Los que saben

Vacunas de ARN mensajero: las primeras en su tipo contra el COVID-19

En la lucha contra el coronavirus, laboratorios desarrollan vacunas de primera generación.

¡Son momentos históricos para la humanidad y la ciencia!

24 Nov, 2020

Ante la pandemia de coronavirus, laboratorios trabajan en vacunas de ARN mensajero.

Hoy les platicaré un poco de vacunas, principalmente del tipo de vacuna que acaban de anunciar su efectividad en la fase 3 contra COVID-19, es decir vacunas de ARN mensajero (ARNm). Pero comencemos por un poco de historia y generalidades de las vacunas.

Las vacunas son preparaciones que tienen como fin producir inmunidad contra una enfermedad concreta, estimulando al sistema inmune para la producción de anticuerpos.

De esta manera, se activan las defensas del organismo ante enfermedades que pueden ser graves e incluso mortales.

Las vacunas previenen la infección enseñando al organismo a detectar y destruir el patógeno viral, bacteriano o parásito frente al cual fueron diseñadas para actuar.

Pero ¿porqué son importantes las vacunas?

Después del nacimiento, todos obtenemos de nuestra madre algo de «protección» contra los microbios a través de la placenta, pero sólo por un tiempo muy corto. Entonces, para poder adquirir «protección», se necesita la vacunación.

Las vacunas ayudan a proteger contra muchas enfermedades que solían ser mucho más comunes. Los ejemplos incluyen tétanos, difteria, paperas, sarampión, tosferina (tos convulsiva), meningitis y poliomielitis.

Muchas de estas infecciones pueden causar enfermedades serias o potencialmente mortales y pueden llevar a discapacidades de por vida. Gracias a las vacunas, muchas de estas enfermedades ahora son poco frecuentes.

¿Y cómo funcionan las vacunas?

Para estimular la respuesta inmune se administra un microorganismo muerto, atenuado o un derivado que reproduce la enfermedad (nombrándose vacuna), sin llegar a reproducir la infección. Esto provoca que el organismo adquiera memoria inmune frente a ese microorganismo en especial. 

Dependiendo del origen del antígeno administrado (sustancia capaz de producir una respuesta inmune), existen diferentes tipos de vacunas diseñadas para enseñar al sistema inmune como debe atacar a los virus, bacterias u otros microorganismos y a las enfermedades que provocan. 

Los diferentes tipos de vacunas son:

  • Vacunas de virus atenuados: Sarampión, Paperas, Rotavirus, Viruela, Varicela, Fiebre amarilla.
  • Vacunas inactivadas: Hepatitis A, Gripe, Poliomielitis, Rabia.
  • Vacunas con toxoides: Tétanos
  • Vacunas de subunidades, vectores virales, recombinantes, polisacáridas y combinadas (ADN, ARN): Hepatitis B, Virus del papiloma humano, VIH, etc. 

De la que hoy quiero platicarles es de  la vacuna que desarrollaron Pfizer/BioNTech y Moderna, que son del mismo tipo: Vacunas de ARN mensajero.

Vacunas de ARN mensajero.

Este tipo de vacunas son recientes y en lugar de introducir en el organismo un patógeno atenuado o una parte de este, se introducen las instrucciones para que sea nuestro propio organismo el que produzca el antígeno (en este caso una proteína) que desencadene la reacción del sistema inmune.

Ahora, para no perdernos, recordemos que es un antígeno: es toda sustancia o molécula capaz de producir una respuesta inmune. En este caso, del virus SARS-CoV-2 sería la proteina S (spike o espícula) la que va a producir esa respuesta inmunitaria.

Regresando a la vacuna, comencemos con un poco de biología para explicar que es ADN, que es ARN y la función cumple cada uno.

En cada célula de cada organismo vivo hay una molécula de ADN que contiene la información genética de ese ser vivo y se encuentra en el núcleo. El ADN está compuesto por una serie de cuatro bloques, y esa secuencia da instrucciones para fabricar proteínas.

Para que este proceso se lleve a cabo hace falta un intermediario, el ARN, que lleva la información genética del ADN a la maquinaria celular responsable de sintetizar las proteínas. 

Una analogía para entender el proceso.

Vamos a utilizar una analogía leída en un artículo muy interesante: Imagínense al ADN como a un libro de recetas. En él están almacenadas todas las recetas, pero no se utilizan.

Llega un chef (que es el ARN mensajero) y hace una copia de una receta (la receta sería la proteína). Entonces la lleva a la cocina, que es la maquinaria que está en la célula, y el chef va añadiendo los ingredientes en orden y cantidades que marcan la receta. Al final, éste tiene su platillo preparado (proteína, que sería el antígeno en este caso). 

Las vacunas de ARNm se aprovechan de este sistema y en vez de introducir el antígeno, introducen una secuencia de ARNm con las instrucciones para producirlo (en este caso la proteína: antígeno).

Una vez que la proteína es producida por nuestras propias células, ellas mismas van a presentarlas a las células del sistema inmune.

El sistema inmune hace su trabajo y desarrolla los anticuerpos específicos para combatir ese antígeno y a partir de ahí lo recordará por si aparece -si nos llegamos a enfermar- para poder neutralizarlo. 

Con esta técnica se inyectan en el organismo hebras de instrucciones genéticas: en este caso ARNm, es decir, una molécula que le va a dar instrucciones a nuestras células qué hacer.

Hay que entender que nuestras células son una minifábrica de proteínas y todas las instrucciones están contenidas en su núcleo.

Pfizer/BioNTech versus Moderna. ¿Cuáles son sus diferencias?

Ambas vacunas (Pfizer/BioNTech y Moderna) comparten la misma técnica y representarán a la primera generación de las vacuna basadas en el ARN mensajero: la técnica que consiste en inocular el código genético que porta el virus. El ARMn viene protegido simplemente por una capa lipídica. 

Entonces, se preguntarán, ¿cuáles son las ventajas de estas vacunas? Este tipo de vacunas se consideran prometedoras por lo siguiente:

Son seguras porque no se hacen con patógenos inactivados ni con partes de esos patógenos, así que no contienen componentes infecciosos. 

Serían eficaces, estudios clínicos indican que estas vacunas generan una buena respuesta inmune y son bien toleradas por individuos sanos, con pocos efectos secundarios.

Son fáciles y baratas de producir porque se pueden generar rápidamente en un laboratorio, producirlas a gran escala y son modificables para adaptarse a las necesidades cambiantes de brotes de enfermedades infecciosas.

Existe escepticismo porque se pensaría que el ARN administrado podría modificar nuestro propio ADN, causando daños aún desconocidos.

Sin embargo, eso no es posible: las vacunas de ARNm no podrían interferir en la secuencia de ADN de nuestras células.

Porque a diferencia del ADN que se encuentra en el núcleo de la célula, el ARN se encarga de llevar las instrucciones a la maquinaria celular que se encuentra fuera del núcleo. El RNA no entra en el núcleo durante el proceso y por eso no hay riesgo que se integre al genoma.

¿Por qué cada vacuna de ARN mensajero necesita distintas temperaturas?

Una «desventaja» es que hasta la fecha, no se ha aprobado ninguna vacuna de ADN o ARN para humanos.

Pero para eso son las pruebas que se están llevando a cabo por las diferentes farmacéuticas: estudios en fase 3 que nos van a decir sí este tipo de vacuna es segura y confiable.

Si han leído las últimas noticias, la vacuna de Pfizer/BioNTech necesita almacenarse a temperaturas muy bajas -80ºC, y la de Moderna a temperaturas más accesibles, ya que se mantiene estable entre los 2ºC y los 8ºC durante 30 días.

Además en un almacenamiento a -20ºC es estable hasta 6 meses, que es la temperatura de un congelador estándar. Agregando que es capaz de no perder sus propiedades durante 12 horas a temperatura ambiente.

Este aspecto, a priori, parece una ventaja de la vacuna de Moderna frente a la Pfizer/BioNTech.

Pero, se preguntarán, si ambas se basan en la misma técnica, ¿por qué una necesita temperaturas más bajas que otra?

La razón se encuentra en la concentración de ARN de ambas: La de Moderna tiene más de tres veces ARN (que la de Pfizer/BioNTech), por eso, aunque se degrade una parte, finalmente sigue siendo efectiva.

Entendiendo las vacunas de ARN mensajero de Pfizer.
Entendiendo las vacunas de ARN mensajero de Moderna.

Estamos viviendo momentos únicos en la historia.

Hasta noviembre de 2020, nunca se había aprobado ninguna vacuna de ARNm o plataforma tecnológica para su uso en humanos.

Así que estamos viviendo momentos unicos en la historia: sería la primera vez que una vacuna de este tipo será usada en humanos.

Los gobiernos ya están negociando con Pfizer/BioNTech y Moderna. La semana pasada la Unión Europea anunció que para diciembre daría luz verde para comenzar a comercializar estas vacunas. Esperemos que el gobierno mexicano haga su parte.

Muchas gracias por su lectura y sigan cuidándose. Usen mascarillas, eviten aglomeraciones, y como dijera Don Bernardo, «lávense las manos y pónganse el tapabocas».

Cuídate, cuídense, cuidémonos, que esto todavía no termina.

Bibliografía:

Abbas, AK., et al. Cellular and molecular immunology. Elsevier. 9th edition. 2018.

BioNTech

ScienceDirect

Harvard University

Nature.com

PHG Foundation

National Center for Biotechnology Information, NCBI

PNAS.org

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