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Introducción

Este documento resume una conferencia que detalla una colaboración única entre el Hospital de Niños de Texas (TCH) y el Ministerio de Salud de Botswana, dirigida a construir capacidades de desarrollo y fabricación de vacunas en Botswana.

La iniciativa trajo a cuatro líderes distinguidos de Botswana a Houston para un entrenamiento intensivo, impulsado por la necesidad crítica de abordar la dependencia de África del suministro externo de vacunas, una vulnerabilidad expuesta claramente por la pandemia de COVID-19.

Contexto y Motivación

La pandemia de COVID-19 resaltó una disparidad significativa en la salud global, ya que solo el 3% de las vacunas con contenido africano se fabrican en el continente africano.

Esta falta de capacidad de fabricación local deja a las naciones africanas vulnerables durante crisis de salud. Botswana, reconociendo este desafío, está promoviendo activamente la transferencia de tecnología y las capacidades de fabricación dentro de su sector salud.

Desarrollar capacidades de fabricación de vacunas en el país es crucial para responder a pandemias, mejorar las capacidades de diagnóstico, fomentar el desarrollo económico y lograr el avance social.

El Programa de Colaboración y Entrenamiento

El programa, basado en la Escuela Nacional de Medicina Tropical de TCH, se enfocó en proporcionar entrenamiento académico y práctico integral para los becarios de Botswana. Los participantes incluyeron:

• Victor Mosweu, Director Adjunto de Seguridad del Paciente y Aseguramiento de Calidad en el Ministerio de Salud de Botswana, un líder de salud pública con más de dos décadas de experiencia.
• Neo Lemme, Oficial Científica Médica en el laboratorio nacional de referencia de Tuberculosis de Botswana, experta en gestión de bioriesgo y diagnósticos de TB.
• Ihonga Kuhepa, con más de 20 años de experiencia en liderazgo de laboratorio, especializada en diagnósticos de malaria, preparación para epidemias y aseguramiento de calidad.
• Se les unió el Dr. Nestor Uzcategui de TCH, bioquímico molecular y Director de la Unidad de Descubrimiento de Antígenos y Biología Molecular.

Los becarios participaron en rotaciones semanales, obteniendo experiencia práctica en diversas áreas incluyendo procesos de descubrimiento y biología molecular, formulación, control de calidad, desarrollo, evaluación preclínica y registro de vacunas.

Proyecto Clave: Desarrollo de Antígenos para Vacuna contra la Malaria

Una parte central de su entrenamiento involucró un proyecto enfocado en el desarrollo de antígenos de Proteína Circunesporozoítica (CSP) de Plasmodium falciparum para una vacuna contra la malaria, trabajando específicamente con construcciones CSP2 y CSP4. Este trabajo mostró la aplicación práctica de su aprendizaje a través de todo el pipeline de desarrollo de vacunas:

• Expresión y Optimización de Proteínas:
  • Los becarios aprendieron a preparar construcciones genéticas usando software e introducirlas en medios de expresión de Pichia mediante electro-operación.
  • Optimizaron las condiciones de cultivo, incluyendo una fase de alimentación con glicerol para aumentar la biomasa y subsecuente inducción con metanol para expresión robusta de proteínas.
  • Estas optimizaciones llevaron a rendimientos significativos, con 40 gramos por litro de cultivo logrados usando tasas específicas de glicerol y metanol, y finalmente un rendimiento purificado de 300mg/L tanto para CSP2 como CSP4.
• Procesamiento Posterior y Purificación:
  • El equipo utilizó técnicas avanzadas de purificación, incluyendo cromatografía de flujo tangencial para filtración y concentración, y un sistema automatizado de cromatografía para purificación de proteínas.
  • Se emplearon múltiples pasos de cromatografía, incluyendo intercambio catiónico y cromatografía de exclusión por tamaño, para lograr alta pureza.
  • El proceso de purificación exitosamente produjo 78mg de CSP2 y 88mg de CSP4, demostrando alta pureza del 98-99% con bajos niveles de proteínas de células huésped.
• Caracterización de Proteínas:
  • La caracterización exhaustiva determinó las propiedades biofísicas y bioquímicas de las proteínas purificadas. Esto incluyó análisis de contenido proteico, pH y SDS-PAGE, que reveló que CSP2 tenía cantidades traza de dímero mientras que CSP4 era principalmente monomérico.
  • Se utilizaron técnicas avanzadas como Cromatografía Líquida de Alto Rendimiento (HPLC) y Dispersión Dinámica de Luz (DLS) para confirmar pureza y tamaño de partícula, a pesar de observar pesos moleculares experimentales más altos que los valores teóricos.
• Pruebas de Inmunogenicidad:
  • Un logro crítico fue demostrar el fuerte reconocimiento de anticuerpos de los fragmentos CSP (CSP2, CSP4 y CSP0) en suero humano de individuos infectados con malaria por Plasmodium falciparum.
  • Específicamente, el fragmento CSP2 mostró reconocimiento elevado en muestras de suero positivas para malaria comparado con controles de no viajeros, un hallazgo que apoya el desarrollo futuro de estas construcciones CSP para aplicaciones de vacunas.

Impacto en los Becarios y la Capacidad de Botswana

Los becarios reportaron ganar una "magnitud asombrosa de habilidades de investigación" y adquirir conocimiento técnico avanzado. Mejoraron su experiencia, hicieron conexiones profesionales valiosas para colaboraciones futuras, y mejoraron significativamente sus habilidades de comunicación científica. Esta experiencia, que los empujó fuera de sus zonas de confort, amplió su comprensión de la biología molecular —la fundación del desarrollo de vacunas— y fortaleció su motivación para contribuir a la humanidad.

Conclusión

Esta colaboración representa un paso significativo hacia el fortalecimiento de la capacidad local para el desarrollo y fabricación de vacunas en Botswana. Las habilidades, conocimiento y experiencia práctica obtenidas por los becarios son directamente aplicables para construir la capacidad de Botswana de abordar futuros desafíos de salud, reducir la dependencia de recursos externos, y fomentar la autosuficiencia en salud pública. El éxito del proyecto en desarrollar y caracterizar candidatos a vacunas contra la malaria subraya además los beneficios prácticos de tales asociaciones internacionales. Se reconoció al Ministerio de Salud, la Universidad de Baylor y el Hospital de Niños de Texas por su apoyo fundamental en este esfuerzo.