Adenovirus, vacunas y cocaína

07/05/2014 3 comentarios
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Vacunas con adenovirus anti-cocaína reducen la unión de la cocaína al trasportador de la dopamina

Según datos de 2011, España es el segundo país europeo donde mayor es el consumo de cocaína, especialmente en la franja de edad entre los 15 y los 34 años. Es la segunda droga más consumida, tras el cannabis. Más del 44 % de los casos de urgencias atendidas por consumo de sustancias tóxicas se deben al consumo de cocaína. Normalmente no se consume sola, el 98 % la consume con alcohol y otras drogas. La cocaína se extrae de la hoja de coca (Erythroxylum coca) y hasta mediados del siglo XIX se utilizó con fines terapéuticos y medicinales: hasta 1903 Coca-Cola ¡mantuvo la cocaína entre sus ingredientes!

 

Cocaína

Cocaína: benzoil-metil-ecgonina. Fuente: Wikipedia.

La dependencia psíquica de la cocaína es una de las más intensas, es una droga extremadamente adictiva. Los estudios médicos han ido demostrado que el consumo crónico de esta droga tiene unos efectos demoledores para la salud: incrementa la presión arterial, está relacionada con síndromes coronarios, infarto de miocardio y hemorragias cerebrales, problemas respiratorios, perforación del tabique nasal, produce alteraciones y trastornos psiquiátricos y neurológicos, insomnio, ideas paranoides, alucinaciones y depresión, e incrementa el riesgo de padecer infecciones virales como VIH, hepatitis B y C.

La cocaína es una droga estimulante del sistema nervioso central, acelera el funcionamiento habitual del cerebro. Normalmente es aspirada por la nariz y llega rápidamente a la sangre y al cerebro, y atraviesa la barrera hematoencefálica. La cocaína actúa a nivel de la sinapsis neuronal. En condiciones normales, en una sinapsis, la neurona presináptica sintetiza el neurotransmisor dopamina que se libera al espacio sináptico donde interacciona con el receptor de la dopamina de la neurona postsináptica. La neurona presináptica posee en su membrana el transportador de la dopamina (DAT, DopAmine Transporter) que vuelve a reintroducir la dopamina en la neurona presináptica, evitando así que se acumule en el espacio sináptico. La cocaína lo que hace es unirse al transportador DAT e inhibir la recaptación de dopamina. Esto lo que genera es una acumulación de dopamina en el espacio sináptico, con los consiguiente efectos estimulantes y adictivos. El consumo crónico de cocaína genera hipofuncionalidad dopaminérgica y disminución de la sustancia gris.

Sinapsis

 Sinapsis neuronal. Fuente: Wikipedia.

La cocaína es un éster alcaloide natural, es una molécula muy pequeña y liposoluble, "invisible" para nuestro sistema inmune. Por eso, en condiciones normales no se producen anticuerpos contra la cocaína. Los intentos que ha habido de generar anticuerpos anti-cocaína mediante la unión de la molécula con proteínas han tenido un éxito limitado: normalmente no han sido capaces de producir una respuesta inmune lo suficientemente fuerte como para bloquear que la cocaína alcanzase el cerebro. Por eso, se ha ensayado ahora una nueva estrategia basada en el empleo de adenovirus.

Los adenovirus humanos son virus con genoma ADN que infectan típicamente células epiteliales. Provocan infecciones en las vías respiratorias, conjuntivitis y gastroenteritis, y existen varios serotipos distintos. Se han empleado como vectores en ensayos de terapia génica. Las proteínas de su cápside son muy inmunogénicas. Por eso, la idea es unir a las proteínas de la cápside del virus un análogo de la cocaína y emplearlo como vacuna, de forma que se genere una respuesta inmune con altos títulos de anticuerpos anti-cocaína y de alta afinidad, que sea lo suficientemente potente como para bloquear la droga e impedir su acceso al cerebro. Para ello, han empleado un adenovirus del serotipo 5 recombinante, el adenovirus Ad5βgal, que lleva varias mutaciones en los genes E1a, E1b y E3, de forma que es inactivo y no puede replicarse en las células. Han empleado las proteínas de la cápside de este adenovirus inactivo y las han conjugado con un análogo estable de la cocaína denominado GNE. La vacuna lleva además el adyuvante Adjuplex. Esta vacuna, denominada dAd5GNE, ha sido ensaya primero en ratas (1) y han comprobado que estimula la producción de altos títulos de anticuerpos IgG anti-cocaína de alta afinidad, que son efectivos para bloquear la hiperactividad inducida por la cocaína y el comportamiento relacionado con la adicción en ratas.

Adenovirus Adenovirus. 1. Fibras proteícas; 2. Cápside; 3 . Genoma ADN. Fuente: Wikipedia.

La eficacia de la vacuna dAd5GNE se ha ensayado también en primates no humanos (macacos Rhesus, Macaca mulatta) y han comprobado que la administración repetida de la vacuna indujo altos títulos de anticuerpos anti-cocaína (2). Mediante tomografía por emisión de positrones (PET, Positron Emission Tomography) han medido la interacción de la cocaína con el transportador DAT en varias zonas del cerebro. Antes de la vacunación la cocaína interaccionaba con DAT en un 62 %. Por el contrario, los animales vacunados con dAd5GNE mostraron una interacción mucho menor, menos del 20 %. Así, han demostrado que, al menos en primates no humanos, la vacuna dAd5GNE es capaz de bloquear el acceso de la cocaína al transportador DAT en el cerebro.

En humanos se ha descrito que la euforia que produce la cocaína ocurre cuando la interacción entre la droga y el transportador DAT es superior al 47 %. Por tanto, para que una vacuna sea eficaz en humanos debería evitar el acceso de la cocaína al transportador DAT en valores inferiores a este 47 %. Por eso, estos resultados en primates sugieren que la vacuna dAd5GNE podría ser efectiva para evitar la adicción a la cocaína en humanos.

Aunque son necesarios más estudios sobre la toxicidad y seguridad de esta vacuna, estos resultados son muy prometedores. No obstante, la vacunación anti-cocaína no es una medida preventiva, es para personas que ya son adictas a la cocaína. Un adicto no consume cocaína para coger "el punto" sino porque la necesita para evitar el síndrome de abstinencia (ataques de ansiedad, nerviosismo, depresión, etc.), y buscará la manera de paliar sus síntomas con otra droga. Por ello, la estrategia vacunal deberá ir siempre acompañada de otras medidas de prevención y de apoyo al enfermo.

Con la colaboración de Oihana Iturbide (@oiturbide) y Mireya Vinacua, alumnas de Virología del grado de Biología de la Universidad de Navarra.

(1) Anti-cocaine vaccine based on coupling a cocaine analog to a disrupted adenovirus. 2011. Koob G, Hicks MJ, Wee S, Rosenberg JB, De BP, Kaminsky SM, Moreno A, Janda KD, Crystal RG. CNS Neurol Disord Drug Targets. 10 (8): 899-904. doi: 10.2174/187152711799219334

(2) Adenovirus capsid-based anti-cocaine vaccine prevents cocaine from binding to the nonhuman primate CNS dopamine transporter. 2013. Maoz A, Hicks MJ, Vallabhjosula S, Synan M, Kothari PJ, Dyke JP, Ballon DJ, Kaminsky SM, De BP, Rosenberg JB, Martinez D, Koob GF, Janda KD, Crystal RG. Neuropsychopharmacology. 38 (11): 2170-8. doi: 10.1038/npp.2013.114.