Una vacuna de ARNm con tapa pura abre la puerta a vacunas más eficaces con menores posibilidades de infección. Crédito: Mizuki Tada

Un equipo de investigación japonés ha introducido el método «Purecap», que permite producir vacunas de ARNm de alta pureza.

Un grupo de investigación de Japón ha desarrollado un método para producir vacunas de ARNm altamente activas y de gran pureza utilizando una tapa única para separar fácilmente el ARNm tapado deseado. Esta tecnología «Purecap» extrajo hasta un 100% de ARNm de Cap2 puro, que se ha demostrado que produce de 3 a 4 veces mejor producción de la proteína que estimula el sistema inmunológico. Estos hallazgos abren la posibilidad de obtener vacunas más limpias y con menor riesgo de infección por impurezas. Sus hallazgos fueron publicados recientemente en la revista Comunicaciones de la naturaleza.

El potencial de las vacunas de ARNm

Las vacunas de ARNm se han utilizado con éxito como tratamiento contra variantes del coronavirus. Esto ha dado a los investigadores esperanzas sobre su uso futuro como vacuna contra el cáncer. Sin embargo, la pureza de las vacunas dificulta este objetivo porque las impurezas pueden estimular el sistema inmunológico. Esto puede causar inflamación alrededor del lugar de la inyección, que es un efecto secundario común de la vacunación.

Comprender las implicaciones de las vacunas

A menudo se introducen impurezas en las vacunas de ARNm en la etapa de protección. Durante esta etapa, se agrega la estructura de tapa que mejora la traducción, protección y estabilización del ARNm. Las cápsulas solo se pueden agregar a ARNm, por lo que lo ideal es que la vacuna contenga 100% de ARNm. Sin embargo, puede haber dobles hebras de ARNm no deseadas, lo que reduce su pureza.

Dado que el ARNm monocatenario y bicatenario tienen propiedades diferentes, se pueden separar mediante una técnica llamada Cromatografía líquida de alta resolución en fase inversa (RHB-HPLC). Esta técnica separa los ARNm en función de su hidrofobicidad o hidrofilicidad, es decir, su repulsión o atracción por el agua.

Metodología y resultados de la investigación.

Un grupo de investigación dirigido por el profesor Hiroshi Abe, el profesor asociado del proyecto Masahito Inagaki y la profesora asociada del proyecto Naoko Abe de la Escuela de Graduados en Ciencias, Universidad de NagoyaEn colaboración con la Universidad de Medicina y Odontología de Tokio, se utilizó el método exclusivo PureCap para introducir una etiqueta hidrofóbica en la etapa de la presa. Los ARNm marcados se separaron fácilmente en la etapa de RP-HPLC. Luego, la etiqueta se eliminó fácilmente mediante fotocurado, lo que dio como resultado una vacuna con una pureza del 98 % al 100 %.

«Estábamos muy entusiasmados con el resultado cuando vimos en el gráfico que el proceso RP-HPLC separó completamente el ARN tapado y desplegado», dijo Hiroshi Abe. «Para el ARNm del coronavirus, que tiene 4247 bases de largo, utilizamos con éxito el método PureCap para producir ARNm protegido con una pureza de más del 98%».

El grupo de investigación prestó especial atención a un grupo de estructuras de cápsulas que se encuentran en células animales y vegetales, denominadas Cap0, Cap1 y Cap2. Aunque Cap2 está presente en células animales y vegetales, evaluar su función ha sido difícil porque no había forma de obtener ARNm puro y protegido para garantizar una prueba justa.

«La estructura Cap utilizada en las vacunas de ARNm se ha limitado hasta ahora a los tipos Cap0 y Cap1. Sin embargo, utilizamos nuestra tecnología para fabricar los tipos Cap0, Cap1 y Cap2″. utilizando el método PureCap, mostraron tener una menor actividad inmunoestimuladora en comparación con los ARNm sintetizados mediante técnicas convencionales, lo que ilustra su uso potencial en productos farmacéuticos».

Dado que los virus producen principalmente ARNm de Cap1, Cap2 estimula menos el sistema inmunológico. Esto indica que será menos probable que una vacuna que utilice Cap2 cause efectos secundarios no deseados, como inflamación, cuando se inyecte. Sin embargo, aún podrá crear proteínas virales cuando se copie que hagan que la vacuna sea efectiva.

Beneficios de la estructura Cap2

El grupo utilizó Purecap para generar ARNm de Cap2 y analizar su capacidad de síntesis de proteínas. Descubrieron que el ARNm de Cap2 producía entre 3 y 5 veces más proteína que el ARNm de Cap1, lo que estimularía la respuesta inmune. También demostraron que los ARNm de Cap2 inducían menos estimulación de la respuesta inflamatoria que los ARNm sintetizados mediante técnicas convencionales.

«Los métodos tradicionales de producción de vacunas de ARNm no han podido preparar ARNm protegido con alta pureza, lo que genera preocupación sobre la disminución de la síntesis de proteínas y las reacciones inflamatorias derivadas de impurezas», dijo Abe.

«El método PureCap resuelve estos problemas purificando selectivamente sólo el ARNm protegido. Además, la construcción tipo Cap2 generada con esta tecnología es más eficiente en la síntesis de proteínas y menos irritante para el sistema inmunológico. Esta tecnología tiene el potencial de mejorar la seguridad y eficacia de las vacunas.” ARNm Es un avance revolucionario hacia la aplicación práctica de la medicina del ARNm, además de profundizar nuestra comprensión de los fundamentos de la ciencia del ARNm.

Referencia: “Representaciones de tapa con una etiqueta hidrofóbica fotoescindible que permite una fácil purificación de ARNm completamente tapados con diferentes estructuras de tapa” por Masahito Inagaki, Naoko Abe, Zenmin Lee, Yoko Nakashima, Soset Acharya, Kazuya Ogawa, Daisuke Kawaguchi, Haruka Hiraoka, Ayaka Bano, Xiu Meng, Mizuki Tada, Tatsuma Ishida, Bengxu Liu, Kengo Kokubo, Hirotaka Murase, Fumitaka Hashiya, Yasuaki Kimura, Satoshi Uchida y Hiroshi Abe 11 de mayo de 2023 Comunicaciones de la naturaleza.
doi: 10.1038/s41467-023-38244-8