Profesor | Adolfo Cruz Resendiz | ma ju | 8 a 11 |
Profesor | Margarita Jacaranda Rosendo Pineda |
Biología molecular en el diseño de nuevas vacunas
La pandemia actual por COVID-19 nos ha mostrado que el diseño y desarrollo de nuevas vacunas requiere una constante investigación. ¿Es posible realizar una plataforma universal para vacunas? ¿Por qué los brotes de Influenza en 2009 y de MERS/Ébola en 2013-2015 no causaron los estragos de COVID19 en 2020? ¿Cómo diseñar una vacuna? Estas y otras preguntas son las que podrás responder al finalizar este curso.
La pandemia por COVID-19 también nos mostró que varias de las herramientas que ya usábamos (Classroom, Meet, Forms, etc.) pasaron a ser más relevantes de lo que imaginábamos. A lo largo de este curso utilizaremos varias herramientas de G Suite, Moodle, únicamente deberás tener tu correo electrónico de la facultad, acceso a internet y un dispositivo electrónico (celular, tableta o computadora).
El curso lo impartimos por segunda ocasión. El semestre pasado los alumnos desarrollaron 9 proyectos de investigación donde teorizaron posibles vacunas basadas en biomateriales para prevenir enfermedades bacterianas, virales, micóticas, parasitarias, contra priones, alergias y varios tipos de cáncer. Sus proyectos estuvieron encaminados a desarrollar su capacidad analítica para resolver problemas y al mismo tiempo estimular su creatividad, esto ayudo a que plantearan proyectos a nivel de posgrado.
El objetivo principal de este curso es enseñar conceptos y técnicas de biología molecular y de herramientas bioinformáticas para el diseño y la producción de vacunas. Al finalizar el curso buscamos que nuestros alumnos tengan los conocimientos suficientes para proponer nuevas vacunas, o bien, mejorar las vacunas ya existentes. Además, nuestros alumnos conocerán el impacto clínico y tecnológico en la optimización y perfeccionamiento del desarrollo de vacunas de nueva generación para la prevención de enfermedades emergentes, como COVID-19, que requieren una rápida respuesta epidemiológica.
El curso está dirigido a estudiantes de la licenciatura, a quienes queremos darles las herramientas para destacar en sus empleos y/o para que realicen un posgrado.
Metodología para la enseñanza-aprendizaje
Evaluación del curso
Temario:
Unidad I. Introducción a la vacunología: Historia y conceptos básicos
1. Historia de las vacunas (3 horas)
1.1 Variolación y vacunación
1.2 Inicio de la vacunación moderna
1.3 Impacto del surgimiento de la vacunación
2. ¿Cómo funcionan las vacunas? (12 horas)
2.1 Respuesta inmune
2.1.1 Reconocimiento de antígenos
2.1.2 Respuesta de anticuerpos
2.1.3 Respuesta de células T
2.1.4 Generación de memoria inmunológica
Unidad II. Vacunas y su proceso de producción
1. Bioprocesos de vacunas (9 horas)
1.1 Virus activados o inactivados
1.2 Bacterias vivas o muertas
1.3 Vacunas subunitarias
1.4 Vacunas recombinantes
2. Procesamiento de las vacunas (8 horas)
2.1 Purificación de antígenos
2.2 Estabilización y formulación
2.3 Proceso de liofilización
2.4 Estrategias para producción de grandes volúmenes de los biológicos a bajo costo
2.5 Evaluación de termoestabilidad de las vacunas.
3. Importancia de los adyuvantes en las vacunas (4 horas)
3.1 Conceptos básicos sobre los adyuvantes
3.2 Tipos de adyuvantes
3.3 Ventajas y desventajas de los adyuvantes
4. Organismos y normas nacionales e internacionales para la producción y uso de vacunas (6 horas)
4.1 Comisión Federal para la Protección contra Riesgos Sanitarios (COFEPRIS)
4.2 Food and Drug Administration (FDA)
4.3 World Health Organization (WHO). Guidelines on clinical evaluation of vaccines: regulatory expectations
4.4 Normas Mexicanas relacionadas con las vacunas y la vacunación
4.4.1 Proyecto de norma oficial mexicana PROY-NOM-036-SSA2-2018, prevención y control de enfermedades. aplicación de vacunas, toxoides, faboterápicos (sueros) e inmunoglobulinas en el humano.
4.4.2 Norma Oficial Mexicana NOM-164-SSA1-2013, buenas prácticas de fabricación para fármacos.
4.4.3 Norma Oficial Mexicana NOM-073-SSA1-2015, Estabilidad de fármacos y medicamentos, así como de remedios herbolarios.
4.4.4 Norma Oficial Mexicana NOM-062-ZOO-1999, Especificaciones técnicas para la producción, cuidado y uso de los animales de laboratorio.
Unidad III. Estrategias biotecnológicas para el diseño de vacunas modernas (una aproximación práctica)
1. Vacunología reversa (3 horas)
2. Herramientas bioinfomáticas para el diseño de vacunas
3. Biomateriales para vacunas de nueva generación (7 horas)
3.1 Partículas tipo virales (VLP)
3.2 Proteínas y péptidos auto ensamblables (SAPs y SAPN)
3.3 Partículas inorgánicas
3.3.1 Nanopartículas de carbono
3.3.2 Nanopartículas de oro
3.3.3 Nanopartículas de sílice
3.3.4 Nanopartículas de calcio
3.4 Liposomas
3.5 Polímeros
3.5.1 PLGA
3.5.2 PLA
3.5.3 Chitosán
3.6 Complejos inmunoestimulantes
3.7 Vacunas de ADN
4. Adyuvantes (6 horas)
4.1 Adyuvantes basados en sal de aluminio
4.2 Sales de aluminio como agonista de TLR
4.3 Adyuvantes basadas en emulsiones
4.3.1 MF59
4.3.2 AS03
4.4 Inmunoestimulantes
4.4.1 AS01
Unidad IV. Desarrollo de vacunas con nuevas tecnologías
1. Mitos y leyendas sobre la vacunación (4 horas)
1.1 Controversias de la vacunación
1.2 Aspectos sociales y culturales que influyen en los padres para aceptar o no la aplicación de vacunas en sus hijos
2. Vacunas para uso humano (9 horas)
2.1 Vacunas para enfermedades virales
2.2 Vacunas para enfermedades bacterianas
2.3 Vacunas para enfermedades causadas por hongos
2.4 Vacunas para enfermedades parasitarias
2.5 Vacunas contra alergias
2.6 Vacunas contra priones
2.6 Vacunas contra tumores
3. Vacunas para uso veterinario (9 horas)
3.1 Vacunas en animales de compañía
3.2 Vacunas en aves
3.3 Vacunas en cerdos
3.4 Vacunas en rumiantes
3.5 Vacunas contra garrapatas.
Bibliografía básica:
Chatterjee, A. (2013). Vaccinophobia and Vaccine Controversies of the 21st Century. (A. Chatterjee, Ed.). New York, NY: Springer New York. http://doi.org/10.1007/978-1-4614-7438-8
Lankenau, S. T. (2016). Vaccine Design, methods and protocols volume 2: vaccines for veterinary diseases. (S. Thomas, Ed.) Science And Technology (Vol. 1404). New York, NY: Springer New York. http://doi.org/10.1007/978-1-4939-3389-1
McKee, A. S., & Marrack, P. (2017). Old and new adjuvants. Current Opinion in Immunology, 47(2), 44–51. http://doi.org/10.1016/j.coi.2017.06.005
Nunnally, B. K., Turula, V. E., & Editors, R. D. S. (2015). Vaccine Analysis: Strategies, Principles, and Control. (B. K. Nunnally, V. E. Turula, & R. D. Sitrin, Eds.). Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg. http://doi.org/10.1007/978-3-662-45024-6
P. Wen, E., Ellis, R., & S. Pujar, N. (2014). Vaccine Development and Manufacturing. Animal Genetics (Vol. 39). Hoboken, NJ, USA: John Wiley & Sons, Inc. http://doi.org/10.1002/9781118870914
Robinson, J. M. (2016). Vaccine Production: Main Steps and Considerations. The Vaccine Book: Second Edition. http://doi.org/10.1016/B978-0-12-802174-3.00005-9
Rockwell, P. G. (2017). Vaccine Science and Immunization Guideline. http://doi.org/10.1007/978-3-319-60471-8
Sahdev, P., Ochyl, L. J., & Moon, J. J. (2014). Biomaterials for Nanoparticle Vaccine Delivery Systems. Pharmaceutical Research, 31(10), 2563–2582. http://doi.org/10.1007/s11095-014-1419-y