Cronología de la COVID-19: Diagnóstico, vacunas y desarrollo de anticuerpos terapéuticos
Las iniciativas internacionales de investigación se centran en entender el virus SARS-CoV-2 para desarrollar posibles tratamientos para la COVID-19. Acompáñenos mientras exploramos una cronología científica de los principales descubrimientos de la COVID-19. La infográfica resalta el histórico desarrollo en diagnósticos, vacunas y anticuerpos terapéuticos. Compartiremos nuestras soluciones de flujo de trabajo para los problemas de diagnóstico, tratamiento y prevención, que ofrecen sistemas clave para ayudar a acelerar su investigación sobre la COVID-19 y el tiempo de comercialización.
1. Desarrollo diagnóstico: La comercialización de la primera prueba de la PCR de la COVID
A finales de , se identificó por primera vez en casos aislados el virus SARS-CoV-2, el agente causante de la COVID-19 y la peor pandemia en la historia actual2019. La secuencia genética del virus se obtuvo en los inicios 2020 y posteriormente se compartió con laboratorios de investigación de todo el mundo. Estaba en marcha la carrera para comprender los fundamentos moleculares del virus y para desarrollar tratamientos y vacunas eficaces.
- Enero2020: el SARS-CoV-2 se cultivaba en el laboratorio por primera vez para fines de investigación. Esta fue una pieza inicial crítica del rompecabezas para el desarrollo de pruebas diagnósticas y vacunas.\
- De febrero a marzo2020: surgieron numerosas pruebas genéticas basadas en PCR, ELISA y otras técnicas para superar los desafíos de determinar casos positivos de infección viral y combatir la propagación de la enfermedad.\
- Abril 2020 – Dieciocho pruebas desarrolladas en laboratorio (LDT) habían obtenido la autorización de uso de emergencia (EUA) de la FDA, un número que se duplicaría en un mes.\
- Septiembre2020: el número de pruebas de diagnóstico EUA alcanzó más de 250, incluyendo más de pruebas 200 moleculares, pruebas de 50 anticuerpos y múltiples pruebas basadas en antígenos. Tales pruebas cubrieron el ciclo de vida de la infección viral desde la detección temprana del virus en el caso de las pruebas moleculares y de antígenos, hasta la medición de las respuestas inmunes mediante la detección de los anticuerpos del huésped.
Proceso de desarrollo diagnóstico utilizando ELISA
El proceso de desarrollo diagnóstico puede implicar varios pasos para identificar los biomarcadores indicativos del virus. Estas incluyen**** firmas genéticas en el caso de la RT-PCR, o antígenos víricos en el caso de la detección basada en antígenos. La detección de los antígenos víricos y de los anticuerpos del huésped se puede lograr mediante el uso de un inmunoanálisis ligado a una enzima (ELISA) y otros enfoques cuantitativos. La descripción temprana es primordial para comprender los principales objetivos para los que se desarrollarán finalmente pruebas y ensayos.
El flujo de trabajo anterior para un procedimiento de ELISA tipo sandwich típico requiere mucho tiempo y trabajo; una automatización de laboratorio para un flujo de trabajo de ELISA de alto rendimiento puede ayudar a proporcionar un tiempo sin supervisión, aumentar el rendimiento, la eficacia y la eficiencia del procedimiento de análisis y la reproducibilidad.
Los lectores de microplacas de absorbancia SpectraMax ABS y ABS Plus proporcionan la flexibilidad, sensibilidad y comodidad para una gran variedad de ensayos, como ELISA, proliferación microbiana y cuantificación de proteínas.
Los Lectores de microplacas multimodales SpectraMax® iD3 e iD5 miden la absorbancia, la fluorescente y la luminiscencia. Además, el lector iD5 mide TRF y FP y se puede ampliar para incluir TR-FRET, HTRF®, BRET, ensayos reporteros de luciérnaga doble con inyectores y detección de transferencia de aire.
El lector de microplacas multimodal SpectraMax® i3x mide la absorbancia, la fluorescente y la luminiscencia con actualizaciones disponibles que incluyen transferencia de ventana, imágenes celulares y cinética rápida con inyectores, más modos de detección adicionales.
El lavador de microplacas AquaMax® es un sistema completamente autónomo que se puede configurar para microplacas de 96 y 384 pocillos.
2. desarrollo de vacunas El esfuerzo global para acelerar las vacunas contra la COVID
En otro frente, se estaba vendiendo una campaña enorme en el desarrollo de vacunas para evitar la infección y la transmisión del SARS-CoV-2. Basándose en años de trabajo preclínico y exploratorio previo, varias empresas aprovecharon la secuencia genética del virus en la creación de nuevas vacunas a base de ARNm. También se estaban analizando otras vías de desarrollo de la vacuna, incluidas las que se basan en sistemas de entrega de vectores víricos y la entrega más tradicional de partículas víricas muertas o atenuadas. Un enfoque multifilar era clave para esclarecer las estrategias de prevención más efectivas.
- Abril2020: tanto Moderna como Pfizer han completado la investigación presintomática y el desarrollo de los candidatos a la vacuna de ARNm. Johnson & Johnson y Astra Zeneca llevaron a cabo ensayos clínicos de sus candidatos a la aplicación de la vacuna en las siguientes semanas. Estos esfuerzos fueron pioneros en una ola de desarrollo de vacunas, con más de candidatos a 80 vacunas en desarrollo y al menos cinco que entraron en las pruebas clínicas de la fase I alrededor de ese momento.\
- Abril 2020 – El candidato a vacuna de Moderna alcanzó un hito al pasar a la segunda ronda de dosificación.\
- Mayo2020: Moderna recibió la autorización de la FDA para avanzar a los ensayos de fase II.\
- Junio 2020 – El número de vacunas en desarrollo había aumentado a más de 130, con 16 en ensayos clínicos.\
- Julio 2020 – Comenzó el ensayo clínico de fase III de Moderna.\
- Diciembre2020: la FDA otorgó a la vacuna de Moderna la autorización de uso de emergencia, seguida rápidamente de las aprobaciones de la EUA para las vacunas de Pfizer BioNTech y Johnson & Johnson.\
- Mayo2021: la comunidad global alcanzó el hito principal de 1000 millones de vacunaciones contra la COVID-19. Este asombroso logro llegó apenas unos 4 meses después del lanzamiento de la vacuna y poco más de un año después de que comenzaran los ensayos de la misma en los seres humanos.
Soluciones para el descubrimiento de antígenos e inmunógenos para el desarrollo de vacunas
El desarrollo de la vacuna depende de la comprensión inicial del ADN vírico, los antígenos y la respuesta inmunógena por parte del sistema inmune huésped. En la investigación de la vacuna , los ensayos de inmunógeno se utilizan en pruebas de detección víricas, seguidas de una amplia tipificación de genes y proteínas inmunógenos positivos. Estos se pueden diseñar y optimizar para facilitar los esfuerzos de desarrollo de la vacuna en las fases posteriores. Los pasos clave del proceso incluyen el uso de herramientas para la selección e identificación de clones celulares positivos.
https://share.vidyard.com/watch/VMz74R2JyixorrzhW1Pank
En este vídeo, Justin Dranschack, director de plataformas para biofarmacéutica, analiza nuestra solución de flujos de trabajo para el desarrollo de vacunas utilizando proteínas recombinantes como inmunógeno, y hace referencia a los sistemas que pueden ayudarlo en sus investigaciones.
Los selectores400 de colonias microbianas de la serie QPix® le permiten automatizar por completo los flujos de trabajo de biología sintética para el ensamblaje de ADN, el descubrimiento de anticuerpos y la ingeniería de proteínas. Con una serie de herramientas de ensayo y seguimiento de datos, el software QPix optimiza el control y manejo de procesos complejos y reiterativos.
El lector de microplacas multimodal SpectraMax® i3x mide la absorbancia, la fluorescente y la luminiscencia con actualizaciones disponiblesque incluyen la transferencia de ventana, la generación de imágenes celulares y la cinética rápida con inyectores, más modos de detección adicionales.
Nuestros sistemas de generación de imágenes de alto contenido ImageXpress ofrecen una solución de extremo a extremo para la selección y el análisis de alto contenido. Todos nuestros sistemas admiten una amplia variedad de aplicaciones, mayor rendimiento y flujos de trabajo optimizados.
3. Descubrimiento de anticuerpos: La carrera para desarrollar y escalar los anticuerpos terapéuticos
Aunque los esfuerzos de desarrollo de la vacuna se dirigen a la prevención de la infección y la transmisión de virus, la aparición de agentes terapéuticos para tratar las enfermedades es igualmente importante. El desarrollo de anticuerpos monoclonales terapéuticos ha desempeñado un papel fundamental en el refuerzo del sistema inmunitario y la asistencia a los pacientes afectados por la COVID-19. El proceso depende de la identificación y tipificación de los anticuerpos, la ingeniería proteica y la selección y crecimiento de líneas celulares de hibridoma positivas.
- Abril2020: había más de 150 fármacos en fase de desarrollo para tratar la COVID-19, muchos de los cuales se había aprobado previamente para otras infecciones víricas y se indicaron como seguros para el uso en humanos. En este momento, según la Organización Mundial de la Salud, había más de estudios clínicos en 1000 curso de tratamientos para la COVID-19, muchos de los cuales implicaban anticuerpos terapéuticos.\
- Mayo2020: se persiguieron ensayos clínicos de fase II y III para el nuevo anticuerpo policlonal totalmente humano terapéutico SAB-185, desarrollado por SAB Biotherapeutics.\
- Julio2020: Regeneron entró en ensayos clínicos de fase III para un coctel de anticuerpos totalmente humanizado REGN-COV2, que contiene dos anticuerpos que se unen de forma no competitiva al dominio de unión al receptor de la proteína del pico (S) del virus. Esta disposición disminuye la capacidad de los virus mutantes para evitar el tratamiento y protege contra las variantes de la espícula que han evolucionado en la población humana.\
- Septiembre 2020 – Se demostró que los datos del ensayo de fase III para el cóctel de anticuerpos REGN-COV2 reducen las cargas virales y mejoran los sistemas de los pacientes no hospitalizados con COVID-19.\
- Diciembre2020: la FDA emitió su primera autorización de uso de emergencia para un tratamiento con anticuerpos contra la COVID-19. Bamlanivimab (de Eli Lilly) utiliza anticuerpos artificiales basados en los aislados de personas que se han recuperado de la enfermedad o pacientes convalecientes.\
- Mayo2021: con la aprobación de la EUA de la FDA para el nuevo anticuerpo Sotrovimab, las empresas comenzaron a diseñar anticuerpos de nueva generación basados en los tomados de individuos únicos cuyos sistemas inmunitarios pueden neutralizar el SARS-CoV-2, incluyendo cualquier nueva variante que pueda surgir.
Generación de hibridomas y cribado de bibliotecas grandes de anticuerpos
La tecnología de hibridoma es un método para producir en masa anticuerpos en una línea celular híbrida generada a partir de la fusión de las células B productoras de anticuerpos con una línea celular de mieloma inmortalizada, llamada célula de hibridoma. Dado que cada célula B produce un anticuerpo único, la clonación de hibridomas en una sola célula se puede utilizar para generar una biblioteca diversas de anticuerpos monoclonales únicos a gran escala, que se utiliza con frecuencia en la prevención, diagnóstico y tratamiento de la enfermedad.
El siguiente vídeo presenta nuestra solución para un flujo de trabajo de hibridoma y hace referencia a los sistemas para ayudar en su investigación.
https://share.vidyard.com/watch/XT7k1HMuRMAyrUUh5S75A774R2JyixorrzhW1Pank
Justin Dranschack, gerente de soluciones de BioFarma en Dispositivos Moleculares, analiza el flujo de trabajo de los mAbs de hibridomas y resalta los sistemas automáticos que aceleran el tiempo de comercialización.
El generador de imágenes CloneSelect® puede ayudarle a satisfacer las necesidades normativas de verificación de células individuales con su análisis automático de las células en el canal de luz blanca y la posibilidad de utilizar la función de fluorescencia para añadir otra capa de confianza a la verificación de la monoclonalidad. El sistema también permite realizar estudios simultáneos de confluencia y monoclonalidad.
ClonePix® 2 Mammalian Colony Picker es un sistema totalmente automático para la selección de clones de alto valor utilizados en el descubrimiento de anticuerpos y el desarrollo de líneas celulares. Disponible con función opcional de garantía de monoclonalidad para condensar los flujos de trabajo de desarrollo de líneas celulares en un solo instrumento.
Los Lectores de microplacas multimodales SpectraMax® iD3 e iD5 miden la absorbancia, la fluorescente y la luminiscencia. Además, el lector iD5 mide la TRF y la PF y se puede ampliar para incluir TR-FRET, HTRF, BRET, ensayos con gen indicador de luciferasa doble con inyectores y detección de inmunotransferencia.
Nuestros sistemas de generación de imágenes de alto contenido ImageXpress ofrecen una solución de extremo a extremo para la selección y el análisis de alto contenido. Todos nuestros sistemas admiten una amplia variedad de aplicaciones, mayor rendimiento y flujos de trabajo optimizados.
4. Cómo acelerar su investigación sobre la COVID-19
Los flujos de trabajo de desarrollo de la vacuna varían en función de la plataforma elegida (p. ej., virus inactivado frente a vacuna de ADN), cada uno con sus propias ventajas. Para aumentar la probabilidad de éxito contra el agente contagioso, CEPI, la Coalición para la Preparación ante la Epidemia e Innovaciones, y muchas otras entidades, fomentan enfoques diversos durante una pandemia.
Hemos creado una amplia variedad de flujos de trabajo relacionados con los virus, desde el descubrimiento de antígenos/inmunógenos y anticuerpos hasta el desarrollo estable de líneas celulares . Arriba se incluye un flujo de trabajo general para el desarrollo de vacunas que utilizan proteínas recombinantes como inmunógeno, haciendo referencia a la instrumentación automática para acelerar su investigación.