La Argentina es uno de los pocos países del mundo donde se harán pruebas en seres humanos con la promisoria vacuna de ARN mensajero (ARNm) de la compañía Moderna Inc. Pero ¿qué tienen de particular este tipo de vacunas? Muy simple: son más seguras, más eficaces, y económicamente más convenientes de producir.
Una vacuna antiviral es, en esencia, una sustancia inocua capaz de enseñarle a nuestro sistema inmunológico cómo es el virus y así prepararlo para una eventual infección. Si nuestra respuesta inmune es lo suficientemente rápida, tendremos buenas chances de vencer al virus y recuperarnos de la enfermedad, es por eso que las vacunas son tan importantes. Clásicamente, las vacunas se fabrican a partir de virus muertos, virus vivos atenuados, o fragmentos de los mismos con capacidad de inducir una respuesta inmunológica. Es decir, siempre se necesita producir grandes cantidades del virus para utilizarlas como materia prima para fabricar vacunas. Esta práctica es muy costosa debido principalmente a que se requieren cultivos de células humanas en laboratorios con los máximos niveles de bioseguridad para evitar liberar accidentalmente los virus. Además se requieren rigurosos controles de calidad para asegurar que la vacuna no lleva accidentalmente virus vivos, algo que no es trivial si se considera que una partícula viral mide unos pocos nanometros (milésimas de milímetro).
El RBD es la parte más inmunogénica de los coronavirus
Investigaciones recientes sobre coronavirus como el SARS-CoV y el MERS, muestran que la parte más inmunogénica de los mismos es el llamado dominio de unión al receptor (RBD, receptor binding domain), que se halla en la punta de la proteína S (spike), que estos virus utilizan para reconocer el receptor ACE2 presente en la mayoría de las células humanas durante el ciclo infectivo (Figura 1).
- Véase también: La llave para una vacuna contra la COVID-19.
El reconocimiento del receptor ACE2 mediante la proteína S del virus induce la endocitosis de la partícula viral, seguida de una fusión de membranas que permite liberar el material genético (genoma) del virus dentro de la célula humana. El genoma del virus está formado por ARN (un ácido nucleico que contiene información genética, muy parecido al ADN), que rápidamente obliga a la célula a fabricar más partículas del virus. Por un lado genera más copias del ARN genómico (que contiene toda la información genética del virus) mediante la replicación del ARN, y por otro lado induce la fabricación de todas las proteínas necesarias para construir nuevas partículas del virus, en una suerte de rompecabezas cuyas piezas miden unos pocos nanometros.
Para fabricar las proteínas virales hace falta transcribir y traducir la información genética del virus. Estos términos tienen significados muy específicos: la transcripción es la fabricación de ARN mensajeros (ARNm) a partir de un fragmento determinado de información genética contenida en el genoma, mientras que la traducción es la producción de varias proteínas en base a la información genética contenida en los respectivos ARNm. Algunas proteínas que forman parte de la envoltura del virus se introducen en vesículas lipídicas especiales (aparato de Golgi), que luego encapsularán el ARN genómico para generar copias del virus completo y se liberarán por exocitosis.
Nuestro sistema inmunológico es capaz de producir anticuerpos que reconocen el RBD de la proteína S del virus, para así eliminarlo; aunque, como es sabido, muchas veces en los pacientes de riesgo la respuesta inmune no es suficiente para eliminar el virus a tiempo y la enfermedad termina a veces con en el fallecimiento del paciente debido a una serie de complicaciones.
La vacuna de ARNm se puede producir sin utilizar virus verdaderos
Investigadores de la empresa Moderna, Inc., en colaboración con el Instituto Nacional de Alergias y Enfermedades Infecciosas (NIAID) de Estados Unidos, desarrollaron una vacuna muy promisoria, sin la necesidad de utilizar virus verdaderos para su fabricación. Como se indica en la Figura 1, uno de los ARNm codifica para la proteína spike, cuya región RBD es capaz de inducir la respuesta inmunológica (es decir, es muy inmunogénica). Pues bien, lo que hicieron los científicos es sintetizar un ARNm llamado mRNA-1273 que codifica para el RBD del virus unido a una colita de aminoácidos que le permite anclarse a las vesículas lipídicas del aparato del Golgi, tal como si estuviera unida a la proteína spike. El mismo puede ser administrado directamente mediante una inyección, para que nuestras células produzcan el RBD en su superficie y ayuden a generar la respuesta inmunológica sin utilizar virus verdaderos (Figura 2).
La vacuna de ARNm era algo impensado unos 10 o 15 años atrás
Todo biólogo molecular sabe que el ARN es una molécula muy delicada e inestable, que se degrada rápidamente si no se la conserva en condiciones muy específicas. Los avances tecnológicos en el área de Drug delivery (suministro de medicamentos) permitieron el descubrimiento de nuevos excipientes para transportar los medicamentos hacia la parte del organismo donde deben actuar, preservando sus propiedades farmacológicas intactas. En el caso del mRNA-1273, el ARNm se transporta en nanopartículas lipídicas, que son esencialmente pequeñas gotitas de grasa capaces de proteger el ARNm codificante del RBD y liberarlo cuando se halla dentro de la célula. Una vez allí es traducido a proteínas como cualquier otro ARNm, las cuales quedan ancladas a la vesícula de secreción en el Golgi. Las proteínas RBD así expresadas pueden desencadenar la respuesta inmune tal como ocurriría si estuvieran en la proteína spike del coronavirus original.
Las vacunas de ARNm son una tecnología relativamente nueva, de hecho ninguna vacuna de este tipo ha sido aprobada para su uso. Se estima que las pruebas en humanos comenzarán en Argentina a principios de agosto y está sujeto a la aprobación regulatoria de la Administración Nacional de Medicamentos, Alimentos y Tecnología Médica (ANMAT).
En caso de resultar efectiva contra la COVID-19, la vacuna mRNA-1273 será la primera de una larga lista de nuevas vacunas que nos permitirán enfrentar muchas enfermedades infecciosas en los años venideros.-
Más información:
- Pardi N. et al. (2018) mRNA vaccines — a new era in vaccinology, Nature Reviews.
- Listado de vacunas contra COVID-19 actualmente en desarrollo.
- An mRNA Vaccine against SARS-CoV-2 — Preliminary Report
- Liposomes and Lipid Nanoparticles as Delivery Vehicles for Personalized Medicine
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