Vacunas contra la COVID-19: la tecnología de ARNm podría ayudar a combatir otros virus

La vacunación ha avanzado mucho desde que el médico Edward Jenner usó pus de una ampolla infectada para crear la primera vacuna contra la viruela en 1796. Aun así, las vacunas casi siempre han utilizado una parte de un patógeno en sí, hasta que la COVID-19 trajo una tecnología emergente al centro de la atención. Ahora, algunos expertos predicen que la tecnología conducirá a nuevas vacunas para atacar desde los virus de la influenza estacional al VIH.

La tecnología se basa en el ARN mensajero, una molécula que lleva el código genético; las dos vacunas contra la COVID-19 autorizadas para uso de emergencia en los EE. UU. dependen de él. Creadas por separado por Moderna y en colaboración entre Pfizer y BioNTech, ambas vacunas se desarrollaron en pocos días y ambas demostraron ser altamente protectoras en ensayos clínicos.

Algunos expertos ven las vacunas de ARNm como la clave para los programas de vacunación más rápidos o más efectivos, que abordan múltiples virus con una sola inyección o brindan protección contra enfermedades difíciles.

“Se ha demostrado que la tecnología es segura y efectiva, y todo el mundo en el planeta Tierra lo sabe, excepto los anti-vacunas”, dice Derrick Rossi, biólogo y empresario biotecnológico que cofundó Moderna y desde ese entonces dejó la empresa. "Pero bebí el Kool-Aid hace mucho tiempo".

En enero, Moderna se comprometió a desarrollar nuevos programas para desarrollar vacunas de ARNm contra el virus Nipah, el VIH y la influenza, lo que se suma a su cartera de vacunas que ya incluía más de 20 esfuerzos de ARNm. Pfizer también está trabajando con vacunas adicionales basadas en el ARNm, incluida una para la influenza estacional, dice Phil Dormitzer, director científico de la compañía y vicepresidente de vacunas virales. Docenas de otros fabricantes y laboratorios de todo el mundo están trabajando en esfuerzos similares.

Pero si bien es tentador considerar la tecnología como una especie de salvadora científica, algunos expertos advierten que solo se puede extrapolar mucho del éxito de las vacunas contra la COVID-19 y que el ARNm no responderá a todas las oraciones de las vacunas. Así es como los expertos creen que el ARNm podría cambiar el panorama de las vacunas en el futuro y los muchos obstáculos que enfrentarán a medida que se desarrollen.

El método detrás del ARNm

Las vacunas tradicionales utilizan virus debilitados o fragmentos de proteínas virales para enseñarle al sistema inmunológico a reconocer y combatir a un invasor. Los científicos apostaron que el ARNm podría enseñar la misma lección, si tan solo pudieran lograr que se mantuviera. Cuando se usa en una vacuna, el ARNm es una molécula móvil que envía instrucciones a nuestro cuerpo para producir los componentes de un virus que desencadenarán una respuesta inmune. Pero es un mensaje temporal: el cuerpo degrada rápidamente el ARNm después de leerlo, un problema para los científicos que querían usarlo en vacunas.

Drew Weissman, profesor de medicina en la Universidad de Pensilvania y Katalin Karikó, bioquímica detrás de la vacuna contra la COVID-19 de Pfizer y BioNTech, ayudaron a resolver ese rompecabezas en el año 2015. Su equipo descubrió que envolver el ARNm en una capa de nanopartículas lipídicas no solo transmitía el mensaje, sino que producía un adyuvante de vacuna, una sustancia que promueve la producción de anticuerpos. 

Con este sistema de administración, las vacunas de ARNm pueden enseñar a nuestros cuerpos a producir y a combatir una proteína viral sin encontrar nunca el patógeno. En más, se pueden usar los mismos ingredientes básicos cada vez, agregando solo un componente único, una secuencia de ARNm, para producir la proteína requerida.

En las vacunas Moderna y Pfizer-BioNTech COVID-19, ese ingrediente es la secuencia que codifica la proteína de pico del coronavirus, que es lo que permite que el virus ingrese a las células humanas. En teoría, podría intercambiar esa secuencia de proteína de pico por una que produce un antígeno del VIH y tendría una vacuna contra el VIH, dice Weissman. Encontrar la proteína adecuada es el desafío, pero el método es siempre el mismo. “Por eso lo llaman 'plug and play'”, dice.

El futuro de las vacunas (quizás)

Con el ARNm, los científicos pueden pasar de “descubrir la secuencia del virus a tener algo en un vial en cuestión de semanas”, dice Anna Durbin, profesora de salud internacional en la Escuela de Salud Pública Johns Hopkins Bloomberg en Maryland. Moderna, por ejemplo, creó su vacuna contra la COVID-19 a los dos días de recibir la secuencia. Y tras estos éxitos clínicos de la tecnología, los científicos están redoblando sus esfuerzos para crear vacunas basadas en ARNm para una serie de otras dolencias.

El laboratorio de Weissman está trabajando en unas 30 vacunas de ARNm, dice, incluida una vacuna universal contra la influenza que funcionaría contra todas las cepas de la gripe y una vacuna contra el pan-coronavirus que lucharía contra todos los coronavirus, desde el Síndrome Respiratorio Agudo Severo (SARS) original hasta Síndrome respiratorio de Oriente Medio (MERS).

Weissman dice que las vacunas de ARNm podrían incluso combatir múltiples patógenos en una sola inyección al dirigirse a lo que se llaman secuencias conservadas, porciones de genomas virales que no mutan en absoluto o tan rápidamente y que son consistentes en múltiples patógenos y sus variantes. Las secuencias conservadas no suelen provocar una respuesta inmunitaria, por lo que algunas vacunas anteriores no han sido eficaces contra ellas. Por ejemplo, las vacunas contra la influenza se dirigen a la hemaglutinina, una proteína formada por una cabeza y un tallo. Las vacunas contra la gripe anteriores provocaron respuestas inmunitarias contra la cabeza que mutaba rápidamente, pero no el tallo conservado.

Pero gracias al adyuvante que crea el ARNm cuando está envuelto en nanopartículas de lípidos, puede apuntar y crear una fuerte respuesta inmune contra el tallo, explica Weissman.

Si tiene éxito en los ensayos clínicos en humanos, la vacuna universal contra la influenza de Weissman podría significar recibir una vacuna cada década en lugar de cada año, dice. Y algunos científicos, incluido Weissman, creen que debido a que el ARNm puede provocar respuestas inmunes poderosas contra partes de virus que generalmente responden menos, estas vacunas también podrían ser la clave para acertijos que antes no tenían solución, como el VIH.

Pero las vacunas de ARNm no son una "solución mágica", advierte Dormitzer. Y enfrentarán muchos obstáculos, dicen algunos expertos, antes de que puedan convertirse en la corriente principal y ser aceptadas por las masas.

Obstáculos y dificultades

La vacuna contra la COVID-19 de Pfizer, por ejemplo, debe almacenarse a -70 ° C, una temperatura mucho más fría de la que pueden admitir algunos centros de salud. Eso se debe a las nanopartículas de lípidos que se utilizan para administrar el ARNm, dice Weissman. Las nanopartículas de lípidos son como la grasa: cuando una gota de grasa se mantiene fría, mantiene su forma. Pero cuando las gotas de grasa se dejan fuera o se calientan, se licúan y se combinan. Las nanopartículas de lípidos hacen lo mismo y, una vez que lo hacen, no funcionan.

Otros científicos están trabajando en diferentes sistemas de administración que evitarían las nanopartículas de lípidos. Los laboratorios de Pfizer y Weissman están trabajando en las vacunas de ARNm de liofilización, que según Weissman podrían permitir su almacenamiento en un refrigerador o incluso a temperatura ambiente. Pero es un proceso costoso y asegurarse de que funcione requiere mucho tiempo.

“Para saber que algo es estable en el refrigerador durante un año, hay que ponerlo en el refrigerador durante un año y esperar”, explica Dormitzer.

Los científicos tampoco saben todavía cuánto durará la respuesta inmunitaria después de recibir una vacuna de ARNm. Pero la vacuna Pfizer-BioNTech COVID-19 fue la primera de su tipo autorizada fuera de los entornos clínicos, por lo que los científicos simplemente no tienen suficientes datos de los ensayos clínicos.

Las vacunas contra la COVID-19 también han causado algunas reacciones incómodas. Por ejemplo, alrededor del 90 por ciento de las personas informan dolor en el brazo después de recibir la vacuna, en comparación con alrededor del 60 por ciento de las personas que tienen dolor en el brazo después de recibir la vacuna contra la gripe. Estas reacciones leves pueden ser tolerables en una pandemia, dice Durbin, pero pueden ser menos aceptables fuera de las crisis o para patógenos menos amenazantes. “Ya nos cuesta bastante vacunar a la gente contra la gripe”, dice.

Más preocupantes son las reacciones anafilácticas que experimentan algunas personas después de recibir la vacuna contra la COVID-19. Un poco más de dos de cada millón de personas que recibieron la vacuna Moderna experimentaron anafilaxia, una reacción alérgica grave y potencialmente mortal, mientras que Pfizer y BioNTech informaron alrededor de 11 casos de anafilaxia por cada millón de dosis de su vacuna. Estadísticamente hablando, el riesgo es bajo y se puede gestionar. Pero aún es más alto que para otras vacunas y las reacciones pueden ser causadas por nanopartículas de lípidos, las mismas cosas que permiten que el ARNm ingrese al cuerpo sin degradarse.

Nicole E. Basta, profesora asociada y epidemióloga de enfermedades infecciosas de la Universidad McGill en Montreal, dice que las personas a menudo sopesan el riesgo frente al beneficio al decidir si se vacunan. Para las vacunas contra la COVID-19, su alta eficacia —hasta el 95 por ciento en la vacuna de Pfizer y aproximadamente el 94 por ciento en la de Moderna— debería inclinar la balanza lejos del riesgo y hacia el beneficio, dice ella.

Y aunque la nueva tecnología a menudo significa que la información cambiante o conflictiva aparece rápidamente, Basta dice que brinda una oportunidad única para que los científicos ayuden a las personas a sentirse más cómodas con la tecnología y comprenderla mejor.

“Realmente animo a la gente a que continúe vigilando lo que está sucediendo en el campo de las vacunas, porque las vacunas son más beneficiosas cuando una gran cantidad de personas las reciben”, dice. “Creo que el discurso y la discusión sobre las vacunas de ARNm es algo realmente positivo para la salud pública y espero que esto mejore la confianza en las vacunas”.

Apretando los frenos

Si bien la tecnología es prometedora, Dormitzer de Pfizer cuestiona si el ARNm será el solucionador de problemas que muchos creen.

“Hay algunas enfermedades que son realmente, muy susceptibles a la inmunización”, dice, y eso incluye el SARS-CoV-2. “Otras son bastante duros. La gripe es dura. Y algunos han sido bastante imposibles hasta ahora”, incluidos el VIH y la hepatitis C. Algunos virus pueden resultar inmunes a la tecnología. Otras vacunas son tan efectivas ahora, como la vacuna contra el sarampión, las paperas y la rubéola (MMR), que Dormitzer dice que no tendría sentido cambiarlas.

Ya sea que las vacunas de ARNm se conviertan o no en las vacunas del futuro, una cosa es casi segura: las próximas en llegar al mercado no se desarrollarán tan rápido. Si bien las vacunas contra la COVID-19 se crearon a velocidades récord, "la gravedad de la pandemia realmente puso el acelerador a estos productos", dice Rossi, quien ya no está afiliado a Moderna.

La crisis también eliminó varias barreras a la producción típica de vacunas, con cada fabricante priorizando el mismo objetivo y realizando muchas fases de ensayos clínicos en paralelo, en lugar de años separados. Ya se habían elaborado vacunas de ARNm anteriores contra otros virus, incluidos los coronavirus, aunque no se ha comercializado ninguna.

“Lo que la gente tiene que darse cuenta es que hemos estado trabajando en ARNm durante 15 años y en vacunas de ARNm durante ocho años”, dice Weissman.

Dormitzer dice que hay lecciones que los fabricantes de vacunas pueden aprender de la pandemia, como ajustar sus procesos para hacer ensayos en concierto o de manera más eficiente. "Creo que podemos acelerar un poco", dice. Pero no todos los científicos se centrarán en una vacuna única en el futuro.

"Vamos a volver a la normalidad y tendremos nuestra gama normal de preocupaciones interesantes", dice. "Y así, las cosas no serán así, ni queremos que sean así".