Ingeniería de proteínas para el desenvolvimiento de vacunas sintéticas
Resumen
El objetivo general del estudio fue analizar los avances recientes en la ingeniería de proteínas aplicada al desarrollo de vacunas sintéticas, destacando los desafíos actuales y las oportunidades para investigaciones futuras. Se empleó una metodología basada en una revisión bibliográfica, con la búsqueda de estudios recientes en bases de datos científicas relevantes. Los principales resultados indicaron que la ingeniería de proteínas ha facilitado el diseño de vacunas más precisas, estables y efectivas, como las vacunas contra el VPH y la hepatitis B, lo que ha permitido reducir significativamente la prevalencia de estas enfermedades. Además, se resaltó la rapidez en el desarrollo de vacunas basadas en ARNm durante la pandemia de COVID-19, demostrando su gran potencial para enfrentar emergencias sanitarias globales. Estos avances no solo mejoraron la capacidad de respuesta ante patógenos emergentes, sino que también optimizaron la inmunogenicidad y seguridad de las vacunas. No obstante, persisten desafíos como la estabilidad térmica de las proteínas recombinantes, crucial para su distribución en regiones con infraestructuras limitadas, y la desigualdad en el acceso global a las vacunas. Se identificaron áreas clave para mejorar tanto en el desarrollo tecnológico como en la equidad de acceso, lo que podría tener un impacto transformador en la salud pública mundial.
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Referencias
Montero DA, Vidal RM, Velasco J, Carreño LJ, Torres JP, Benachi O. MA, et al. Two centuries of vaccination: historical and conceptual approach and future perspectives. Front Public Health [Internet]. 9 de enero de 2024 [citado 4 de septiembre de 2024];11. Disponible en: https://www.frontiersin.org/journals/public-health/articles/10.3389/fpubh.2023.1326154/full
Haque A, Pant AB. Mitigating Covid-19 in the face of emerging virus variants, breakthrough infections and vaccine hesitancy. J Autoimmun. 1 de febrero de 2022;127:102792.
Xue F, Zhang LH, Xu Q. Significant improvement of the enantioselectivity of a halohydrin dehalogenase for asymmetric epoxide ring opening reactions by protein engineering. Appl Microbiol Biotechnol. 1 de marzo de 2020;104(5):2067-77.
Zhao B, Tsai YC, Jin B, Wang B, Wang Y, Zhou H, et al. Protein Engineering in the Ubiquitin System: Tools for Discovery and Beyond. Ye RD, editor. Pharmacol Rev. 1 de abril de 2020;72(2):380-413.
Dadar M, Chakraborty S, Dhama K, Prasad M, Khandia R, Hassan S, et al. Advances in Designing and Developing Vaccines, Drugs and Therapeutic Approaches to Counter Human Papilloma Virus. Front Immunol [Internet]. 12 de noviembre de 2018 [citado 4 de septiembre de 2024];9. Disponible en: https://www.frontiersin.org/journals/immunology/articles/10.3389/fimmu.2018.02478/full
Noor R. Developmental Status of the Potential Vaccines for the Mitigation of the COVID-19 Pandemic and a Focus on the Effectiveness of the Pfizer-BioNTech and Moderna mRNA Vaccines. Curr Clin Microbiol Rep. 1 de septiembre de 2021;8(3):178-85.
Jain S, Venkataraman A, Wechsler ME, Peppas NA. Messenger RNA-based vaccines: Past, present, and future directions in the context of the COVID-19 pandemic. Adv Drug Deliv Rev. 1 de diciembre de 2021;179:114000.
Burnett MJB, Burnett AC. Therapeutic recombinant protein production in plants: Challenges and opportunities. PLANTS PEOPLE PLANET. 2020;2(2):121-32.
Charlton HK, Vidigal J, Carrondo MJT, Middelberg APJ, Roldão A, Lua LHL. Synthetic biology for bioengineering virus-like particle vaccines. Biotechnol Bioeng. 2019;116(4):919-35.
Haque A, Pant AB. Efforts at COVID-19 Vaccine Development: Challenges and Successes. Vaccines. diciembre de 2020;8(4):739.
Kumar R, Srivastava V, Baindara P, Ahmad A. Thermostable vaccines: an innovative concept in vaccine development. Expert Rev Vaccines. 3 de junio de 2022;21(6):811-24.
Boschiero N. COVID-19 Vaccines as Global Common Goods: An Integrated Approach of Ethical, Economic Policy and Intellectual Property Management. Glob Jurist. 1 de julio de 2022;22(2):177-230.
Kwon S, Kwon M, Im S, Lee K, Lee H. mRNA vaccines: the most recent clinical applications of synthetic mRNA. Arch Pharm Res. 1 de abril de 2022;45(4):245-62.
You H, Jones MK, Gordon CA, Arganda AE, Cai P, Al-Wassiti H, et al. The mRNA Vaccine Technology Era and the Future Control of Parasitic Infections. Clin Microbiol Rev. 10 de enero de 2023;36(1):e00241-21.
Baden LR, Sahly HME, Essink B, Kotloff K, Frey S, Novak R, et al. Efficacy and Safety of the mRNA-1273 SARS-CoV-2 Vaccine. N Engl J Med. 3 de febrero de 2021;384(5):403-16.
Zhang, Ulery B. Synthetic vaccine characterization and design. J Bionanoscience. 2018;12(1):1-11.
Caradonna TM, Schmidt AG. Protein engineering strategies for rational immunogen design. Npj Vaccines. 17 de diciembre de 2021;6(1):1-11.
Mascola JR, Fauci AS. Novel vaccine technologies for the 21st century. Nat Rev Immunol. febrero de 2020;20(2):87-8.
Mettu R, Chen CY, Wu CY. Synthetic carbohydrate-based vaccines: challenges and opportunities. J Biomed Sci. 3 de enero de 2020;27(1):9.
Weyant KB, Mills DC, DeLisa MP. Engineering a new generation of carbohydrate-based vaccines. Curr Opin Chem Eng. 1 de marzo de 2018;19:77-85.
Kightlinger W, Warfel KF, DeLisa MP, Jewett MC. Synthetic Glycobiology: Parts, Systems, and Applications. ACS Synth Biol. 17 de julio de 2020;9(7):1534-62.
Warfel KF, Williams A, Wong DA, Sobol SE, Desai P, Li J, et al. A Low-Cost, Thermostable, Cell-Free Protein Synthesis Platform for On-Demand Production of Conjugate Vaccines. ACS Synth Biol. 20 de enero de 2023;12(1):95-107.
Gates ZP, Vinogradov AA, Quartararo AJ, Bandyopadhyay A, Choo ZN, Evans ED, et al. Xenoprotein engineering via synthetic libraries. Proc Natl Acad Sci. 5 de junio de 2018;115(23):E5298-306.
Thomas S, Abraham A, Baldwin J, Piplani S, Petrovsky N. Artificial Intelligence in Vaccine and Drug Design. En: Thomas S, editor. Vaccine Design: Methods and Protocols, Volume 1 Vaccines for Human Diseases [Internet]. New York, NY: Springer US; 2022 [citado 18 de noviembre de 2024]. p. 131-46. Disponible en: https://doi.org/10.1007/978-1-0716-1884-4_6
Pandey VK, Sharma R, Prajapati GK, Mohanta TK, Mishra AK. N-glycosylation, a leading role in viral infection and immunity development. Mol Biol Rep. 1 de agosto de 2022;49(8):8109-20.
Sun Z, Liu Q, Qu G, Feng Y, Reetz M. Utility of B-Factors in Protein Science: Interpreting Rigidity, Flexibility, and Internal Motion and Engineering Thermostability. Chem Rev. 13 de febrero de 2019;119(3):1626-65.
Tan E, Chin C, Lim Z, Kong S. HEK293 Cell Line as a Platform to Produce Recombinant Proteins and Viral Vectors. Front Bioeng Biotechnol [Internet]. 13 de diciembre de 2021 [citado 6 de octubre de 2024];9. Disponible en: https://www.frontiersin.org/journals/bioengineering-and-biotechnology/articles/10.3389/fbioe.2021.796991/full
Beygmoradi A, Homaei A, Hemmati R, Fernandes P. Recombinant protein expression: Challenges in production and folding related matters. Int J Biol Macromol. 1 de abril de 2023;233:123407.
Cid R, Bolívar J. Platforms for Production of Protein-Based Vaccines: From Classical to Next-Generation Strategies. Biomolecules. agosto de 2021;11(8):1072.
Binagwaho A, Mathewos K, Davis S. Equitable and Effective Distribution of the COVID-19 Vaccines – A Scientific and Moral Obligation. Int J Health Policy Manag. 26 de abril de 2021;11(2):100-2.
Pagliusi S, Dennehy M, Homma A. Two decades of vaccine innovations for global public good: Report of the Developing Countries’ Vaccine Manufacturers Network 20th meeting, 21–23 october 2019, Rio de Janeiro, Brazil. Vaccine. 10 de agosto de 2020;38(36):5851-60.
Ou Y, Guo S. Safety risks and ethical governance of biomedical applications of synthetic biology. Front Bioeng Biotechnol [Internet]. 24 de octubre de 2023 [citado 6 de octubre de 2024];11. Disponible en: https://www.frontiersin.org/journals/bioengineering-and-biotechnology/articles/10.3389/fbioe.2023.1292029/full
Kitney R, Bell J, Philp J. Build a Sustainable Vaccines Industry with Synthetic Biology. Trends Biotechnol. 1 de septiembre de 2021;39(9):866-74.
Rudge S, Ladisch M. Industrial Challenges of Recombinant Proteins. En: Silva A, Moreira J, Lobo J, Almeida H, editores. Current Applications of Pharmaceutical Biotechnology [Internet]. Cham: Springer International Publishing; 2020 [citado 6 de octubre de 2024]. p. 1-22. Disponible en: https://doi.org/10.1007/10_2019_120
Pollet J, Chen WH, Strych U. Recombinant protein vaccines, a proven approach against coronavirus pandemics. Adv Drug Deliv Rev. 1 de marzo de 2021;170:71-82.
Tan TK, Rijal P, Rahikainen R, Keeble AH, Schimanski L, Hussain S, et al. A COVID-19 vaccine candidate using SpyCatcher multimerization of the SARS-CoV-2 spike protein receptor-binding domain induces potent neutralising antibody responses. Nat Commun. 22 de enero de 2021;12(1):542
DOI: https://doi.org/10.23857/pc.v10i8.10261
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