Hispanopedia WikiUna vacuna comestible es un alimento, generalmente de origen vegetal , que contiene vitaminas , proteínas u otros nutrientes que actúan como vacuna contra una determinada enfermedad . [ 1 ] Una vez ingerida por vía oral, la planta, fruta o producto derivado de plantas estimula el sistema inmunitario. [ 1 ] Específicamente, estimula tanto el sistema inmunitario mucoso como el humoral. [ 2 ] Las vacunas comestibles son cultivos genéticamente modificados que contienen antígenos para enfermedades específicas. [ 3 ] Las vacunas comestibles ofrecen muchas ventajas sobre las vacunas tradicionales, debido a su menor coste de fabricación y la ausencia de efectos secundarios negativos. Sin embargo, existen limitaciones, ya que las vacunas comestibles aún son nuevas y están en desarrollo. Se necesitará más investigación antes de que estén listas para el consumo humano generalizado. Actualmente se están desarrollando vacunas comestibles para el sarampión , el cólera , la fiebre aftosa , la hepatitis B y la hepatitis C. [ 2 ]
Beneficios
Las vacunas comestibles difieren de las vacunas tradicionales en muchos aspectos y superan muchas de sus limitaciones. Las vacunas tradicionales pueden ser demasiado caras o estar restringidas para su fabricación y desarrollo en ciertos países. [ 1 ] En cambio, las vacunas comestibles son fáciles de producir, purificar, esterilizar y distribuir. [ 1 ] Dado que no requieren equipos de fabricación costosos, solo tierra fértil, el costo de cultivo de las vacunas se reduce significativamente. [ 3 ] Además, las vacunas comestibles no requieren instalaciones de producción esterilizadas ni los estándares de bioseguridad necesarios para cultivar ciertos agentes patógenos para las vacunas tradicionales, que son costosos de implementar y mantener. [ 1 ] También son más fáciles y económicas de almacenar, ya que no requieren almacenamiento refrigerado estricto. [ 1 ] Esta necesidad de almacenamiento en cadena de frío crea muchos problemas en los países del tercer mundo. [ 2 ] Las semillas de una planta de vacuna comestible también se pueden deshidratar y conservar fácilmente para una distribución rápida y económica [ 3 ] lo que las hace fácilmente accesibles en momentos de necesidad. [ 1 ]
Las vacunas comestibles también ofrecen una gran cantidad de beneficios potenciales para la salud que las vacunas tradicionales tienen. Ingerir una vacuna es un método de administración más sencillo que la inyección, lo que las hace extremadamente económicas. [ 2 ] Esto reduce la necesidad de personal médico y condiciones de inyección estériles que no siempre son alcanzables en los países en desarrollo. [ 2 ] Las vacunas comestibles se consideran un "farmaalimento", una fuente de alimento que mejora la salud y, al mismo tiempo, combate enfermedades. [ 1 ] La ventaja de usar plantas es que son vectores eficientes para la producción de vacunas. [ 1 ] Muchas vacunas tradicionales que se desarrollan a partir de células de mamíferos cultivadas pueden provocar contaminación con virus animales. [ 2 ] [ 3 ] Sin embargo, las vacunas comestibles eliminan este problema porque los virus de las plantas no pueden afectar a los humanos. [ 2 ] Además, como resultado de la integración de numerosos antígenos, las células M se estimulan aleatoriamente, lo que da lugar a la posibilidad de vacunas de segunda generación. [ 3 ]
Las vacunas comestibles no requieren elementos secundarios para estimular una respuesta inmunitaria como las vacunas tradicionales. [ 3 ] Algunas de las principales preocupaciones con las vacunas tradicionales son los posibles efectos secundarios, por ejemplo, las reacciones alérgicas. Dado que las vacunas comestibles carecen de ciertos compuestos tóxicos y solo contienen proteínas terapéuticas, libres de patógenos y toxinas, [ 2 ] el riesgo de posibles efectos secundarios y reacciones alérgicas se reduce considerablemente. [ 2 ]
Limitaciones
Las vacunas comestibles también presentan múltiples desventajas en comparación con las vacunas tradicionales. Dado que las vacunas comestibles aún están en sus inicios, todavía quedan muchas incógnitas por descubrir. La dosis adecuada y su duración aún no se han determinado. [ 1 ] [ 2 ] La dosis varía debido a muchos factores, entre ellos: la generación de la planta, la planta individual, el contenido de proteínas, la madurez del fruto y la cantidad consumida. [ 3 ] La dosis también varía debido a la dificultad de estandarizar la concentración del antígeno en el tejido vegetal; puede ser tedioso producirlo de forma consistente y a gran escala [ 1 ] . La concentración del antígeno también puede variar significativamente entre frutos individuales de una planta, plantas individuales y entre generaciones de plantas. [ 2 ] Las dosis bajas dan como resultado el consumo de menos anticuerpos, pero una dosis alta da como resultado el establecimiento de una tolerancia oral e inmunitaria a las proteínas de la vacuna. [ 3 ]
Dado que es un campo tan nuevo, los efectos a largo plazo aún se desconocen. [ 1 ] Además, los efectos y el riesgo del uso de pesticidas en las plantas podrían ser negativos tanto para la vacuna vegetal como para el consumidor. [ 1 ] También existe el riesgo de escape transgénico al medio ambiente circundante; sin embargo, esto podría reducirse regulando las prácticas y ubicaciones de cultivo. [ 1 ] Muchas plantas no se consumen crudas y la cocción podría debilitar o destruir las proteínas de la vacuna. [ 2 ] [ 3 ] En un estudio, se descubrió que después de hervir una patata durante 5 minutos, la mitad de la vacuna sobrevivió, lo que demuestra que no todas las vacunas comestibles tienen que ingerirse crudas si las dosis tienen en cuenta los tiempos y temperaturas de cocción. [ 2 ] También existe la preocupación de que las enzimas gástricas y el ambiente ácido del estómago descompongan la vacuna antes de que pueda activar una respuesta inmunitaria. [ 2 ] Además, han surgido preocupaciones con respecto al comportamiento de la vacuna que es diferente debido al patrón de glicosilación diferente de las plantas y los humanos. [ 3 ]
Producción
Las vacunas comestibles son vacunas de subunidades; contienen proteínas antigénicas de un patógeno , pero carecen de los genes para que se forme el patógeno completo. [ 2 ] [ 3 ] Los primeros pasos para elaborar una vacuna comestible son la identificación, el aislamiento y la caracterización de un antígeno patógeno. [ 1 ] Para ser eficaz, el antígeno debe provocar una respuesta inmunitaria fuerte y específica . Una vez identificado y aislado el antígeno, el gen se clona en un vector de transferencia. Uno de los vectores de transferencia de ADN más comunes utilizados para las vacunas comestibles es Agrobacterium tumefaciens . [ 1 ] La secuencia del patógeno se inserta en el ADN de transferencia (ADN-T) para producir la proteína antigénica. [ 1 ] Luego se inserta en el genoma, se expresa y se hereda de forma mendeliana, lo que da como resultado que el antígeno se exprese en el fruto o la planta. [ 1 ] A partir de ese momento, se utilizan métodos y técnicas vegetativas tradicionales para cultivar las plantas y propagar la línea genética. [ 1 ]
Técnicas
El gen completo se inserta en un vector de transformación vegetal para permitir la transcripción, o bien se identifica el epítopo dentro del antígeno y el fragmento de ADN se puede utilizar para construir genes mediante fusión con un gen de proteína de la cápside de un virus vegetal. Luego, el virus recombinante puede infectar otras plantas. [ 2 ] [ 3 ] Primero se identifica el epítopo y luego, el fragmento de ADN que lo codifica se utiliza para construir genes mediante fusión con un gen de proteína de la cápside de un virus vegetal (TMV o CMV). [ 3 ] El transgén puede expresarse mediante un sistema de transformación estable o mediante un sistema de transformación transitoria, según el lugar donde se haya insertado en la célula. [ 3 ]
Transformación estable
Una transformación estable implica una integración nuclear o plasmídica en la que se producen cambios permanentes en los genes de las células receptoras y el transgén objetivo se integra en el genoma de las células de la planta huésped. [ 3 ]
Transformación transitoria
Una transformación transitoria implica un sistema de plásmido/vector que utiliza Agrobacterium tumefaciens, el cual integra los genes exógenos en el ADN-T y luego infecta el tejido vegetal. Agrobacterium es la técnica más común utilizada actualmente porque es una bacteria patógena que se encuentra en el suelo, infecta naturalmente las plantas y transfiere sus genes ( ADN - T ) al núcleo de la planta. [ 3 ] A. tumefaciens es la cepa preferida porque porta plásmidos inductores de tumores . Los genes se incorporan a un plásmido Ti neutralizado y el gen heterólogo se inserta para formar un vector de plásmido recombinante. El vector se transforma en la cepa deseada con la ayuda de los genes de virulencia de la bacteria. Luego se transfiere e integra en el ADN genómico de la planta huésped mediante recombinación no homóloga en sitios aleatorios. [ 3 ] Este método tiene un bajo rendimiento y es un proceso lento, y es más efectivo cuando se usa con plantas dicotiledóneas como el tomate , la papa y el tabaco . [ 3 ]
método de bombardeo
Otra técnica es el método de bombardeo con microproyectiles, donde secuencias de ADN seleccionadas se procesan y penetran en el genoma del cloroplasto. [ 2 ] Partículas metálicas recubiertas de ADN que contienen el gen se disparan contra las células vegetales mediante un cañón de genes. [ 3 ] Las plantas absorben el ADN, crecen y se convierten en nuevas plantas, que luego se clonan para producir grandes cantidades de cultivos genéticamente idénticos. La transferencia de genes es independiente y puede expresar antígenos mediante transformación nuclear y de cloroplastos. [ 3 ]
Métodos adicionales
Existen otras técnicas que se han probado; sin embargo, las tres descritas anteriormente son las más comunes y prácticas. Uno de los métodos alternativos es la transformación nuclear. En este caso, el gen deseado se inserta en el núcleo de la planta mediante recombinación no homóloga. [ 3 ] Además, se ha considerado la electroporación, pero no es común porque la pared celular debe debilitarse antes de que se produzcan los pulsos y la inserción del ADN. [ 3 ] Por último, se cree que la agricultura molecular puede utilizarse para que las plantas funcionen como fábricas de proteínas. [ 2 ]
Respuesta inmune
Tras la ingestión oral de la vacuna, esta llega a la mucosa del tracto digestivo y estimula el sistema inmunitario de la mucosa. Este proporciona la primera línea de defensa contra los patógenos invasores. [ 3 ] Las células M (ubicadas en las placas de Peyer) en las membranas mucosas de los tejidos linfoides empujan los antígenos hacia las células presentadoras de antígeno en los tejidos subyacentes. Los epítopos antigénicos se muestran entonces en la superficie de las células presentadoras de antígeno y las células T activan las células B. [ 3 ] Las células B activadas se desplazan a los ganglios linfáticos mesentéricos, donde se convierten en células plasmáticas y se mueven hacia la membrana mucosa para producir inmunoglobulina A (IgA) (un tipo de anticuerpo). [ 2 ] Luego, las células M canalizan el antígeno. A medida que las células se dirigen hacia la luz intestinal, la IgA se combina con componentes secretores para formar IgA secretora (sIgA). Posteriormente, la sIgA y los epítopos antigénicos específicos trabajan conjuntamente para eliminar el patógeno no deseado. [ 3 ]
Investigación
La investigación actual se ha centrado en una variedad de diferentes tipos de plantas para determinar cuál es la más adecuada y eficiente. La planta tiene que ser robusta, nutritiva, apetitosa, transformable e idealmente doméstica. [ 2 ] Algunos ejemplos de cultivos que se están probando incluyen: maíz, tomate, arroz, zanahorias, soja, alfalfa, papaya, quinua, guisantes, manzanas, algas, trigo, lechuga, patatas, plátanos y tabaco; siendo los últimos cuatro los más comunes. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] Al considerar qué plantas son las mejores, hay muchos factores que deben tenerse en cuenta. A partir de la investigación, los científicos han comenzado a relacionar cultivos con enfermedades. Creen que se pueden crear vacunas comestibles para muchas enfermedades; como rotavirus, cólera, gastroenteritis, enfermedades autoinmunes, malaria y rabia [ 1 ] [ 2 ] Por ejemplo, piensan que las dosis de refuerzo se pueden distribuir a través de la lechuga. [ 2 ] También es esencial encontrar alimentos que se puedan comer crudos porque se cree que la cocción desnaturalizaría las proteínas. [ 1 ] Debido a esto, los plátanos y los tomates se han convertido en opciones viables de primer orden. [ 2 ] Si bien los plátanos son económicos de producir y nativos de muchas naciones subdesarrolladas, los tomates tienen la capacidad de preservar los procesos de curación porque son inmunes al proceso térmico; esto los hace excelentes para los antígenos del VIH. [ 2 ] Son un cultivo ideal porque contienen beta-amiloide. [ 3 ] Aunque los cultivos parecen óptimos, también es necesario considerar los subproductos. Por ejemplo, se ha descubierto que el tabaco es bueno para la producción de proteínas recombinantes, pero no es adecuado para la producción de vacunas porque la planta también produce compuestos tóxicos. [ 2 ] Además, las papas han sido un foco principal para las vacunas comestibles, tanto que ya han comenzado los ensayos clínicos con papas. [ 2 ]
Vacunas en desarrollo
Actualmente, existen vacunas comestibles contra el sarampión, el cólera, la fiebre aftosa y la hepatitis B, C y E. [ 3 ] Sin embargo, aunque existen vacunas comestibles, se prueban principalmente en animales y en fases de desarrollo, con algunos ensayos clínicos en humanos en curso. Como se mencionó anteriormente, los ensayos en humanos se han centrado en las papas. En un estudio sobre el cólera, se administraron papas transgénicas a adultos con diferentes cantidades de LT-B para observar cómo cambiaban sus niveles de IgA anti-LT y IgA anti LT. [ 2 ] Además, se encuentran en la fase II de una vacuna de refuerzo de papa contra la hepatitis B. [ 2 ] Se expresaron antígenos de superficie de la hepatitis B en las papas y se administraron a pacientes ya vacunados. [ 3 ] Luego se observó si se producía una respuesta inmune. [ 3 ] [ 2 ] El 95% de los voluntarios tuvo algún tipo de respuesta inmune, y el 62,5% mostró un aumento en los títulos de anti-HBsAg. [ 2 ] [ 3 ] A partir de estos estudios, el Instituto Nacional de Alergias y Enfermedades Infecciosas ha respaldado que las vacunas comestibles pueden desencadenar una respuesta inmune de forma segura, [ 2 ] sin embargo, también se sabe que están lejos de poder comenzar ensayos en humanos a gran escala para enfermedades autoinmunes e infecciosas. [ 2 ]
Experimentación con animales
Ya se han realizado numerosos estudios con animales . Por ejemplo, se administraron plátanos transgénicos con anticuerpos específicos antihemaglutinación a animales de experimentación para combatir el sarampión. Se observó que los plátanos sí desencadenaban una respuesta inmunitaria. [ 2 ] Además, se han iniciado ensayos con ratones como método para tratar el Alzheimer utilizando tomates que han sufrido una transformación nuclear mediada por Agrobacterium. [ 3 ] Adicionalmente, se inmunizó oralmente a conejos con una vacuna comestible contra la pasteurelosis neumónica bovina, y se obtuvo una respuesta positiva. [ 2 ] Si bien estos fueron dos estudios específicos, en términos generales, se están realizando investigaciones con modelos de ratones para tratar el cólera y la diabetes tipo 1. [ 2 ]
Disponibilidad
Si bien la conciencia pública sobre las vacunas comestibles está aumentando, aún no están disponibles para el consumo. Actualmente, solo se han desarrollado y comenzado a probar vacunas comestibles para algunas enfermedades. Durante tres de los brotes recientes de enfermedades en todo el mundo, se desarrollaron vacunas comestibles para pruebas en animales, pero no llegaron a los ensayos en humanos. [ 1 ] Además, se ha descubierto que una empresa biotecnológica ha comenzado a desarrollar una patente y está trabajando para iniciar ensayos clínicos para un virus de gastroenteritis transmisible. [ 2 ]
Referencias
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 Concha C, Cañas R, Macuer J, Torres MJ, Herrada AA, Jamett F, Ibáñez C (mayo de 2017). " Prevención de enfermedades: ¿una oportunidad para expandir las vacunas comestibles de origen vegetal?" . Vaccines . 5 (2): 14. doi : 10.3390/vaccines5020014 . PMC 5492011 . PMID 28556800 .
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 Mishra N, Gupta PN, Khatri K, Goyal AK, Vyas SP (julio de 2008). " Vacunas comestibles: un nuevo enfoque para la inmunización oral" . Indian Journal of Biotechnology . 7 (3): 283–294 .
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 De Silva GO, Aponso MM, Abeysundara AT (2017-07-01). "Una revisión sobre vacunas comestibles: un enfoque novedoso para la inmunización oral como reemplazo de las vacunas convencionales" . Revista Internacional de Ciencias de la Alimentación y Nutrición . 2 (4): 19– 22.
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