Es crucial entender las respuestas inmunológicas de las mucosas para desarrollar vacunas eficaces contra el SIDA, pero el progreso ha sido lento.
El VIH es principalmente una infección mucosal (véase ‘Cuestiones básicas’ en este mismo número). El virus se transmite con más frecuencia a través de los tejidos de las mucosas de los genitales o el recto. Aunque se puede hacer un seguimiento de la progresión de la infección por VIH a través de la medición de las células T CD4 (un subgrupo de las células del sistema inmunológico) en sangre, la mayoría de los estragos del VIH se producen en las superficies húmedas de las mucosas que recubren varias de las cavidades internas del organismo. Por tanto, es importante comprender cómo funcionan las respuestas inmunológicas en las mucosas para poder diseñar vacunas candidatas del SIDA capaces de prevenir la transmisión del VIH o de controlar la infección una vez ésta se produce.
Actualmente, sólo hay un puñado de grupos de investigación que estén estudiando la infección por VIH al nivel de las mucosas, afirma Lucia Lopalco, del Instituto Científico San Raffaele en Milán (Italia). “Se trata de una enorme brecha”, declara Lopalco. “Son necesarios más científicos para estudiar la inmunidad de las mucosas.” Lopalco también señala que la investigación parte con retraso en el estudio de las respuestas inmunológicas que podrían bloquear eficazmente el VIH en las mucosas. “Deberíamos haber empezado hace 20 años”, añade.
El progreso en el estudio de la inmunidad en las mucosas y la infección por VIH ha sido lento, en parte debido a que medir las respuestas inmunológicas en las mucosas es mucho más difícil que medir las que se producen de forma sistémica. Estas últimas se pueden determinar con un simple análisis de sangre, mientras que la medición de las primeras requiere tomar muestras de tejido o de las secreciones producidas. Por otro lado, también es más difícil llevar una vacuna directamente a los tejidos de las mucosas.
Pese a todo, a lo largo de los últimos años, los investigadores han hecho importantes averiguaciones sobre el papel que desempeñan las respuestas inmunológicas de las mucosas en la infección por VIH. Estos hallazgos podrían contribuir al desarrollo de una vacuna candidata del SIDA capaz de estimular la inmunidad de las mucosas frente al virus.
La medida de las respuestas inmunológicas en los tejidos de las mucosas puede ser difícil, especialmente en el contexto de un ensayo clínico de vacuna del SIDA. Se sabe que el principal tipo de anticuerpo presente en la mayoría de las secreciones de las mucosas es la inmunoglobulina A (o IgA), según Jiri Mestecky, de la Universidad de Alabama en Birmingham (EE UU). Sin embargo, a menudo existen discrepancias en la medida de los niveles de IgA, dependiendo del laboratorio donde se realizan las pruebas. Esto dificulta aún más interpretar y comparar los resultados de distintos estudios.
No es sencillo reunir secreciones de los tejidos de las mucosas (como las de la vagina o el recto). Un método, denominado lavado, implica limpiar la superficie de las mucosas con una solución salina y después recoger el líquido resultante para el análisis. Sin embargo, Pam Kozlowski, de la Universidad del Estado de Louisiana (EE UU), ha descubierto que a menudo esta estrategia diluye demasiado las secreciones, haciendo que sea más difícil la detección de anticuerpos.
Por ello, ha desarrollado un método que emplea una esponja absorbente para obtener las secreciones vaginales y rectales. Este método de la esponja puede emplearse tanto en estudios con animales como en voluntarios humanos y es muy poco molesto. Además, emplea menos tiempo que los métodos de lavado. “Como mucho requiere diez minutos”, afirma Kozlowski, que añade que sería mucho más fácil de usar en ensayos clínicos. Además, el lavado precisa que se realice un procesado inmediato de la muestra, mientras que las esponjas pueden simplemente congelarse después de su uso para poder analizarlas más tarde, lo que las hace más prácticas.
Aunque este método de la esponja podría ayudar a solucionar algunos de los problemas de la toma de muestras para detectar anticuerpos en las mucosas, medir las respuestas inmunológicas celulares en esos tejidos sigue constituyendo un reto. Para aislar las respuestas inmunológicas celulares en el recto se necesita tomar una muestra de tejido mediante una biopsia, según Julie McElrath, de la Universidad de Washington (EE UU). Esto constituye un procedimiento médico más arriesgado e invasivo que un lavado o un análisis de sangre. Si no se realiza adecuadamente, podría perforarse el colon y, como consecuencia de ello, provocar la aparición de peritonitis. Para recoger células vaginales, algunos investigadores emplean un cito-cepillo, un pequeño dispositivo (que, como su propio nombre indica, es similar a un cepillo) que se inserta en el cuello del útero y después se hace girar.
No obstante, aunque las muestras de tejido de las mucosas se tomen adecuadamente, el número de células que pueden analizarse es habitualmente muy inferior al disponible en muestras sanguíneas. Esto limita de forma drástica el tipo de respuestas inmunológicas que pueden medirse, afirma Robin Shattock, de la Universidad de Londres (Reino Unido). Estas muestras también deben analizarse en las horas siguientes a su obtención, lo que exige que los investigadores cuenten con un laboratorio disponible en el mismo lugar en que se obtienen las muestras, comenta McElrath, algo que no siempre es posible en los ensayos clínicos realizados en países en desarrollo.
En conjunto, estas limitaciones son parte de los motivos por los que frecuentemente no se miden las respuestas inmunológicas de las mucosas durante los ensayos clínicos. McElrath afirma que, por lo general, en los ensayos de vacunas del SIDA, sólo se toman muestras de tejidos de las mucosas en determinados subgrupos de voluntarios. “No lo haríamos con todo el mundo”, declara. “Técnicamente supone una increíble cantidad de trabajo.” Por ejemplo, en el reciente ensayo STEP (donde se probó la vacuna candidata del SIDA MRKAd5, desarrollada por Merck), sólo se tomaron muestras de mucosas en 20 del total de 3.000 voluntarios. Estas muestras se analizaron en el laboratorio de McElrath.
Para superar estas limitaciones, algunos investigadores han propuesto un modo de medir las respuestas inmunológicas de las mucosas empleando una muestra de sangre. Las células inmunológicas que se dirigen a los tejidos de las mucosas pueden identificarse mediante una molécula presente en la superficie externa denominada receptor, que actúa como una etiqueta que indica a dónde va la célula. Si se pueden identificar estas células ‘etiquetadas’ en una muestra de sangre, se podría obtener una estimación aproximada de la cantidad de células inmunológicas que acabarán en los tejidos de las mucosas. No obstante, este modelo no es perfecto. Sólo se conocen receptores de este tipo para unas pocas mucosas específicas. Por otro lado, aunque una célula pueda dirigirse a los tejidos de las mucosas, la detección de su presencia en la sangre no indica si llegará o no allí. Mestecky lo compara con una carta con una dirección: “Realmente no sabemos si llegará y tendrá su efecto”.
También se ha estado intentando averiguar si la inmunidad de las mucosas podía, en parte, explicar por qué algunas personas (denominadas seronegativos expuestos o altamente expuestos, SNE) no se infectan por VIH a pesar de exponerse repetidas veces al virus (véase ‘Cuestiones Básicas’ del VAX de marzo de 2007 sobre ‘Entender por qué es factible una vacuna eficaz contra el SIDA’). Se está estudiando estrechamente a estas personas y valorando diferentes hipótesis que expliquen su aparente inmunidad frente al VIH. En algunos estudios se ha analizado si los anticuerpos de las mucosas (como el IgA) son los responsables de la protección, pero los resultados obtenidos son contradictorios, según apunta Mestecky.
Otros estudios se han centrado en la caracterización de las respuestas inmunológicas de las mucosas en no progresores a largo plazo (NPLP), es decir en personas infectadas por VIH pero que no desarrollan SIDA en los plazos de tiempo habituales. No se sabe con certeza si los anticuerpos de las mucosas detectados en SNE y NPLP desempeñan realmente un papel protector. Para averiguar esto, se están empleando células humanas para desarrollar modelos de tejidos de mucosas en laboratorio y así simular la barrera que este tejido establece en el organismo. De este modo se pueden realizar experimentos para comprobar si los anticuerpos aislados de personas SNE y NPLP pueden bloquear el VIH de forma eficaz. En realidad, algunos estudios muestran que dichos anticuerpos pueden evitar que el VIH atraviese esos tejidos en el laboratorio. Sin embargo, no todo el mundo está convencido de que estas observaciones sean significativas, ya que el modelo no es infalible.
La administración de las vacunas de modo que induzcan respuestas inmunológicas en las mucosas constituye otro reto importante en este campo. Con frecuencia, las inmunizaciones sistémicas (a través de una inyección intramuscular, por ejemplo) no bastan para inducir inmunidad en los tejidos de las mucosas, afirma Mestecky, que añade: “Los anticuerpos de la sangre podrían proteger el tracto genital, pero probablemente no el tracto intestinal”.
Por contra, los estudios sugieren que cabría esperar unas mayores respuestas inmunológicas en las mucosas cuando se administra la vacuna directamente en la superficie mucosal. En los últimos años se ha sabido que las respuestas de los anticuerpos de las mucosas a menudo tienen una actuación local y restringida a los sitios en donde se indujeron por primera vez. El equipo de Kozlowski, por ejemplo, ha encontrado principalmente respuestas inmunológicas localizadas al comparar distintas rutas de administración sobre las mucosas en mujeres. Como excepción cabe señalar la inmunización nasal, que genera respuestas tanto en el recto como en el tracto genital femenino. Debido a estos resultados, Kozlowski está realizando actualmente estudios en primates no humanos con vacunas candidatas administradas intranasalmente. El grupo de Shattock ha comenzado a realizar estudios tanto en primates no humanos como en mujeres voluntarias para evaluar una vacuna aplicada en la vagina con la esperanza de inducir respuestas inmunológicas contra el VIH en esa mucosa.
Otros equipos de investigadores están trabajando con vacunaciones orales, las más adecuadas para inducir respuestas inmunológicas en el intestino, afirma Kozlowski. El intestino es una zona de importancia crítica en la infección por VIH. El grupo de Gary Nabel en el Centro para Investigación en Vacunas (que forma parte del Instituto Nacional de Alergia y Enfermedades Infecciosas de EE UU [NIAID]), está investigando la administración oral de un adenovirus de serotipo 41 (Ad41) como vector para una vacuna candidata del SIDA en las mucosas, para aprovechar su tendencia a desplazarse a los tejidos intestinales.
Otros investigadores están evaluando rutas nuevas, como la aplicación directa de la vacuna sobre la piel, bajo la lengua o en las amígdalas. También se están buscando sustancias (denominadas adyuvantes) que se espera puedan aumentar las respuestas inmunológicas en las mucosas (véase ‘Cuestiones Básicas’ del VAX de diciembre de 2005 sobre ‘Entender la inmunidad de las mucosas’).
Aunque está claro que es importante entender la inmunidad de las mucosas, sigue sin respuesta la cuestión de si la respuesta inmunológica en esa zona bastará para prevenir la infección por VIH. No obstante, eso no significa que no sea importante inducir respuestas inmunológicas en las mucosas, declaró Barbara Shacklett, de la Universidad de California, Davis (EE UU). “Aunque no podamos prevenir la infección, podríamos ser capaces de limitar la replicación y diseminación viral”, añadió.
Teniendo en cuenta lo que se sabe actualmente sobre la inmunidad de las mucosas, algunos investigadores afirman que inducir una combinación de respuestas inmunológicas sistémicas y en las mucosas constituye el objetivo ideal de futuras vacunas candidatas del SIDA.
Actualmente, sólo hay un puñado de grupos de investigación que estén estudiando la infección por VIH al nivel de las mucosas, afirma Lucia Lopalco, del Instituto Científico San Raffaele en Milán (Italia). “Se trata de una enorme brecha”, declara Lopalco. “Son necesarios más científicos para estudiar la inmunidad de las mucosas.” Lopalco también señala que la investigación parte con retraso en el estudio de las respuestas inmunológicas que podrían bloquear eficazmente el VIH en las mucosas. “Deberíamos haber empezado hace 20 años”, añade.
El progreso en el estudio de la inmunidad en las mucosas y la infección por VIH ha sido lento, en parte debido a que medir las respuestas inmunológicas en las mucosas es mucho más difícil que medir las que se producen de forma sistémica. Estas últimas se pueden determinar con un simple análisis de sangre, mientras que la medición de las primeras requiere tomar muestras de tejido o de las secreciones producidas. Por otro lado, también es más difícil llevar una vacuna directamente a los tejidos de las mucosas.
Pese a todo, a lo largo de los últimos años, los investigadores han hecho importantes averiguaciones sobre el papel que desempeñan las respuestas inmunológicas de las mucosas en la infección por VIH. Estos hallazgos podrían contribuir al desarrollo de una vacuna candidata del SIDA capaz de estimular la inmunidad de las mucosas frente al virus.
Medida por medida
La medida de las respuestas inmunológicas en los tejidos de las mucosas puede ser difícil, especialmente en el contexto de un ensayo clínico de vacuna del SIDA. Se sabe que el principal tipo de anticuerpo presente en la mayoría de las secreciones de las mucosas es la inmunoglobulina A (o IgA), según Jiri Mestecky, de la Universidad de Alabama en Birmingham (EE UU). Sin embargo, a menudo existen discrepancias en la medida de los niveles de IgA, dependiendo del laboratorio donde se realizan las pruebas. Esto dificulta aún más interpretar y comparar los resultados de distintos estudios.
No es sencillo reunir secreciones de los tejidos de las mucosas (como las de la vagina o el recto). Un método, denominado lavado, implica limpiar la superficie de las mucosas con una solución salina y después recoger el líquido resultante para el análisis. Sin embargo, Pam Kozlowski, de la Universidad del Estado de Louisiana (EE UU), ha descubierto que a menudo esta estrategia diluye demasiado las secreciones, haciendo que sea más difícil la detección de anticuerpos.
Por ello, ha desarrollado un método que emplea una esponja absorbente para obtener las secreciones vaginales y rectales. Este método de la esponja puede emplearse tanto en estudios con animales como en voluntarios humanos y es muy poco molesto. Además, emplea menos tiempo que los métodos de lavado. “Como mucho requiere diez minutos”, afirma Kozlowski, que añade que sería mucho más fácil de usar en ensayos clínicos. Además, el lavado precisa que se realice un procesado inmediato de la muestra, mientras que las esponjas pueden simplemente congelarse después de su uso para poder analizarlas más tarde, lo que las hace más prácticas.
Aunque este método de la esponja podría ayudar a solucionar algunos de los problemas de la toma de muestras para detectar anticuerpos en las mucosas, medir las respuestas inmunológicas celulares en esos tejidos sigue constituyendo un reto. Para aislar las respuestas inmunológicas celulares en el recto se necesita tomar una muestra de tejido mediante una biopsia, según Julie McElrath, de la Universidad de Washington (EE UU). Esto constituye un procedimiento médico más arriesgado e invasivo que un lavado o un análisis de sangre. Si no se realiza adecuadamente, podría perforarse el colon y, como consecuencia de ello, provocar la aparición de peritonitis. Para recoger células vaginales, algunos investigadores emplean un cito-cepillo, un pequeño dispositivo (que, como su propio nombre indica, es similar a un cepillo) que se inserta en el cuello del útero y después se hace girar.
No obstante, aunque las muestras de tejido de las mucosas se tomen adecuadamente, el número de células que pueden analizarse es habitualmente muy inferior al disponible en muestras sanguíneas. Esto limita de forma drástica el tipo de respuestas inmunológicas que pueden medirse, afirma Robin Shattock, de la Universidad de Londres (Reino Unido). Estas muestras también deben analizarse en las horas siguientes a su obtención, lo que exige que los investigadores cuenten con un laboratorio disponible en el mismo lugar en que se obtienen las muestras, comenta McElrath, algo que no siempre es posible en los ensayos clínicos realizados en países en desarrollo.
En conjunto, estas limitaciones son parte de los motivos por los que frecuentemente no se miden las respuestas inmunológicas de las mucosas durante los ensayos clínicos. McElrath afirma que, por lo general, en los ensayos de vacunas del SIDA, sólo se toman muestras de tejidos de las mucosas en determinados subgrupos de voluntarios. “No lo haríamos con todo el mundo”, declara. “Técnicamente supone una increíble cantidad de trabajo.” Por ejemplo, en el reciente ensayo STEP (donde se probó la vacuna candidata del SIDA MRKAd5, desarrollada por Merck), sólo se tomaron muestras de mucosas en 20 del total de 3.000 voluntarios. Estas muestras se analizaron en el laboratorio de McElrath.
Para superar estas limitaciones, algunos investigadores han propuesto un modo de medir las respuestas inmunológicas de las mucosas empleando una muestra de sangre. Las células inmunológicas que se dirigen a los tejidos de las mucosas pueden identificarse mediante una molécula presente en la superficie externa denominada receptor, que actúa como una etiqueta que indica a dónde va la célula. Si se pueden identificar estas células ‘etiquetadas’ en una muestra de sangre, se podría obtener una estimación aproximada de la cantidad de células inmunológicas que acabarán en los tejidos de las mucosas. No obstante, este modelo no es perfecto. Sólo se conocen receptores de este tipo para unas pocas mucosas específicas. Por otro lado, aunque una célula pueda dirigirse a los tejidos de las mucosas, la detección de su presencia en la sangre no indica si llegará o no allí. Mestecky lo compara con una carta con una dirección: “Realmente no sabemos si llegará y tendrá su efecto”.
¿Protección de las mucosas?
También se ha estado intentando averiguar si la inmunidad de las mucosas podía, en parte, explicar por qué algunas personas (denominadas seronegativos expuestos o altamente expuestos, SNE) no se infectan por VIH a pesar de exponerse repetidas veces al virus (véase ‘Cuestiones Básicas’ del VAX de marzo de 2007 sobre ‘Entender por qué es factible una vacuna eficaz contra el SIDA’). Se está estudiando estrechamente a estas personas y valorando diferentes hipótesis que expliquen su aparente inmunidad frente al VIH. En algunos estudios se ha analizado si los anticuerpos de las mucosas (como el IgA) son los responsables de la protección, pero los resultados obtenidos son contradictorios, según apunta Mestecky.
Otros estudios se han centrado en la caracterización de las respuestas inmunológicas de las mucosas en no progresores a largo plazo (NPLP), es decir en personas infectadas por VIH pero que no desarrollan SIDA en los plazos de tiempo habituales. No se sabe con certeza si los anticuerpos de las mucosas detectados en SNE y NPLP desempeñan realmente un papel protector. Para averiguar esto, se están empleando células humanas para desarrollar modelos de tejidos de mucosas en laboratorio y así simular la barrera que este tejido establece en el organismo. De este modo se pueden realizar experimentos para comprobar si los anticuerpos aislados de personas SNE y NPLP pueden bloquear el VIH de forma eficaz. En realidad, algunos estudios muestran que dichos anticuerpos pueden evitar que el VIH atraviese esos tejidos en el laboratorio. Sin embargo, no todo el mundo está convencido de que estas observaciones sean significativas, ya que el modelo no es infalible.
Rutas de administración
La administración de las vacunas de modo que induzcan respuestas inmunológicas en las mucosas constituye otro reto importante en este campo. Con frecuencia, las inmunizaciones sistémicas (a través de una inyección intramuscular, por ejemplo) no bastan para inducir inmunidad en los tejidos de las mucosas, afirma Mestecky, que añade: “Los anticuerpos de la sangre podrían proteger el tracto genital, pero probablemente no el tracto intestinal”.
Por contra, los estudios sugieren que cabría esperar unas mayores respuestas inmunológicas en las mucosas cuando se administra la vacuna directamente en la superficie mucosal. En los últimos años se ha sabido que las respuestas de los anticuerpos de las mucosas a menudo tienen una actuación local y restringida a los sitios en donde se indujeron por primera vez. El equipo de Kozlowski, por ejemplo, ha encontrado principalmente respuestas inmunológicas localizadas al comparar distintas rutas de administración sobre las mucosas en mujeres. Como excepción cabe señalar la inmunización nasal, que genera respuestas tanto en el recto como en el tracto genital femenino. Debido a estos resultados, Kozlowski está realizando actualmente estudios en primates no humanos con vacunas candidatas administradas intranasalmente. El grupo de Shattock ha comenzado a realizar estudios tanto en primates no humanos como en mujeres voluntarias para evaluar una vacuna aplicada en la vagina con la esperanza de inducir respuestas inmunológicas contra el VIH en esa mucosa.
Otros equipos de investigadores están trabajando con vacunaciones orales, las más adecuadas para inducir respuestas inmunológicas en el intestino, afirma Kozlowski. El intestino es una zona de importancia crítica en la infección por VIH. El grupo de Gary Nabel en el Centro para Investigación en Vacunas (que forma parte del Instituto Nacional de Alergia y Enfermedades Infecciosas de EE UU [NIAID]), está investigando la administración oral de un adenovirus de serotipo 41 (Ad41) como vector para una vacuna candidata del SIDA en las mucosas, para aprovechar su tendencia a desplazarse a los tejidos intestinales.
Otros investigadores están evaluando rutas nuevas, como la aplicación directa de la vacuna sobre la piel, bajo la lengua o en las amígdalas. También se están buscando sustancias (denominadas adyuvantes) que se espera puedan aumentar las respuestas inmunológicas en las mucosas (véase ‘Cuestiones Básicas’ del VAX de diciembre de 2005 sobre ‘Entender la inmunidad de las mucosas’).
Aunque está claro que es importante entender la inmunidad de las mucosas, sigue sin respuesta la cuestión de si la respuesta inmunológica en esa zona bastará para prevenir la infección por VIH. No obstante, eso no significa que no sea importante inducir respuestas inmunológicas en las mucosas, declaró Barbara Shacklett, de la Universidad de California, Davis (EE UU). “Aunque no podamos prevenir la infección, podríamos ser capaces de limitar la replicación y diseminación viral”, añadió.
Teniendo en cuenta lo que se sabe actualmente sobre la inmunidad de las mucosas, algunos investigadores afirman que inducir una combinación de respuestas inmunológicas sistémicas y en las mucosas constituye el objetivo ideal de futuras vacunas candidatas del SIDA.
