunitaria en ratones, aunque estemos lejos de poderlas usar en humanos.

  • Vacuna contra la gripe a partir de hojas de Arabidopsis thaliana.
  • Vacuna contra la gastroenteritis a partir de semillas de maíz.
  • Vacuna contra la hepatitis a partir de patata.
  • Vacuna contra el virus del papiloma humano a partir de tabaco y tomate.
  • Vacuna contra la malaria (patógeno Plasmodium) a partir de hojas de tabaco y nabo.
  • Vacuna contra la tuberculosis (patógeno Mycobacterium tuberculosis) a partir de zanahoria.

Estado actual de las vacunas vegetales

Hoy en día solo hay comercializada una vacuna derivada de las plantas. Fue aprobada en 2006 por el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos y es la vacuna contra la enfermedad de Newcastle para aves de corral que se obtiene a partir de la planta del tabaco.

Aunque se lleve unos 25 años investigando la obtención de vacunas a partir de plantas transgénicas, el proceso es lento. Se esperaba que enseguida se obtendrían resultados satisfactorios, pero por ahora no se ha podido llegar tan lejos como se esperaba.

Se han hecho multitud de ensayos clínicos con distintas plantas, pero no se ha pasado de la fase I (observación de cómo actúa el fármaco en el cuerpo humano y cómo este último reacciona) ni se ha llegado a patentar ningún fármaco. Los mayores problemas con los que se encuentran los investigadores es que el antígeno no se expresa en la cantidad adecuada o bien que el paciente no desencadena una respuesta inmunitaria.

Y recuerda: ¡La plantciencia es la madre de la ciencia! 🌻

Fuentes e información interesante
Asociación Española de Vacunología
Chan, H. and Daniell, H. (2015). Plant-made oral vaccines against human infectious diseases-Are we there yet?. Plant Biotechnology Journal, 13(8), pp.1056-1070.
Kim, B. and Kim, M. (2019). Evaluation of the oral immunogenicity of M cell-targeted tetravalent EDIII antigen for development of plant-based edible vaccine against dengue infection. Plant Cell, Tissue and Organ Culture (PCTOC), 137(1), pp.1-10.
Nieto-Gómez, R., Angulo, C., Monreal-Escalante, E., Govea-Alonso, D., De Groot, A. and Rosales-Mendoza, S. (2019). Design of a multiepitopic Zaire ebolavirus protein and its expression in plant cells. Journal of Biotechnology, 295, pp.41-48.
– Plant vaccines | World Health Organization
Takeyama, N., Kiyono, H. and Yuki, Y. (2015). Plant-based vaccines for animals and humans: recent advances in technology and clinical trials. Therapeutic Advances in Vaccines, 3(5-6), pp.139-154.

Imagen destacada:
Vaccine. Autor: Dawn Huczek

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