Un model matemàtic de la UPF podria ajudar a millorar el disseny de vacunes

Un grup d’in­ves­ti­gadors de la UPF i de l’In­sti­tut Marchuk de Matemàtiques Numèriques de Moscou, Rússia, di­rigit per An­dreas Mey­er­hans i Gen­nady Bocharov, han pub­li­cat un es­tudi que con­clou que de­ter­mi­nats dis­senys de va­c­unes poden mul­ti­plicar i no només sumar l’acció con­junta dels an­ti­cos­sos i les cèl·lules T da­vant dels virus. Els in­ves­ti­gadors han util­itzat un model matemàtic per a com­pren­dre mil­lor la re­sposta im­mune con­tra els virus. Això po­dria con­tribuir a mil­lo­rar el dis­seny de va­c­unes i sim­pli­ficar els de­safi­a­ments tècnics del procés.

Els virus són paràsits in­tra­cel·lu­lars que ne­ces­siten cèl·lules hoste per a mul­ti­plicar-se. Per tant, per a que un virus in­fecti a un ésser humà, ha de tenir accés a al­gunes de les cèl·lules del cos que per­me­tran la seva mul­ti­pli­cació. Els virus de la progènie s’acoblaran dins les cèl·lules in­fec­tades i, un cop al­lib­er­ats, in­fec­taran al­tres cèl·lules diana de l’en­torn. Si no hi ha una re­sposta im­mune que con­traresti el virus, aquest con­tin­uarà pro­pa­gant-se i cau­sant dany.

Les va­c­unes són la mil­lor man­era de pro­por­cionar a un hoste im­mu­ni­tat específica con­tra el virus, de man­era que podrà man­tenir un virus in­fecciós per sota dels niv­ells patogènics. Per a acon­seguir-ho, les va­c­unes poden in­duir an­ti­cos­sos que aju­den a neu­tral­itzar els virus lli­ures. D’altra banda, també in­dueixen cèl·lules T citotòxiques específiques, que mataran a les cèl·lules in­fec­tades i, per tant, re­duiran el nom­bre de cèl·lules pro­duc­tores de virus.

Si bé aque­stes dues parts de la re­sposta im­mune es con­sid­eren im­por­tants per a l’eficàcia de la va­c­una, no se sap del tot com coop­eren i si les seves ac­cions són ad­di­tives. L’equip d’in­ves­ti­gadors ha abor­dat aque­stes qües­tions ex­am­i­nant la con­tribució dels an­ti­cos­sos i les cèl·lules T citotòxiques util­itzant un model que té en compte la dinàmica de la in­fecció per virus. Mostren que aque­sts dos fac­tors de con­trol pri­maris de la in­fecció vírica estan co­op­er­ant de forma mul­ti­plica­tiva en lloc d’ad­di­tiva. En­cara que aque­sta relació pot sem­blar força ab­stracta, té con­seqüències molt pràctiques per al de­sen­volu­pa­ment de va­c­unes.

Per ex­em­ple, si una va­c­una vírica per a ser eficaç ne­ces­sita aug­men­tar la re­sposta im­mu­nitària bàsica en un fac­tor de 10.000, es poden seguir dues es­tratègies difer­ents. O s’aug­menten els an­ti­cos­sos o les cèl·lules T citotòxiques en un fac­tor de 10.000 o s’aug­menta cadas­cuna d’aque­stes re­spostes només en un fac­tor de 100. Això últim po­dria ser més fàcil d’obtenir en ter­mes pràctics i, per tant, pro­por­cionar als de­sen­volu­padors de va­c­unes difer­ents op­cions en el seu dis­seny.

Tot i que aque­stes con­sid­era­cions es basen només en bases teòriques i ne­ces­siten val­i­dació ex­per­i­men­tal, estan apareix­ent les primeres dades en aque­sta di­recció. “Es­perem que el nos­tre tre­ball con­cep­tual ajudi pos­i­ti­va­ment al dis­seny de va­c­unes”, diu Bocharov. I Mey­er­hans, l’últim autor de l’es­tudi, afegeix que “aque­stes con­sid­era­cions poden aju­dar a sim­pli­ficar els de­safi­a­ments tècnics de les noves va­c­unes i, per tant, tenir algun ús pràctic per a la cura de la salut”.