TOMANDO MEDIDAS
Estoy utilizando la ciencia de la medición para probar anticuerpos y protegernos de los virus
29 de noviembre de 2023
Por: Jerilyn Izac
La investigadora del NIST Jerilyn Izac recolecta células de un cultivo en su laboratorio.
Crédito: R. Wilson/NIST
Los investigadores están trabajando para adelantarse a futuras pandemias, incluso mientras el COVID-19 todavía esté entre nosotros. Imagínese si, para un futuro virus peligroso, pudiéramos probar rápida y fácilmente los niveles de defensas de todos, conocidos como anticuerpos.
¿Qué pasaría si pudiéramos identificar quién necesita más vacunas de refuerzo contra los virus actuales o emergentes? Todos estaríamos mucho más seguros.
Eso es lo que está investigando mi equipo en el NIST y esperamos que sea una realidad en el futuro.
Como ocurre con todo lo relacionado con el NIST, todo comienza con la medición.
Mirando las células de cerca
Hemos escuchado mucho el término “anticuerpos” en los últimos años, pero ¿cómo funcionan?Cuando estás expuesto a algo extraño o nuevo, tu cuerpo produce muchos anticuerpos. No todos son útiles (aunque no hacen daño), pero los “anticuerpos neutralizantes” pueden ayudar a protegerlo de futuros virus.
Los anticuerpos neutralizantes se unen a un patógeno (como los que causan la gripe o el COVID-19) y bloquean la entrada a la célula huésped o neutralizan ese patógeno en su camino. Es como un guardaespaldas que mantiene los virus fuera de tus células. La mejor manera de obtener estos anticuerpos es mediante una vacuna, pero nuestro cuerpo también puede producirlos después de una infección.
Entonces, si tuvo COVID-19 y se infectó nuevamente con la misma cepa, es posible que no esté tan enfermo la segunda vez porque sus guardaespaldas de anticuerpos ya han visto a este intruso antes.
En mi laboratorio, creamos un procedimiento para contar cuántos anticuerpos neutralizantes puede obtener una persona a través de una vacuna o de una infección. Conocido como ensayo de neutralización, nos permitió utilizar un virus sustituto del COVID-19 (uno con el que pudiéramos trabajar de forma segura) para realizar nuestras pruebas.
La investigadora del NIST Jerilyn Izac prepara muestras de células para el citómetro de flujo que usa en su laboratorio.
Crédito: R. Wilson/NIST
Para hacer esto, utilizamos una herramienta que nos permite analizar células humanas individuales a medida que pasan por los láseres, de modo que podamos observar diferentes parámetros de la célula. Esta herramienta se llama citometría de flujo y se utiliza en muchos aspectos de la investigación. Observar las células es crucial para el desarrollo de vacunas, por lo que es una herramienta importante en mi trabajo.Esta investigación fue un desafío porque utilizamos dos técnicas de medición diferentes, una para el citómetro de flujo y otra para imágenes más tradicionales de las células. El mayor desafío fue lograr que la cantidad correcta de células se movieran a través del citómetro, sin tener demasiadas células para nuestro método de imágenes.
¡Vimos los mismos niveles de neutralización usando los dos métodos de análisis diferentes! El potencial de utilizar cualquiera de los métodos de análisis significa que más investigadores podrán utilizar nuestro ensayo y comparar su trabajo con el de otros científicos. Algunos investigadores no tienen un citómetro de flujo, pero pueden obtener imágenes (o al revés), por lo que estos resultados significan que nuestros ensayos pueden ser utilizados por más investigadores.
Este citómetro de flujo ayuda a los investigadores a observar las células, una parte crucial de la investigación y el desarrollo de vacunas.
Crédito: R. Wilson/NISTPreparándose para futuras pandemias
Hay mucha más investigación por hacer en esta área, particularmente si otros laboratorios pueden replicar nuestro trabajo con el virus COVID-19 real. Por motivos de seguridad, utilizamos el virus sustituto aquí, pero estamos bastante seguros de que los resultados serán similares con el COVID-19 y otros virus. Los laboratorios que estén equipados para trabajar con virus más peligrosos necesitarán ver si pueden replicar nuestros resultados.
Mi principal objetivo es que otros investigadores o laboratorios clínicos puedan utilizar este enfoque para acelerar nuestra respuesta a futuras pandemias. Mi esperanza es que esta investigación sea aplicable a otros virus de rápida propagación, como la gripe o futuros virus pandémicos.
Si nuestro enfoque tiene éxito, es posible que en el futuro usted pueda hacerse la prueba y ver su nivel de anticuerpos para una variedad de virus (COVID-19, gripe, etc.) y determinar qué vacunas de refuerzo necesita más recibir.
Si hubiéramos tenido esta rápida comprensión de los niveles de anticuerpos de las personas al principio de la pandemia de COVID-19, es posible que hubiéramos podido reducir las muertes y las hospitalizaciones. Espero que este trabajo nos ayude a estar más preparados en el futuro.
De la vida agrícola a investigador de vacunas
La crianza de Jerilyn Izac en una granja le enseñó la importancia de las vacunas y la condujo a su carrera en la investigación relacionada con las vacunas. La cabra detrás de ella se llamaba Monster, apropiado para el ojo lateral que ofrecía la cabra en esta foto.Crecí en una granja lechera, con cabras, ovejas, gallinas y otro tipo de animales. En la granja combatimos periódicamente bacterias y virus con vacunas y medicamentos para mantener sanos a nuestros animales. Hacer que los animales se sintieran mejor fue muy gratificante para mí.
Mi padre era químico orgánico, por lo que la granja era como un laboratorio para mí cuando era niño. Hacíamos experimentos científicos por diversión, como probar cuántos gérmenes había en nuestras manos u objetos inanimados. (¡La respuesta a menudo era bastante!) A mi papá y a mí también nos encantaba observar el agua del estanque con su microscopio. El amor por la ciencia fue algo natural para mí desde muy joven.
Desafortunadamente, también experimenté algunos problemas de salud. Durante mi último año de secundaria, contraje mononucleosis y gripe porcina. Estuve enfermo durante meses. Esa experiencia alimentó mi interés en aprender más sobre los virus y cómo prevenirlos.
Dadas estas experiencias, ¡no sorprende que me haya convertido en investigador de vacunas!
Obtuve mi doctorado en microbiología e inmunología, con mi tesis sobre la investigación para desarrollar una vacuna para la enfermedad de Lyme humana. Si bien aún no está disponible públicamente, se han realizado muchas investigaciones interesantes sobre esta vacuna que marcaría una diferencia en muchas vidas.
Mantenerse saludable con la ciencia de la medición
Hay un futuro apasionante por delante con este tipo de investigación. Ahora estamos estudiando la posibilidad de aplicar algunas de estas mismas ideas a otros virus pandémicos o, potencialmente, a la terapia genética.
Algunas formas de virus, llamadas vectores virales , también se utilizan a menudo como terapia génica para determinadas afecciones médicas. Los vectores virales se utilizan actualmente como terapia para la atrofia muscular espinal, así como para enfermedades hereditarias de la retina. También hay otros en ensayos clínicos para cáncer de mama, cáncer de piel y enfermedades genéticas raras.
Pero los médicos e investigadores deben tener cuidado para garantizar que estos virus sean seguros para los pacientes que reciben terapia genética, y estamos trabajando en ensayos que podrían ayudar con eso mediante mediciones muy precisas. Estamos analizando cómo podemos usar nuestro citómetro de flujo para medir virus pequeños y observar lo que contienen para garantizar que sean lo más seguros posible para los pacientes que necesitan estas terapias.
Me apasiona mucho utilizar la ciencia para mejorar la salud de las personas. Ya sea haciendo que la terapia génica sea más segura o realizando pruebas de anticuerpos a las personas durante una pandemia, seguiré utilizando la ciencia de las mediciones para hacer del mundo un lugar más saludable. Espero mantener a otros a salvo de virus como los que yo he experimentado.
Jerilyn Izac
Jerilyn Izac se unió al NIST como bióloga en la División de Biosistemas y Biomateriales en 2021. Recibió su doctorado. en microbiología e inmunología en Virginia Commonwealth University en 2019. .
NIST USA