Microalgas como fuente de vacunas comestibles para peces y humanos

Las microalgas son junto con las cianobacterias responsables de producir más del 50% del oxígeno que respiramos, lo que pone de manifiesto su vital importancia para la vida en el planeta. Por si esto fuera poco, su alta capacidad para producir proteínas, ácidos grasos esenciales, vitaminas y minerales con un mínimo uso de recursos esenciales como el agua o la tierra de agricultura las están convirtiendo en una tendencia mundial por sus aplicaciones en nutrición animal y humana, farmacéutica y cosmecéutica, entre otras.

Por el momento, muchas de estas potenciales aplicaciones se encuentran en desarrollo. Es el caso del que venimos hablar en este artículo. El uso de microalgas como pequeñas biofactorías de antígenos para su uso como vacunas comestibles. Se trata de uno de las áreas de especialización más desconocidas y a la vez mas prometedoras ya que pueden convertirse en una verdadera revolución.

El órgano esencial para que se produzca este milagro lo representan los cloroplastos, pequeños almacenes de clorofila y otros pigmentos de interés, que desempeñan un papel fundamental en la fotosíntesis al convertir luz solar en energía química en diversos compuestos, por ejemplo, en forma de lípidos y carbohidratos, entre otros.

Estos orgánulos llamados cloroplastos deben ser modificados genéticamente a través de herramientas biotecnológicas que conducen a la expresión de genes y para producir grandes cantidades de proteínas antigénicas.

En comparación con otros sistemas de expresión génica, los cloroplastos de las microalgas funcionan de manera eficaz y económica; son un entorno adecuado para el correcto plegamiento y ensamblaje de las proteínas. Además, las posibilidades de contaminación son mas bajas al tratarse de compartimentos bien protegidos a través de la pared celular de las microalgas.

Dentro de las líneas de investigación en marcha, una de las más prometedoras es la que busca producir antígenos para, por ejemplo, la fabricación de vacunas comestibles contra el COVID.

Una de las especies de microalga que mas se están estudiando como modelo experimental para el desarrollo de vacunas es Chlamydomonas reinhardtii gracias a tener un genoma relativamente pequeño y su secuenciación ha sido objeto de investigación científica intensiva.

Perteneciente a las clorofitas, Chlamydomonas tiene un tamaño pequeño (entre 5 y 10 micrómetros) y una estructura celular en forma de pera o lágrima. Es motil, lo que significa que se puede desplazar con sus dos flagelos hacia fuentes de luz y nutrientes.

De manera experimental se han desarrollado las siguientes vacunas con base en microalgas modificadas genéticamente se pueden mencionar varios ejemplos. Por ejemplo, la vacuna contra la malaria para producir antígenos de Plasmodium falciparum, el parásito que causa la enfermedad en humanos.

La vacuna contra el virus del papiloma humano (VPH) en la que se utilizaron microalgas para producir proteínas virales, como la proteína E7. También la vacuna contra la hepatitis B a través del desarrollo de vacunas recombinantes.

Las microalgas también pueden ser útiles para producir ciertas “proteínas de superficie” que son difíciles de producir en sistemas recombinantes tradicionales debido a “repeticiones en tándem de dominios similares al factor de crecimiento epidérmico”. Nuevamente un experimento realizado con la microalga Chalmydomonas demostró la capacidad de los cloroplastos para producir estas proteínas de superficie y, como respuesta, se generaron anticuerpos que dificultan el desarrollo sexual de los parásitos.

Esta especie también se está utilizando como modelo experimental contra Renibacterium salmoninarum, una bacteria patógena que afecta a salmónidos.

Esta microalga no es la única que se está utilizando como modelo experimental para el desarrollo de vacunas comestibles. También está la microalga de agua dulce Haematococcus pluvialis, la cual, modificada genéticamente puede producir antígenos contra el virus de la mancha blanca en langostinos.

Otras experiencias se han llevado a cabo también con Dunaliella salina. Esta microalga fue utilizada para la expresión del antígeno de superficie de la Hepatitis B mediante electroporación, consiguiéndose un componente clave contra esta enfermedad.

Como se ha visto en este artículo vacunas comestibles basadas en microalgas tienen mucho potencial para revolucionar el campo de la vacunación. Por el momento, se necesita avanzar más en investigación y desarrollo tanto para su uso en terapias con peces como con humanos.