Estudio de los efectos antivirales e inmunomoduladores frente a enfermedades víricas mediante plataformas de diagnóstico avanzadas

La situación actual en la que estamos inmersos y que ha sido motivada por la aparición del COVID-19, es una oportunidad para mejorar los sistemas de prevención, higiene y fortalecimiento del sistema inmunitario de las personas. Este tipo de coronavirus humano altamente patógeno se suma a los otros dos aparecidos en las dos últimas décadas, el Síndrome Respiratorio Severo Agudo (SARS) y el Síndrome Respiratorio del Medio Oriente (MERS). La cuestión ahora es qué medidas podemos adoptar para estar preparados y capacitados para hacer frente a situaciones que previsiblemente puedan aparecer en un futuro.

Herramientas para la lucha contra virus altamente patógenos

La rápida transmisión de COVID 19 hace que se planteen cuestiones tales como cuáles son las posibles vías de transmisión, cuánto tiempo puede persistir en superficies inanimadas como el metal, vidrio o plástico, qué papel juegan los individuos asintomáticos y qué se puede hacer para que, en caso de ocurrir en un futuro, podamos estar mejor protegidos, tanto interna como externamente frente a una epidemia similar.

El desarrollo y evaluación de nuevos sistemas de descontaminación, desarrollo de productos antivirales o productos que fortalezcan el sistema inmunitario (inmunoestimulante) frente a esta clase de virus es de vital importancia para disponer de un variado rango de herramientas de lucha frente a estos patógenos emergentes que, hoy en día, se han convertido en la máxima preocupación de las autoridades y de la sociedad en general.

Para determinar la actividad virucida o antiviral de un determinado compuesto se requiere de estudios que simulen estrechamente las condiciones reales de infección del virus, cuyo crecimiento no es posible de forma exógena a su huésped y que, por tanto, debe realizarse a través de modelos celulares.

Así mismo, la capacidad inmunoestimulante de un determinado compuesto requiere de ensayos de evaluación del efecto de estos compuestos sobre rutas metabólicas específicas encargadas de la defensa contra la infección viral. El potencial de estos compuestos para modular la respuesta inmune puede ser utilizado como tratamiento o terapia adyuvante de diversas enfermedades infecciosas (microbianas y/o víricas). En este contexto, los estudios in vitro con cultivos celulares implicados en la patogenia de interés son una herramienta de gran utilidad ya que:

• permite reproducir estados fisiológicos a escala de laboratorio.
• controlar las condiciones del ensayo.
• elucidar el mecanismo de acción del compuesto.
• facilita información de gran valor para acotar y definir los términos de estudios posteriores in vivo.

Con el fin de simular en mayor medida las condiciones reales en estos estudios, es importante tener en cuenta el papel de la microbiota presente de forma natural en cada uno de los sistemas o modelos estudiados y su aportación beneficiosa en dichos sistemas.

En la actualidad estamos trabajando en una iniciativa, financiada por el Instituto Valenciano de Competitividad Empresarial (IVACE) en el marco del convenio de colaboración con AINIA para desarrollar actividades de I+D+i que sean transferibles al tejido industrial, cuyo objetivo es el estudio de la microbiota de diferentes ecosistemas microbianos (microbiota de suelos, humana (intestinal, oral, dérmica, vaginal…) que permita, entre otras cosas, el desarrollo de sistemas para la evaluación de funcionalidades de interés, incluyendo estudios de inmunomodulación y potencial antimicrobiano de sustancias.

Esta iniciativa permitirá la obtención de microbiota, su caracterización y cribado, según su funcionalidad, mediante sistemas miniaturizados de alto rendimiento (Ht), de forma que se pueda evaluar el potencial de las cepas aisladas de forma masiva y, por tanto, con mayor probabilidad de éxito, así como  el desarrollo de modelos complejos de microbiota humana  (microbiota dérmica, bucal o vaginal…). Este modelo se desarrollará en una plataforma que permita evaluar el efecto de determinados compuestos sobre esta microbiota y su capacidad de modulación, incluyendo su interacción con células epiteliales humanas correspondientes a cada tejido. Por último, se ampliará la librería de herramientas para obtener cepas recombinantes a partir de organismos GRAS (Generally Recognized As Safe), que ya se ha desarrollado en AINIA para producción de compuestos en chasis de Escherichia coli en 2020.

Con todo ello, avanzaremos en el desarrollo de modelos celulares complejos que incluyan una representación de la microbiota propia  de cada tejido de interés y que permitirán ser utilizados como plataformas para estudiar efectos biocidas, antimicrobianos (incluyendo los antivirales) e inmunomoduladores de compuestos que fortalezcan el sistema inmunitario frente a enfermedades infecciosas, como las causadas por los virus pandémicos. Soluciones innovadoras que redunden en el lanzamiento de productos que contribuyan a garantizar la salud de las personas y evitar situaciones críticas para la sociedad y economía.