Más de 150 primates no humanos en una instalación de investigación pasando más de dos años luchando contra la diarrea no grita exactamente 'buena fortuna'. Pero para un equipo de científicos, fue un verdadero tesoro de datos: un montón de información valiosa sobre cómo finalmente derrotar a un enemigo particularmente asqueroso.

En un estudio publicado en el último número de Science Translational Medicine, los investigadores examinaron el vertedero de datos inmunológicos de las infecciones, registrando nuevas formas de entrenar a las células inmunes para derrotar a las bacterias detrás del brote, un tipo de Shigella. Extrajeron partes específicas de las bacterias que el sistema inmunológico podría atacar más efectivamente, vinculando moléculas objetivo con tipos específicos de respuestas inmunes que destruyen gérmenes. Incluso identificaron las pequeñas muescas dentro de esas moléculas objetivo escarpadas donde se unían los anticuerpos más potentes.

'Nuestro estudio reveló características inesperadas de la respuesta de anticuerpos anti-Shigella en [primates no humanos] infectados naturalmente y representa un paso hacia el diseño racional de candidatos a vacunas contra Shigella', escriben los autores. Porque nada dice 'diseño racional' como un apocalipsis de caca de dos años.

Shigella es un horror gastrointestinal que afecta a más de 200 millones de personas anualmente y mata a más de 200,000, principalmente niños. Los sobrevivientes generalmente desarrollan algunas respuestas inmunes protectoras, pero dadas las diversas especies y serotipos, esas respuestas tienden a funcionar contra un rango estrecho de la familia bacteriana. Y para añadir insulto a la injuria, las cepas de Shigella solo se están volviendo más resistentes a los antibióticos.

La necesidad de una vacuna que combata a toda la pandilla mugrienta es clara, y numerosos esfuerzos de desarrollo están en marcha. Pero los científicos han estado trabajando sin los datos moleculares y estructurales detallados necesarios para una vacuna sofisticada. Entra el brote.

Comenzó en diciembre de 2022 en el Centro Nacional de Investigación de Primates de Wisconsin en Madison. Los primates no humanos son huéspedes naturales de Shigella, y los brotes en tales instalaciones no son poco comunes. Pero es inusual que un brote sea tan grande y dure tanto tiempo - incluso algunos trabajadores de la instalación se enfermaron.

En total, hubo 169 casos de shigelosis confirmados microbiológicamente entre los primates. Los investigadores recolectaron 151 aislados de Shigella para serotipificación y realizaron secuenciación del genoma completo en 95 aislados representativos. El brote fue causado por dos grupos relacionados de Shigella flexneri, una especie que comúnmente ataca a primates no humanos cautivos (los brotes humanos son más a menudo impulsados por Shigella sonnei, pero ambos pueden infectar a cualquier primate). De los 90 aislados probados para resistencia a antimicrobianos, más de la mitad (63%) eran multirresistentes. La mayoría de los casos causaron diarrea leve, pero hubo casos asintomáticos y algunos graves. Los infantes fueron los más afectados, reflejando los patrones humanos.

Los investigadores extrajeron suero, plasma y células inmunes específicas de 41 animales infectados a 1, 2 y 4-6 semanas después de la infección, y luego diseccionaron las respuestas inmunes.

Primero, buscaron anticuerpos que atacaran el antígeno O, el componente más externo de una gran molécula llamada LPS (lipopolisacárido) que sobresale de la membrana bacteriana. El LPS se encuentra exclusivamente en bacterias Gram-negativas, incluyendo E. coli, Salmonella y Shigella. El antígeno O es un objetivo inmunológico común, pero es variable - los anticuerpos contra el antígeno O de un serotipo pueden no ayudar a combatir otros.

Encontraron varios anticuerpos que se unen al antígeno O, algunos perfeccionados por exposiciones repetidas. Lo más interesante es que parecían desarrollar la capacidad de atacar el antígeno O de muchos serotipos diferentes - crítico para una vacuna. Además, los anticuerpos que se unían firmemente podían desencadenar reacciones en cascada que desintegran las células bacterianas - otra característica útil.

A continuación, examinaron anticuerpos que atacan parte de un sistema de secreción tipo 3 (T3SS), un aparato similar a una jeringa que las bacterias usan para inyectar proteínas efectoras en las células huésped. En la punta del T3SS de Shigella hay dos proteínas, IpaB e IpaD, atacadas por anticuerpos de primates. Algo