Biología (plan 1997) 2022-2

Optativas, Temas Selectos de Biología I

INICIO DE CURSO: MARTES 15/02/2022 9:00 AM

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Curso: Biología molecular en el diseño de nuevas vacunas

Hace más de dos años que la pandemia por COVID-19 inició, a lo largo de estos años hemos visto que el diseño y desarrollo de nuevas vacunas requiere una constante investigación; y, en caso excepcionales, es posible generar una nueva vacuna en menos de un año. ¿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? ¿Son la vacunas para COVID19 convencionales o utilizan nuevos biomateriales? ¿Por qué no se aplican vacunas contra Hepatitis C o VIH? 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 y Meet, únicamente deberás tener tu correo electrónico de la facultad, acceso a internet y un dispositivo electrónico (celular, tableta o computadora). A lo largo del curso revisarémos libros y artículos científicos básicos y recientes para conocer el diseño, desarrollo y evaluación preclínicos y clínicos empleados para la generación de las vacunas.

El curso lo impartimos por quinta ocasión consecutiva. En semestres pasados los alumnos desarrollaron varios 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 licenciatura, a quienes queremos brindarles las herramientas para destacar en sus empleos y/o para que ingresen a un posgrado de alta calidad.

Metodología para la enseñanza-aprendizaje

• Exposición/presentación a distancia (80% de las horas asignadas al curso) impartida por los profesores y por los alumnos dentro del horario asignado a la clase, se utilizarán plataformas como Google Meet, Classroom y Youtube.
• Discusión de artículos científicos con la finalidad de conocer varias metodologías que permiten el desarrollo de nuevas vacunas.
• Evaluaciones en línea (utilizando Google Forms) al final de cada tema. Las evaluaciones tendrán preguntas de opción múltiple y se realizarán dentro del horario asignado a las clases.
• Notas elaboradas por los alumnos (actividad asincrónica o fuera del horario asignado para la clase). Estas notas se enfocarán en los objetivos de aprendizaje otorgados por lo profesores para cada tema. Para desarrollar estas notas los profesores otorgarán y sugerirán bibliografía, pero los alumnos pueden utilizar más referencias.

Evaluación del curso

1. Exposiciones y tareas: 15%
2. Evaluaciones: 60%
3. Discusión de artículos: 10%
4. Exposición de artículos para un biomaterial (trabajo final): 15%

Nota: Si la calificación final termina en 0.5 se podrá redondear hacia el número entero inmediato superior si durante el semestre el alumno asistió al 90% o más de las clases y estuvo participando. Mientras que, si la calificación final termina en 0.4 o menos la calificación se redondeará hacia el número entero inmediato anterior. Únicamente se podrá redondear automáticamente hacia el número entero inmediato superior si la calificación final termina en 0.6 o más.

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

2.1.5 Respuesta inmune en la alergia

Unidad II. Vacunas y su proceso de producción

1. Vacunas clásicas (12 horas)

1.1 Vacunas con patógenos atenuados

1.2 Vacunas con patógenos inactivados o muertos

1.3 Vacunas subunitarias

1.4 Vacunas toxoides

1.5 Vacunas recombinantes

1.6 Cartilla de vacunación en México y vacunas para los viajeros

1.7 Vacunas contra SARS-CoV2 de uso clínico

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 Guidelines on clinical evaluation of vaccines OMS (Fases de los ensayos clínicos)

4.5 Normas Mexicanas relacionadas con las vacunas y la vacunación

4.5.1 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.

4.5.2 Norma Oficial Mexicana NOM-164-SSA1-2013, buenas prácticas de fabricación para fármacos.

4.5.3 Norma Oficial Mexicana NOM-073-SSA1-2015, Estabilidad de fármacos y medicamentos, así como de remedios herbolarios.

4.5.4 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 inversa (3 horas)

1.1. Herramientas bioinfomáticas para el diseño de vacunas (6 horas)

1.2 Práctica bioinformática (6 horas)

2. Adyuvantes (6 horas)

2.1 Adyuvantes basados en sal de aluminio

2.2 Sales de aluminio como agonista de TLR

2.3 Adyuvantes basadas en emulsiones

2.3.1 MF59

2.3.2 AS03

2.4 Inmunoestimulantes

2.4.1 AS01

3. Biomateriales para vacunas de nueva generación (12 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 y ARN

3.8 Vacunas con vectores virales

3.9 Parches de microagujas

Unidad IV. Desarrollo de vacunas con nuevas tecnologías (Discusión de artículos científicos)

1. Vacunas para uso humano (9 horas)

1.1 Vacunas para enfermedades virales

1.2 Vacunas para enfermedades bacterianas

1.3 Vacunas para enfermedades causadas por hongos

1.4 Vacunas para enfermedades parasitarias

1.5 Vacunas contra alergias

1.6 Vacunas contra priones

1.6 Vacunas contra tumores

2. Vacunas para uso veterinario (6 horas)

2.1 Vacunas en animales de compañía

2.2 Vacunas en aves

2.3 Vacunas en cerdos

2.4 Vacunas en rumiantes

2.5 Vacunas contra garrapatas.

3. Mitos y leyendas sobre la vacunación (4 horas)

3.1 Controversias de la vacunación

3.2 Aspectos sociales y culturales que influyen en los padres para aceptar o no la aplicación de vacunas en sus hijos

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