Synthetic particulate antigen delivery systems for vaccination

RESUMEN

La encapsulación de un antígeno (proteína, péptido o DNA)en partículas sintéticas constituye un punto de partida razonablepara el diseño de vacunas subcelulares efectivas. Al dotarlo delas dimensiones de una partícula, se favorece su visualización porcélulas presentadoras de antígeno (APC), como las células dendríticas(DC). Utilizando distintos materiales y procedimientosde fabricación, la tecnología farmacéutica puede construir partículascon un amplio rango de tamaños y variadas propiedadesde superficie. Es nuestro objetivo con esta revisión analizar cómoestas propiedades físicas afectan a la intensidad y al tipo de respuestainmunitaria que producen. Así, partículas de distinto tamañopodrían poner en juego distintas APC y subtipos de DC. Susuperficie puede ser recubierta con ligandos que promueven laendocitosis receptor-específica y algún inmunoestimulante intrínsecoco-encapsulado junto con el antígeno dentro de la mismapartícula. El mecanismo de captura antigénica y el tipo de señalde activación pueden ser decisivos para potenciar y modular larespuesta inmunitaria al tipo deseado, Th2/humoral o Th1/citotoxica.Adicionalmente, las partículas que son de naturaleza poliméricapueden liberar lentamente el antígeno encapsulado, deforma continua o pulsátil, evitando la necesidad de administracionesrepetidas normalmente requerida para las vacunas tradicionales.Las partículas sintéticas para la encapsulación de antígenosconstituyen por tanto, una buena herramienta que puede hacerposible el diseño de vacunas seguras y efectivas con una sola administración,algunos de los atributos de una vacuna ideal. Existenciertos problemas tecnológicos, pero no parecen insalvables

ABSTRACT

Synthetic particles as carriers for antigens display a greatpotential and versatility for the design of effective vaccines. Supportedby multiple raw materials and preparation procedures,they can be engineered over a wide range of sizes, variable surfacenature and patterns of antigen release. It is our goal in thisreview to evaluate how these physical characteristics decide thetype of immune response the particles will develop, aiming at amore rational design of effective and safer synthetic subunit vaccines.So, as a function of their size, they will be uptaken by differentantigen presenting cell (APC) or dendritic cell (DC) subsets;certain ligands can be attached to the particle surfaces to promotereceptor-specific endocitosis and any immunopotentiatorco-encapsulated with the antigen in the same particle. The mechanismof antigen uptake and the signal for activating DC can bedecisive to increase and skew a Th1/cytotoxic or Th2/humoralresponse. Also, the antigen release rate has influence on the generationof immunological memory and an adequate profile of antigenrelease from these particles can mimic boosters of the traditionalvaccines.The current tendencies are oriented towards the developmentof new vaccines containing perfectly characterized antigens, establishedand safe, and with composition and preparation methodsrigorously controlled. The use of synthetic particles as vectorsmay be considered as adjuvants that accomplish with these requisites,being able to induce a response even at the mucosal level.There are technological handicaps faced by developers of syntheticparticles based vaccines but do not appear to be insurmountable