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Salud

Un modelo matemático de la UPF podría ayudar a mejorar el diseño de vacunas

Los investigadores aseguran que anticuerpos y células T combinadas podrían multiplicar su acción contra los virus

Actualizada 22/09/2021 a las 22:36

Un grupo de investigadores de la UPF y del Instituto Marchuk de Matemáticas Numéricas en Moscú, Rusia, dirigido por Andreas Meyerhans y Gennady Bocharov, han publicado un estudio que concluye que determinados diseños de vacunas pueden multiplicar y no sólo sumar la acción conjunta de los anticuerpos y las células T delante de los virus. Los investigadores han utilizado un modelo matemático para comprender mejor la respuesta inmune contra los virus. Eso podría contribuir a mejorar el diseño de vacunas y simplificar los desafíos técnicos del proceso.
 
Los virus son parásitos intracelulares que necesitan células huésped para multiplicarse. Por lo tanto, para que un virus infecte a un ser humano, tiene que tener acceso a algunas de las células del cuerpo que permitirán su multiplicación. Los virus del progenie se acoplarán dentro de las células infectadas y, una vez liberados, infectarán otras células diana del entorno. Si no hay una respuesta inmune que contrarreste el virus, este se seguirá propagando y causando daño.

Las vacunas son la mejor manera de proporcionar a un huésped inmunidad específica contra el virus, de manera que podrá mantener un virus infeccioso por debajo de los niveles patogénicos. Para conseguirlo, las vacunas pueden inducir anticuerpos que ayudan a neutralizar los virus libres. Por otra parte, también inducen células T citotóxicas específicas, que matarán en las células infectadas y, por lo tanto, reducirán el número de células productoras de virus.

Si bien estas dos partes de la respuesta inmune se consideran importantes para la eficacia de la vacuna, no se sabe del todo como cooperan y si sus acciones son aditivas. El equipo de investigadores ha abordado estas cuestiones examinando la contribución de los anticuerpos y las células T citotóxicas utilizando a un modelo que tiene en cuenta la dinámica de la infección por virus. Muestran que estos dos factores de control primarios de la infección vírica están cooperando de forma multiplicativa en lugar de aditiva. Aunque esta relación puede parecer bastante abstracta, tiene consecuencias muy prácticas para el desarrollo de vacunas.

Por ejemplo, si una vacuna vírica para ser eficaz necesita aumentar la respuesta inmunitaria básica en un factor de 10.000, se pueden seguir dos estrategias diferentes. O se aumentan los anticuerpos o las células T citotóxicas en un factor de 10.000 o se aumenta cada una de estas respuestas sólo en un factor de 100. Eso último podría ser más fácil de obtener en términos prácticos y, por lo tanto, proporcionar a los desarrolladores de vacunas diferentes opciones en su diseño.

Aunque estas consideraciones se basan sólo en bases teóricas y necesitan validación experimental, están apareciendo los primeros datos en esta dirección. «Esperamos que nuestro trabajo conceptual ayude positivamente al diseño de vacunas», dice Bocharov. Y Meyerhans, el último autor del estudio, añade que «estas consideraciones pueden ayudar a simplificar los desafíos técnicos de las nuevas vacunas y, por lo tanto, tener algún uso práctico para el cuidado de la salud».
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