El ingeniero biomolecular Aditya Kunjapur, profesor asistente de ingeniería química y biomolecular en la Universidad de Delaware (Estados Unidos) y su equipo han ideado una estrategia para crear bacterias que construyan e incorporen un aminoácido clave en sus propias proteínas, lo que las hace más "visibles" para el sistema inmunológico. Por este trabajo hacia la construcción de una mejor plataforma para posibles vacunas bacterianas futuras, Kunjapur es el ganador del Premio de Innovación Científica y del Instituto de BioInnovación 2024.

Cabe tener en cuenta que las proteínas bacterianas a menudo juegan con éxito al escondite con el sistema inmunológico del cuerpo, lo que dificulta la lucha contra las bacterias que causan enfermedades como las infecciones por estafilococos. En este contexto, "la destacada investigación de Kunjapur demuestra el potencial de diseñar células bacterianas vivas para producir e incorporar aminoácidos nitrados en proteínas antigénicas, destacando así estas proteínas para el sistema inmunológico humano", tal y como comenta Michael Funk, editor senior de ´Science´.

Uno de los componentes básicos que llamó la atención de Kunjapur provino de investigaciones anteriores que modificaron una proteína bacteriana con un aminoácido no estándar llamado para -nitro-L-fenilalanina (nitro-Phe). Estas proteínas nitradas desencadenaron una producción sostenida de anticuerpos en ratones, lo que sugiere que el aminoácido alterado hacía que la proteína bacteriana fuera más fácil de acceder o más fácil de reconocer por parte del sistema inmunológico.

Kunjapur y su equipo ahora han programado células bacterianas de E. coli para sintetizar su propio nitro-Phe e incorporarlo a las proteínas diana. Estas proteínas alteradas podrían algún día convertirse en la base de una vacuna bacteriana viva, sugieren los investigadores. "En principio, la proteína modificada con nitro-Phe producida por las bacterias modificadas dentro de un paciente conduciría a una respuesta inmune protectora, sostenida y dirigida contra patógenos bacterianos que contienen la forma salvaje de la proteína", describe Kunjapur.

El equipo de investigación de Kunjapur utilizó E. coli como prueba de concepto para su estrategia de bioingeniería, pero dijo que la estrategia también podría funcionar con otras bacterias, incluidas aquellas que podrían atacar mejor ciertos patógenos o incluso tejido tumoral. "También podríamos seguir utilizando E. coli como vector plataforma que produzca proteínas recombinantes que pertenezcan a otras bacterias", afirmó. "Así que puedes elegir tu chasis o tu vehículo de suministro de proteínas, pero las proteínas que elijas nitrar deben determinar a qué responden las células inmunes".

"Si bien tenemos una plataforma tecnológica con varias direcciones prometedoras, una indicación atractiva sería una vacuna para las infecciones por estafilococos", añadió Kunjapur. Las vacunas contra las infecciones bacterianas probablemente disminuirían la necesidad de antibióticos, lo que a su vez podría frenar el desarrollo de resistencia a los antibióticos en algunos fármacos clave. Kunjapur dijo que las vacunas bacterianas tendrán un tamaño de mercado global estimado de 39.600 millones de dólares para 2030.

En su laboratorio de la Universidad de Delaware, Kunjapur y sus estudiantes también están trabajando en otros proyectos de bioingeniería con aplicaciones ambientales, incluidas estrategias de contención "para evitar que un organismo genéticamente modificado como las bacterias sobreviva donde y cuando no debería".