“Descripción general de la fiebre del dengue e investigaciones actuales sobre vacunas y productos biológicos contra el dengue.”

Distribución global del dengue de enero a diciembre de 2023 © ECDC [2005-2023].

FIGURA 1: Distribución global del dengue de enero a diciembre de 2023 © ECDC [2005-2023]. “En 2023, se notificaron más de seis millones de casos de dengue y más de seis mil muertes relacionadas con el dengue en 92 países/territorios. (ECDC Jan 2024).”

Abstracto: 

El dengue, la infección viral transmitida por mosquitos más común, sigue siendo un importante problema de salud pública, lo que coloca a casi la mitad del mundo en riesgo de contraer dengue (Akter et al., 2024). “IEn 2023, se notificaron más de seis millones de casos de dengue y más de 6.000 muertes relacionadas con el dengue en 92 países/territorios (Fig. 1 ECDC Jan 2024).” Dada su prevalencia en regiones tropicales y subtropicales, comprender los conceptos básicos del dengue es crucial para la prevención y el manejo eficaz. Este artículo proporciona una descripción general extensa del dengue y sugiere un enfoque innovador para introducir el método HOPE en la investigación en curso de anticuerpos monoclonales (mAbs) específicos contra los serotipos del virus del dengue. A medida que el cambio climático aumenta la población mundial en riesgo de contraer la fiebre del dengue, se realizan esfuerzos continuos para encontrar soluciones escalables y asequibles para reducir sus tasas de morbilidad y mortalidad mediante la mejora de productos biológicos como anticuerpos monoclonales ampliamente neutralizantes específicos contra todos los serotipos de DENV con un método sugerido llamado método HOPE.

INTRODUCCIÓN:

“Cada año, hasta 400 millones de personas resultan infectadas por el virus del dengue. Aproximadamente 100 millones de personas enferman a causa de la infección y 40,000 mueren a causa del dengue grave (CDC June 2023),” Según datos de la OMS, 2023 alcanzó un nivel casi récord de nuevos casos de dengue en todo el mundo, el 80% de los cuales se notificaron en las Américas, afectando con mayor dureza a las comunidades latinoamericanas en el Caribe, América Central y América del Sur. Con el calentamiento global afectando al planeta y generando condiciones óptimas para la propagación de mosquitos, el dengue se está convirtiendo en un problema global exponencial. Con un aumento de 10 veces en los casos de dengue entre 2000 y 2019, seguido de una ligera disminución debido a la pandemia de COVID-19 y luego un máximo histórico en 2023 con más de 6 millones de casos de dengue que supero el segundo pico más alto en 2019 de 5 millones de dengue. casos (ECDC Jan 2024), WHO Global Situation website Dec 2023).

Patogenesis del dengue:

La fiebre del dengue se debe a la infección de cuatro virus del dengue (serotipos DENV-1, DENV-2, DENV-3 y DENV-4), que forman parte de la familia Flaviviridae con genoma de RNA de sentido positivo diferenciado por sus proteínas de envoltura externa. En 2013, apareció un nuevo virus del dengue entre primates en Malasia, el DENV-5, pero no se ha determinado la confirmación del DENV-5 como agente causante del dengue en humanos (Akter et al., 2024). Los virus del dengue infectan a los humanos principalmente a través de la picadura de mosquitos Aedes femeninos infectados, específicamente los mosquitos Aedes aegypti y Aedes albopictus. La temperatura óptima para la reproducción de los mosquitos Aedes es de 25 °C a 30 °C, ya que los datos de las investigaciones sugieren que la temperatura determina el desarrollo y la supervivencia de estos mosquitos (Liu et al., 2023). Estos mosquitos son más activos durante el día, especialmente temprano en la mañana y al final de la tarde. Estos mosquitos también son responsables de otras enfermedades, ya que son vectores del Zika, chikungunya y otros virus. Estos cuatro serotipos de virus del dengue comparten similitudes pero tienen antígenos de superficie distintos. Por lo cual, la infección por un serotipo no proporciona inmunidad a los demás, ya que los anticuerpos producidos por uno de los serotipos del dengue no reconocerían el antígeno de superficie de otro serotipo. Por lo tanto, las personas pueden infectarse varias veces con diferentes serotipos del virus del dengue a lo largo de su vida.

Los serotipos del virus del dengue son virus con envoltura esférica que contienen una sola hebra de RNA que consta de 3 proteínas estructurales (2 proteínas de la envoltura, proteínas E y M, y una proteína de la cápsula, proteína C) y siete proteínas no estructurales (NS1, NS2A, NS2B, NS3, NS4A, NS4B y NS5) (Ormundo et al., 2023). Las proteínas E se superponen sobre las proteínas M, formando la capa exterior de la esfera. Las proteínas M sufren un proceso de maduración que determina su nivel de estado infeccioso. “La segunda proteína de membrana (M) se utiliza para ayudar en el plegamiento, el tráfico y la función de la proteína de fusión (E) (Zhang et al., 2013).” Tras la replicación del virus del dengue, una poliproteína que contiene las dos proteínas de la envoltura se escinde en un precursor de la proteína M (prM) y la proteína E dentro del retículo endoplásmico. Junto con el pH bajo y la furina proteasa dentro del aparato trans-Golgi, la prM se escinde a su forma madura. (Zhang et al., 2013). 

El virus infeccioso maduro del dengue tiene una cubierta icosaédrica exterior lisa de 180 glicoproteínas (proteínas E) dispuestas en 90 dímeros. Cada proteína E tiene tres subunidades llamadas epítopo del dímero de envoltura (EDE), EDEI, EDEII y EDE III, que desempeñan un papel en la capacidad del virus para ingresar a la célula. EDE II contiene el epítopo del bucle de fusión (FLE). Los mAb específicos contra EDE y FLE son anticuerpos ampliamente neutralizantes contra los cuatro serotipos de virus. Específicamente, los mAb contra EDE1 y EDE2 son los más potentes y tienen menos riesgo de complicaciones por fiebre hemorrágica (Dejnirattisai et al., 2015). 

Estos serotipos del virus del dengue (DENV) se replican en el intestino medio del mosquito y luego son transportados a la saliva del mosquito. Después de que un mosquito infectado con el virus del dengue se alimenta de humanos, el virus ingresa al torrente sanguíneo y se replica en varias células inmunes, incluidos monocitos, macrófagos y células dendríticas. La infección de las células inmunitarias provoca la liberación de citocinas, que son los mediadores y activadores del sistema inmunitario. Estas respuestas inmunes pueden contribuir a los síntomas característicos de la fiebre del dengue. El período de incubación entre la picadura de un mosquito infectado y los primeros signos de los síntomas suele ser de entre 8 y 12 días cuando la temperatura ambiente está entre 25 y 28 °C (WHO March 2023).

Patogenesis de las complicaciones graves del dengue: fiebre hemorrágica del dengue (FHD) y síndrome de shock del dengue (DSS):

La fiebre hemorrágica del dengue (FHD) puede progresar a un shock llamado síndrome de shock del dengue (DSS). Ambos pueden ocurrir debido a una combinación de factores, que incluyen una carga viral alta, una infección secundaria con un serotipo diferente del virus del dengue y una respuesta inmune hiperactiva. “Se ha propuesto el incremento dependiente de anticuerpos (ADE) para explicar el aumento de la gravedad observado en la infección secundaria. (Dejnirattisai et al., 2015).” Estos factores pueden provocar una respuesta inmunitaria de las células T del huésped que desencadena, a través de citoquinas, una inflamación generalizada y daño a los vasos sanguíneos, lo que provoca fuga de plasma o permeabilidad vascular, trombocitopenia y coagulopatía, lo que provoca hemorragia. (Halstead, 2007). Todo lo cual puede provocar un aumento de la concentración de células y sólidos en la sangre debido a la pérdida de plasma. Además, puede provocar un shock potencialmente mortal si no se trata a tiempo.

Síntomas del dengue:

Los síntomas del dengue suelen aparecer entre 4 y 10 días después de haber sido picado por un mosquito infectado. Pueden incluir (WHO March 2023):

• Fiebre alta

• Dolor de cabeza intenso

• Dolor detrás de los ojos

• Dolor articular y muscular

• Náuseas y vómitos

• Erupción cutánea petequial

• Los signos y síntomas de las complicaciones del dengue [fiebre hemorrágica del dengue (FHD) o síndrome de shock del dengue (DSS)] incluyen dolor abdominal intenso, vómitos persistentes, respiración rápida, encías sangrantes, fatiga e inquietud.

Diagnóstico de la fiebre del dengue:

Los resultados de las pruebas diagnósticas deben interpretarse junto con la evaluación clínica y se deben considerar los síntomas del paciente y sus antecedentes de exposición al virus del dengue. Hay varias pruebas de diagnóstico disponibles para identificar los virus del dengue en personas sospechosas de tener dengue. Estas pruebas se pueden clasificar en términos generales en pruebas de laboratorio y pruebas en el lugar de atención. Según la revisión de los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC) de 2019, “todos los pacientes con sospecha clínica de dengue deben recibir un tratamiento adecuado para controlar el shock y reducir el riesgo de complicaciones resultantes del aumento de la permeabilidad vascular y la fuga de plasma y el daño a los órganos sin esperar a que resultados de las pruebas de diagnóstico que se recibirán (CDC June 2019).”

A continuación se muestran algunos métodos de diagnóstico estándar: 

• “Antígeno de la proteína no estructural 1 (NS1) del dengue por inmunoensayo (CDC June 2019)”:

• “La proteína no estructural NS1 del dengue se ha utilizado como biomarcador en el diagnóstico del dengue porque circula ampliamente en la sangre durante la fase aguda de la infección y está asociada con la viremia [así como un marcador pronóstico de la fiebre hemorrágica del dengue] (Chaturvedi et al., 2024).”

•  Reacción en cadena de la polimerasa con transcriptasa inversa en tiempo real (rRT-PCR): Las rt-PCR son PCR modificadas diseñadas para detectar la presencia de ARN viral del dengue en muestras de sangre. “La rt-PCR se está convirtiendo en el “estándar de oro” para la detección y cuantificación de secuencias de ácidos nucleicos [utilizada para la detección, cuantificación y tipificación genética de microorganismos con un tiempo de respuesta rápido de menos de 24 horas](Kaltenboeck et al., 2005).” Este método puede identificar el virus y determinar el serotipo específico. Rt-PCR en general es una técnica molecular que amplifica y detecta RNA o DNA viral altamente sensible y específico en muestras de sangre o tejido.

• Si la muestra de suero es más de siete días después del inicio de los síntomas o si los síntomas persisten con una prueba NAAT negativa realizada con un ensayo inmunoabsorbente ligado a enzimas IgM (ELISA IgM), los anticuerpos IgM generalmente aparecen temprano en el curso de la infección. Las pruebas ELISA pueden ayudar a confirmar la infección por dengue y diferenciar entre infecciones primarias (títulos elevados de IgM) e infecciones secundarias (los títulos de IgG estarán elevados).

• Las pruebas de diagnóstico rápido (PDR) son prácticas pruebas que detectan antígenos o anticuerpos del virus del dengue en muestras de sangre.
  

• Estas pruebas proporcionan resultados en cuestión de minutos (entre 15 y 30 minutos) y pueden resultar útiles en entornos con recursos limitados donde falta infraestructura de laboratorio. Sin embargo, las PDR pueden tener menor sensibilidad y especificidad que las pruebas PCR y ELISA. Por lo tanto, la interpretación de los resultados de las pruebas rápidas debe completarse en conjunto con la evaluación clínica, y se deben considerar los síntomas del paciente y su historial de exposición al virus del Dengue.  Algunas marcas comunes de pruebas rápidas de dengue incluyen prueba rápida Dengue NS1 Ag, prueba rápida Dengue Duo y prueba rápida SD Bioline Dengue Duo. “Las PDR son pruebas cualitativas que detectan el antígeno NS1 del dengue, IgM e IgG contra el virus del dengue basándose en el método inmunocromatográfico [visible a simple vista] (Yow et al., 2021).”

• SD Bioline Dengue Duo: Esta prueba detecta el antígeno NS1 del virus del dengue y los anticuerpos IgM/IgG específicos del dengue en muestras de sangre, suero o plasma. Proporciona resultados en 15 a 30 minutos y se usa ampliamente para diagnosticar rápidamente el dengue.

• Kit de prueba rápida Dengue NS1 Ag: esta prueba detecta explícitamente el antígeno NS1 del virus del dengue en muestras de suero, plasma o sangre total. Está diseñado para la detección temprana de la infección por dengue y proporciona resultados en 15 a 20 minutos.

• Prueba Rápida Temprana Panbio Dengue: Esta prueba detecta el antígeno NS1 del virus del Dengue en muestras de suero, plasma o sangre total. Está destinado a diagnosticar la infección por dengue de forma temprana y puede proporcionar resultados en 15 minutos.

• La prueba rápida Dengue IgM/IgG detecta anticuerpos IgM e IgG específicos del dengue en muestras de suero, plasma o sangre total. La detección de anticuerpos IgM específicos del dengue indica una infección aguda por dengue, mientras que la detección de anticuerpos IgG específicos del dengue indica una infección por dengue durante el pasado. El resultado de esta prueba se puede obtener en 15 a 20 minutos.

Pruebas de diagnóstico para las complicaciones del dengue:

Para realizar un diagnóstico de dengue hemorrágico o síndrome de shock por dengue (DSS) se debe completar primero una evaluación clínica antes de indicar e interpretar cualquier prueba de laboratorio y estudio de imágenes. La detección temprana y el tratamiento de cualquier complicación del dengue son fundamentales para el pronóstico del paciente.

Estas son las principales pruebas de diagnóstico utilizadas para DSS:

1. La evaluación clínica debe consistir en una evaluación exhaustiva esencial para diagnosticar el DSS. Los proveedores de atención médica evalúan el historial médico, los síntomas, los signos vitales (presión arterial, frecuencia cardíaca y temperatura) del paciente y los hallazgos del examen físico. Los signos clínicos del DSS pueden incluir pulso rápido, pulsos periféricos débiles, piel fría y húmeda, disminución de la producción de orina y signos de shock (p. ej., alteración del estado mental, hipotensión).

2. Pruebas de laboratorio: varias pruebas de laboratorio pueden ayudar a diagnosticar el DSS, incluido el hemograma completo, que ayuda a evaluar los niveles de plaquetas, hematocritos y glóbulos blancos.

3. Perfil de coagulación: esta prueba evalúa los factores de coagulación y la función plaquetaria para detectar sangrado o coagulación anormales. Este perfil incluye el tiempo de protrombina (PT), el tiempo de tromboplastina parcial activada (aPTT) y los niveles de fibrinógeno y productos de degradación de fibrina, que pueden ayudar a evaluar la coagulopatía, que puede ocurrir en casos graves de dengue.

4. Las pruebas de función hepática, como la alanina aminotransferasa (ALT) y la aspartato aminotransferasa (AST), evalúan las enzimas y la función hepática, ya que la afectación hepática a menudo se detecta en casos graves de dengue.

5. Estudios de imágenes: en casos de dolor abdominal intenso o sospecha de hemorragia interna debido al DSS, se pueden utilizar estudios de imágenes como ultrasonido o tomografía computarizada para evaluar el alcance del daño a los órganos, particularmente en el hígado o el bazo. Estas pruebas se pueden realizar para evaluar complicaciones como ascitis, derrame pleural o sangrado.

6. Monitoreo hemodinámico: el monitoreo continuo de los parámetros hemodinámicos, incluida la presión arterial, la frecuencia cardíaca, la presión venosa central y la producción de orina, es crucial para evaluar el estado de los líquidos y guiar la reanimación con líquidos en pacientes con DSS.

Tratamiento de la fiebre del dengue:

Hasta el momento no existe un tratamiento antiviral específico aprobado por la FDA para el dengue. Sin embargo, los ensayos clínicos en humanos en curso evalúan la seguridad y eficacia de los anticuerpos monoclonales neutralizantes específicos contra los cuatro virus del dengue y otros tratamientos potenciales que han demostrado potencial en la investigación preclínica en animales. Actualmente, los tratamientos aprobados por la FDA se centran principalmente en aliviar los síntomas y brindar atención de apoyo (CDC September 2021).

El tratamiento actual aprobado por la FDA para el dengue puede incluir:

• Reemplazo de líquidos: beber muchos líquidos para prevenir la deshidratación es crucial, especialmente si experimenta vómitos o fiebre alta. En casos graves, pueden ser necesarios líquidos intravenosos.

• El acetaminofén (paracetamol) es el medicamento de elección recomendado actualmente para ayudar a reducir la fiebre y aliviar el dolor, ya que la aspirina y los medicamentos antiinflamatorios no esteroides (AINE) como el ibuprofeno pueden aumentar el riesgo de hemorragia.

• El descanso es fundamental para la recuperación del dengue.

• Los casos graves de fiebre hemorrágica del dengue o síndrome de shock del dengue requieren hospitalización para un seguimiento de monitoreo y cuidados de apoyo, como transfusiones de sangre o líquidos intravenosos.

Medidas actuales de prevención del dengue:

Dado que actualmente no existe un tratamiento antiviral específico para el dengue, las estrategias de prevención son fundamentales para controlar la propagación de la enfermedad. Después de todo, controlar la población de mosquitos reducirá el riesgo de dengue entre la población. Algunas estrategias de prevención del dengue incluyen:

• Elimine las fuentes de agua estancada donde los mosquitos puedan reproducirse, como contenedores vacíos, macetas y llantas. 

• Use repelente de insectos que contenga DEET en la piel y la ropa expuestas.

• Reduzca el área de piel expuesta usando camisas de manga larga y pantalones largos donde el dengue es endémico.

• Evite la entrada de mosquitos al interior utilizando puertas y ventanas con mosquiteros.

• Utilice mosquiteros mientras duerme durante las primeras horas de la mañana.

• La salud pública debe considerar la implementación de esfuerzos de fumigación en toda la comunidad o medidas de control de vectores.

Vacunas:

Hasta 2023, se han desarrollado dos vacunas vivas atenuadas contra el dengue, Dengavaxia y Qdenga. Sin embargo, dado que ambos se consideran virus vivos alterados, no se consideran adecuados para personas embarazadas o inmunodeprimidas. 

Sanofi Pasteur desarrolló la primera vacuna contra el dengue autorizada en 2015, Dengvaxia (CYD-TDV), una vacuna recombinante viva atenuada que ofrece un 60 % de protección contra los cuatro serotipos del virus del dengue (tetravalente). Sin embargo, su indicación ahora es sólo dentro de áreas endémicas, ya que sus datos de eficiencia en un estudio de seguimiento al tercer año indicaron una disminución de la eficiencia en personas que no habían tenido exposición previa al dengue, especialmente en niños menores de nueve años (Angelin et al., 2023).A partir de 2024, Dengvaxia tiene licencia para su uso en EE. UU., la UE, países asiáticos y latinoamericanos (Sanofi April 2024). La eficacia de Dengvaxia varía según el serotipo, siendo menor en las infecciones por DENV-1 y DENV-2. La licencia de fabricación de Sanofi Pasteur Dengvaxia se otorgó con base en la investigación de desarrollo de vacunas realizada en las universidades de Washington y St. Louis que extirparon los genes de las proteínas prM y E de un virus de la fiebre amarilla y los sustituyeron con las proteínas prM y E correspondientes de cada uno de los serotipos virales del dengue.

“Denvax (TAK-003) de Takeda es una vacuna tetravalente, viva y atenuada contra el dengue desarrollada inicialmente por la División de Enfermedades Transmitidas por Vectores de los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC). TAK-003 es basado en los genes de DENV-2 mediante la cual los genes estructurales de la premembrana (prM) y la envoltura (E) se sustituyeron con los virus quiméricos para DENV1, DENV3 y DENV4. (Kariyawasam et al., 2023).” Denvax (TAK-003), también conocido como Qdenga, actualmente tiene licencia comercial en Europa, el Reino Unido, Brasil, Argentina, Indonesia y Tailandia para su uso en personas de cuatro años o más, con restricciones entre personas embarazadas o inmunocomprometidas (Takeda, July 2023). Según los estudios de seguimiento de un año después de la vacunación con Qdenga, la eficacia promedio fue del 80% contra los cuatro serotipos del virus del dengue, variando entre los serotipos. La eficiencia más alta fue contra DENV2 (98%) y la eficiencia más baja fue en DENV3 (63%) (Angelin et al., 2023). La eficacia de Qdenga se redujo en promedio al 59% con el tiempo en estudios de seguimiento de cuatro años, lo que indica la necesidad de inyecciones de refuerzo, especialmente entre personas vacunadas sin exposición previa, ya que los datos de estos estudios mostraron una eficacia reducida contra DENV3 y DENV4 entre estos. individuos. 

Desafíos en el desarrollo de la vacuna contra el dengue:

Los desafíos en el desarrollo de la vacuna contra el dengue incluyen lograr una inmunidad amplia y duradera y abordar las preocupaciones sobre la seguridad de la vacuna. Los múltiples serotipos del DENV y la mejora dependiente de anticuerpos (ADE) que conducen a las complicaciones del dengue (DHF y HSS) requieren un acto de equilibrio adecuado en la respuesta inmune con la seguridad de que se desarrollen anticuerpos neutralizantes y sean eficientes en todos los serotipos para una duración duradera de la inmunidad.Debido a la escala global de personas en riesgo y la posible necesidad de inyecciones de refuerzo, la escalabilidad de la producción de vacunas y la capacidad de financiamiento de las vacunas para la población en riesgo es un desafío importante. Se están realizando investigaciones continuas para abordar estos desafíos; Varias empresas de desarrollo de vacunas están utilizando tecnología de ADN recombinante para aumentar la producción de vacunas de manera rentable. Varias otras vacunas contra el dengue se encuentran en estudios preclínicos en animales con datos prometedores para ensayos clínicos.

Anticuerpos monoclonales (mAb) específicos contra los virus del dengue:

El desarrollo de anticuerpos monoclonales (mAb) para diagnosticar y tratar las infecciones por el virus del dengue representa un importante esfuerzo científico para mejorar los resultados de salud pública en todo el mundo. “Los anticuerpos monoclonales podrían funcionar como profilaxis (es decir, para la prevención de la malaria) o podrían usarse para tratar infecciones (tropicales) (es decir, rabia, dengue, fiebre amarilla) (de Jong et al., 2024).” A partir de 2023, los únicos mAb aprobados por la FDA específicos contra patógenos virales infecciosos han sido solo tres virus: el virus respiratorio sincitial (VRS), el virus de la inmunodeficiencia humana (VIH-1) y el virus del Ébola (EBOV). La pandemia de COVID-19 hizo una excepción con el SARSCOV-2, al que la FDA le concedió la autorización de uso de emergencia debido a la necesidad de acelerar el proceso de I+D para el desarrollo de mAbs durante la pandemia. El proceso de descubrimiento de identificar mAb neutralizantes en individuos humanos y modelos animales infectados con dengue ha avanzado con la ayuda de técnicas modernas que aislan células B del suero con clasificación de células activadas por fluorescencia (FACS) y plataformas de microfluidos como Berkeley Lights BeaconTM. Se ha descubierto que los anticuerpos neutralizantes del dengue en individuos infectados son específicos contra las proteínas E, prM y NS1.(Ormundo et al., 2023).

Los avances clave en el desarrollo de productos biológicos específicos contra el dengue incluyen:

• Anticuerpos ampliamente neutralizantes: los estudios han demostrado que algunos mAb pueden neutralizar múltiples serotipos del virus del dengue al apuntar a regiones conservadas dentro de la proteína de la envoltura. Estos descubrimientos son cruciales para desarrollar tratamientos eficaces contra todos los serotipos del virus del dengue (Dejnirattisai et al., 2015). El mAb neutralizante específico más avanzado contra los 4 serotipos del virus del dengue en el proceso de R&D es un mAb recombinante (VIS513). mAb similares contra los virus del dengue AV-1 y Dengushield se encuentran en ensayos clínicos de fase 1.

• VIS513 (Visterra Biotechnology, Cambridge, MA, EE. UU.), actualmente en ensayos clínicos de fase 2 (CTRI/2021/07/035290). VIS513 es un anticuerpo neutralizante IgG1 humanizado diseñado genéticamente y específico contra los cuatro serotipos de DENV, específicamente el dominio III de la proteína E (EDIII) (Robinson et al., 2015).

• AV-1 (AbViro LLC, Bethesda, MD, EE. UU.) se encuentra actualmente en ensayos clínicos de fase 1 (NCT04273217). Los detalles sobre los resultados de los datos preclínicos y el objetivo aún no se han publicado.

• Dengushield (Serum Institute of India, Pune, India) combinó esfuerzos con Visterra para continuar su investigación con VIS513 y recientemente publicó los resultados de su ensayo clínico de fase 1 (NCT03883620) superando los protocolos de seguridad de los ensayos clínicos de fase 1 (Gunale et al., 2024). La continuación de los ensayos clínicos de fase 2 aún está pendiente.

• Aumentando la potencia y la amplitud de los anticuerpos mediante técnicas como la ingeniería de anticuerpos y la maduración de la afinidad, los investigadores han mejorado la potencia y la amplitud de la neutralización de los mAb contra el virus del dengue. Una técnica de ingeniería de anticuerpos incluye la modificación de las regiones Fc de los anticuerpos para mejorar su interacción con las células inmunitarias. Los estudios en animales han indicado el papel de las áreas Fc en la eficacia terapéutica de los mAb para prevenir las complicaciones de los virus del dengue. “Los estudios mecanicistas demostraron la capacidad de los mAb anti-NS1 humanizados para inhibir la hiperpermeabilidad vascular inducida por NS1 y provocar citólisis mediada por complemento dependiente de Fcγ, así como citotoxicidad celular dependiente de anticuerpos de células infectadas con cuatro serotipos de DENV (Tien et al., 2022).”

• Eficacia terapéutica en modelos preclínicos: algunos mAb han avanzado a ensayos clínicos, demostrando eficacia en modelos animales. Los estudios preclínicos con modelos animales han proporcionado datos fundamentales que respaldan el potencial de los mAb para tratar o prevenir manifestaciones graves de la enfermedad del dengue.

Desafíos en el desarrollo de anticuerpos monoclonales:

A pesar de estos avances, existen desafíos importantes:

• Complejidad de la inmunidad al virus del dengue: el fenómeno de aumento dependiente de anticuerpos, en Inglés es "Antibody-Dependent Enhancement (ADE)", es un obstáculo importante. El ADE ocurre cuando los anticuerpos no neutralizantes o subneutralizantes de una infección inicial por dengue facilitan la entrada del virus de una segunda infección por dengue a las células huésped, lo que potencialmente conduce a una enfermedad grave. El fenómeno ADE complica el desarrollo de mAb porque los anticuerpos eficaces contra un serotipo podrían exacerbar la infección cuando se exponen a otro serotipo si no se demuestra que son un anticuerpo neutralizante suficientemente potente dentro del individuo. Por lo tanto, los mAb terapéuticos ideales específicos contra los virus del dengue deben ser un anticuerpo ampliamente neutralizante contra los cuatro virus del dengue, ya que estos mAb son específicos contra regiones constantes de DENV que tienden a no modificarse, por lo tanto, hay menos riesgo de pérdida de eficacia de los mAb con el tiempo.

• Especificidad de serotipo y reactividad cruzada: Desarrollar mAb que sean igualmente efectivos contra los cuatro serotipos sin causar ADE sigue siendo un desafío. La variabilidad entre serotipos puede conducir a una eficiencia diferencial de unión y neutralización, que debe equilibrarse cuidadosamente en las aplicaciones terapéuticas.

• Escalabilidad y accesibilidad: dado que la mitad de la población mundial está en riesgo de infección por el virus del dengue, producir mAb a escala y garantizar que sean accesibles para las poblaciones en regiones endémicas de dengue también son desafíos importantes. Los anticuerpos monoclonales suelen ser costosos de producir, lo que podría limitar su disponibilidad en los países de bajos ingresos. Aunque los mAb recombinantes con ingeniería genética y tecnología de ADN han reducido el costo de los mAb para fines de laboratorio y diagnóstico, la FDA ha aceptado los mAb recombinantes como terapéutico sigue siendo un desafío.

DISCUSIÓN:

Otro enfoque para enfrentar los desafíos del dengue es mejorar rápidamente la investigación que mejore los productos biológicos, específicamente los anticuerpos monoclonales ampliamente neutralizantes específicos contra todos los serotipos de DENV. Concentrarse en la producción de mAbs en lugar de en la producción de vacunas podría reducir la población y la demanda de la cadena de suministro, reduciendo la escala y el costo de la producción de R&D. En lugar de administrar vacunas a la población en riesgo, que es la mitad de la población mundial, las empresas farmacéuticas pueden concentrarse en la producción de mAbs para los casos confirmados de dengue, que oscilan entre 100 y 400 millones al año, para reducir las complicaciones del dengue y, por tanto, la tasa de mortalidad por dengue.

En 2020, yo (Dra. Hernández) creó y sugirió públicamente el método HOPE para el proceso de R&D de mAbs y bioproteínas. Sugiero centrarse en aislar anticuerpos de pacientes recuperados, ya que aislar células B del suero podría limitar la diversidad real de los anticuerpos hacia un antígeno de interés que puede detectarse en el suero. El método HOPE utiliza modelos computacionales para realizar ingeniería inversa en los anticuerpos sin conocer los genes que se encuentran en las células B (Hernandez et al., 2022). También sugerí utilizar tecnología de ADN recombinante a partir de genes obtenidos del aislamiento de células B para reducir el costo de producción de mAb. Sugiero aplicar el método HOPE para obtener mAb específicos contra los serotipos del dengue, que consistirá en más estudios que recolecten muestras de suero de pacientes humanos recuperados para detectar anticuerpos ampliamente neutralizantes cuya región FAB pueda someterse a ingeniería inversa para la producción de mAb específicos contra todos los virus del dengue. serotipos. El análisis de la región Fc también puede ayudar a mejorar el desarrollo futuro de mAb. Estos estudios que identifican los anticuerpos ampliamente neutralizantes en pacientes recuperados también podrían ayudar a identificar nuevos epítopos de interés a los que se unen estos anticuerpos para avanzar en la producción de vacunas. La investigación en curso en Exscientia AI está desarrollando un diseño de proteína de novo similar a los modelos de aprendizaje automático sugeridos por el método HOPE para realizar ingeniería inversa de anticuerpos. Los modelos de IA de Exscientia predicen el plegamiento inverso de las proteínas de los anticuerpos en su secuencia lineal AA para avanzar en el descubrimiento de fármacos (Dreyer et al., 2023). Con suerte, los modelos de IA de Exscientia, junto con el resto de los pasos del método HOPE, arrojarán luz sobre nuevos desarrollos para el futuro desarrollo de mAb diagnósticos y terapéuticos para el dengue y muchas otras enfermedades.

El Método HOPE (HOPE Method) aplicado a las Infecciones Virales del Dengue:

El Método HOPE por la Dra. Michellie Hernandez en una ilustración editada de Deb Bose (Hernandez et al., 2023)

Desarrollo de mAb específicos contra serotipos de Dengue con el Método HOPE:

(1) Investigar anticuerpos de poblaciones de pacientes recuperados de dengue para seleccionar el mejor anticuerpo para realizar ingeniería inversa.

(2) Realizar ingeniería inversa de las regiones Fab y Fc del anticuerpo seleccionado para su secuencia de aminoácidos lineal con secuenciación de proteínas de novo y modelos computacionales. 

(3) Ingeniería inversa de la región Fab y Fc desde su secuencia de aminoácidos lineal hasta su secuencia de codones, seguida de su secuencia de mRNA, utilizando modelos computacionales de traducción inversa e ingeniería de codones.

(4) Unión de la secuencia de ARNm de las regiones Fab y Fc con ingeniería genética. 

(5 y 6) Crear mRNA transcrito in vitro (IVT-mRNA) sin nanopartículas, crear su ADN decodificado y colocarlo dentro de un plásmido para inducir la producción masiva de HOPE mAb mediante tecnología de ADN recombinante en levaduras o especies de plantas más grandes.

El método HOPE es un proceso de seis pasos de producción de mAb a partir de anticuerpos recolectados de muestras de sangre de donantes humanos con una potente respuesta inmune adaptativa contra un patógeno de interés (Hernandez et al., 2023).

1. Obtenga muestras de sangre de poblaciones de pacientes recuperados con casos confirmados de infección por dengue para identificar anticuerpos ampliamente neutralizantes contra todos los serotipos de DENV conocidos. Los anticuerpos aislados deben compararse en eficacia y seguridad con los mAb actualmente en ensayos clínicos como VIS315 y Dengushield o con antecedentes de eficacia en estudios con animales como NS1 u otros mAb específicos de EDIII. Este paso es una serie de estudios para obtener el anticuerpo óptimo que muestre eficacia contra todos los serotipos dentro del rango del 90% o más.

2. HPLC mass spectrometer and cryogenic electron microscopy (cryo-EM) were used to select and analyze the best antibody identified in Step 1. This data can be entered into trained computational models to complete de novo peptide sequencing of the antibody's linear amino acid sequence, accomplishing further decoding of the mRNA sequence of the selected antibody’s FAB (the antibody's binding site to the antigen) and FC region in Step 3.

3. Decodificar la secuencia de mRNA de la región FAB y Fc a partir de la secuencia de aminoácidos lineal predicha en los modelos computacionales del Paso 2 utilizando modelos computacionales de ingeniería de codones y traducción inversa. En la traducción natural, la secuencia de mRNA codifica un aminoácido con tres ácidos nucleicos combinados llamado codón. En la traducción inversa o retrotraducción, el mRNA se predice a partir de datos de secuencias de aminoácidos lineales basados ​​en algoritmos de modelos computacionales entrenados que han analizado la tabla de codones y numerosas traducciones naturales de secuencias de mRNA con su conocido secuencias de aminoácidos, creando así un algoritmo para decodificar ARNm a partir de secuencias de aminoácidos lineales.

4. Unir las secuencias de mRNA de la región FAB y FC obtenidas en el paso 3 para que la unión de las dos codifique un anticuerpo monoclonal (mab) completo y totalmente humano eficaz contra todos los serotipos de DENV.

5. Obtener la mRNA transcrito in vitro (mRNA de IVT) que codifica la secuencia de ARNm combinada (Hernandez et al., 2023).

6. “Sintetizar una secuencia de ADN sintética que, tras la transcripción, transcribirá la secuencia de mRNA en el Paso 5 (mRNA de IVT sin el sistema de administración) mediante transcripción inversa e ingeniería genética. El ADN sintético se inserta en un plásmido, y con el uso de tecnología de ADN recombinante en E. Coli o cultivo de levadura (Ridder et al., 1995), se podrían reproducir clones de mRNA de IVT.(Hernandez et al., 2023).”

CONCLUSION

En conclusión, el impacto global del dengue es un importante problema de salud pública, con más de seis millones de casos notificados en 2023 y una alta tasa de mortalidad. Los principales desafíos en el desarrollo de una vacuna contra el dengue son lograr una inmunidad amplia y duradera, abordar los problemas de seguridad de las vacunas y la escalabilidad de la producción de vacunas, que son áreas cruciales de la investigación en curso. En estudios con animales, los anticuerpos monoclonales (mAb) se han mostrado prometedores en el tratamiento y prevención de manifestaciones graves de la enfermedad del dengue. Sin embargo, existen desafíos en la transición hacia aplicaciones clínicas con respecto a su desarrollo, producción y accesibilidad. Los desafíos en el desarrollo de mAb, como la complejidad de la inmunidad al virus del dengue, la especificidad del serotipo, la reactividad cruzada, la escalabilidad y la accesibilidad, pueden abordarse potencialmente mediante el método HOPE, que implica la ingeniería inversa de anticuerpos de pacientes recuperados y bioproteínas, como posible solución. Enfoque para el desarrollo de mAb. Al resaltar los esfuerzos de investigación en curso, incluidos los avances en anticuerpos ampliamente neutralizantes y el uso de técnicas modernas para el descubrimiento de anticuerpos y el desarrollo de mAb ampliamente neutralizantes contra todos los serotipos de DENV, las tasas de mortalidad anual pueden disminuir a medida que se aborda la prevención de las complicaciones del dengue. El potencial de los modelos de inteligencia artificial (IA) para avanzar en el descubrimiento de fármacos podría arrojar luz sobre nuevos avances para el futuro desarrollo de mAb diagnósticos y terapéuticos para el dengue y otras enfermedades. El método HOPE es una propuesta sugerida para mejorar la investigación en curso sobre la producción de mAb, las estrategias de vacunas y los aspectos futuros del dengue..

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Expresiones de gratitud:

La autora quisiera agradecer a todos los científicos que han dedicado sus esfuerzos a la medicina tropical.

Financiamiento: El proyecto pro bono MD Biomimicry sobre la fiebre del dengue proporcionó financiación independiente.

Contribuciones de autor: Dra Michellie Hernandez, MD (MH) y programas de inteligencia artificial

Conceptualización: MH y ChatGPT

Metodología: MH

Investigación: MH

Visualización: MH

Adquisición de financiación: MH

Administración del proyecto: MH

Supervisión: MH

Escritura – borrador original: MH y Chat GPT

Escritura – revisión y edición: MH

Intereses en conflicto: la autora niega cualquier interés en conflicto.