El tortuoso camino de la vacuna contra el coronavirus

El tortuoso camino de la vacuna contra el coronavirus

El científico explica por qué las mutaciones del coronavirus dificultan la obtención de una vacuna.

vacuna

En el nuevo coronavirus se han identificado 81 variantes genéticas, lo que dificulta la producción de una vacuna útil para todos los pacientes, pues están diseñadas para tratar solo un tipo de cepa.

Foto:

NICOLAS ASFOURI. AFP

Por: Manuel Elkin Patarroyo
18 de julio 2020 , 08:35 a.m.

La pandemia del covid-19 no es un suceso inesperado para la ciencia; los microbios son una amenaza existencial para la humanidad y hoy el nuevo coronavirus (SARS-CoV-2) recuerda, por la vía dolorosa, lo frágil que somos frente a agentes infecciosos. La esperanza del mundo está cifrada en el desarrollo de una vacuna.

Pese a las alentadoras —y propagandísticas— noticias sobre el avance de varios prototipos de vacunas que podrían estar disponibles a corto plazo, es previsible que en el mejor de los casos tengan una protección baja, de corta duración o incluso peligrosa.

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Esta preocupación parte del hecho de que crear, desarrollar y producir vacunas es un desafío complejo donde no existen caminos infalibles o fórmulas universales definitivas.

Factores como pureza, seguridad (incapacidad de producir algún daño o alteraciones biológicas en el individuo), inmunogenicidad (capacidad de producir defensas), eficacia (capacidad protectora contra el patógeno específico), número de dosis y duración de la inmunidad, además de los costos de desarrollo y fabricación, transporte, almacenamiento y aplicación, se deben considerar.

A esto se suma el hecho de que los microbios son organismos astutos en permanente evolución que han aprendido, como decía Albert Camus en La peste, a sobrevivir en hibernación o dormancia para burlar los cambios del medioambiente y a nuestro sistema inmunitario.

Menos mal el desarrollo de vacunas ha sido una estrategia exitosa para prevenir enfermedades causadas por algunos agentes microbianos, como la viruela.

En este momento histórico es oportuno aclarar el desarrollo de los distintos tipos de vacunas. Independiente del método como se produzcan, se le dice ‘mejores candidatos a vacuna’ a la selección de los patógenos matados o mutados — naturalmente o en laboratorio—, sus ADN o ARN, las proteínas o aquellas partes de ellas que despiertan una mayor respuesta inmunitaria protectiva en los individuos vacunados.

Vacunas biológicas

Según su proceso de obtención hay vacunas biológicas o químicas.

En el primer grupo están las vacunas de microorganismos completos, que utilizan el patógeno completo para proteger a los individuos.

Existen dos tipos en este grupo: la primera es la de microorganismos muertos o inactivados, en la que se da muerte al patógeno a través de procesos químicos o físicos. La segunda, de microorganismos vivos atenuados, en las que se cultiva in vitro el patógeno tal cantidad de veces sucesivas que este pierde la capacidad de producir la enfermedad, pero no de inducir defensas.

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Estas vacunas tienen muchas limitaciones. Por ejemplo, no todos los patógenos son cultivables y tampoco todos los microorganismos, al darles muerte, mantienen la capacidad de generar defensas en los individuos vacunados o pueden ser atenuados en cultivos sucesivos.

A pesar del avance en biología molecular, aún se desconocen los fragmentos de su material genético a remover o modificar para disminuir o eliminar su agresividad. Como ejemplo de vacuna de microorganismos muertos está la de tos ferina, y de vacuna con microorganismos vivos atenuados, la polio.

Estas vacunas tienen muchas limitaciones

En las biológicas también están las vacunas de subunidades, las cuales se basan en fragmentos de ADN, ARN o proteínas esenciales para la supervivencia del microorganismo.

En este grupo la subdivisión empieza con vacunas recombinantes, en las que se extrae del ADN del microbio el gen que codifica para la proteína de interés a fin de ser insertado o clonado en un microorganismo no patógeno que se reproduce muy rápido y es capaz de producir la proteína en gran cantidad, que se extrae y purifica después.
Como ejemplo están la de hepatitis B y la de VPH. Sin embargo, no todos los genes que codifican para las proteínas de interés pueden ser clonados.

¿Una vacuna universal?

En el virus del SARS-CoV-2 se han identificado 81 variantes genéticas de las cuales, según Korber, 19 tienen una frecuencia mayor del 0,3 por ciento en los más de 30.000 virus aislados de este tipo, lo que les confiere características biológicas distintas, como velocidad de reproducción, patogenicidad, distribución geográfica y sinergia con otras mutantes que conllevan a muy diferentes características clínicas, patológicas y epidemiológicas.

Las vacunas recombinantes contra este virus deben considerar la variabilidad genética del mismo y la de los humanos; en esta interacción podrían inducir respuestas inmunológicas indeseables, como producir anticuerpos que ayudan al virus a infectar las células para reproducirse más rápido y eficazmente, un fenómeno conocido como Antibody Dependant Enhancement (ADE) of infection, descrito para otros virus como el SARS, MERS, dengue, etc., o generar reacciones negativas como el incremento de la enfermedad respiratoria asociada a la vacuna (VAERD, en inglés), el silencio inmunológico (mecanismo efectivo de evasión), la inmunosupresión, etc.

Producir una vacuna recombinante contra el SARS-CoV-2 no es una tarea fácil, rápida o libre de riesgos.

También están los vectores virales modificados, en los que se inserta el gen de interés en un virus que induzca pocas defensas en el humano como el del adenovirus del chimpancé (ChAd), para usarlos como vacuna.

Estos se reproducen en el individuo sin causar mayor o ningún daño, pero algunos virus presentan reacción cruzada con los virus humanos limitando su uso. También, al insertar el gen completo de la proteína (como SARS-CoV-2) se incluyen los problemas mencionados para las proteínas recombinantes. Esta vacuna, desarrollada y publicitada por la Universidad de Oxford, junto con la farmacéutica AstraZeneca, ya se negoció con Brasil para producir 30 millones de dosis.

Vacunas de ADN o ARN En este tipo se introduce directamente el material genético puro (ADN o ARN) del patógeno que codifica para la proteína, junto con sus regiones reguladoras; es el mismo individuo vacunado quien produce la proteína de interés en sus propias células. Estas vacunas presentan los mismos inconvenientes de las recombinantes o de vectores virales.

Producir una vacuna recombinante contra el SARS-CoV-2 no es una tarea fácil

Debido a la simplicidad de su producción, este método, con amplia popularidad mediática, es la vacuna del laboratorio Moderna y el Instituto Nacional de Salud de EE. UU. (NIH), que recibió 500 millones de dólares para su desarrollo y producción, y ha vendido millones de dosis.

Moderna anunció, el pasado 15 de julio, el inicio de la fase tres con 30.000 individuos, y los estudios en humanos fase 1 y fase 2 se iniciaron solo 66 y 74 días, respectivamente, después de publicarse la estructura química del virus.

Otras vacunas

En otros estudios y proyectos de investigación también se encuentran las vacunas de carbohidratos, pobremente inmunogénicas, que deben unirse a una proteína transportadora. Son las vacunas contra el neumococo y el meningococo.

Por otro lado están las vacunas basadas en péptidos sintéticos, desarrolladas por la Fidic en Colombia a nivel atómico.

Este método fue pionero con la vacuna sintética contra la malaria en 1986 y se desarrolla, de principio a fin, por síntesis química, pues una vez se determinan las proteínas vitales para la supervivencia de los patógenos, estas pueden sintetizarse en pequeños fragmentos llamados péptidos.

Una vez estudiados, se sabe cuáles son los verdaderamente relevantes en la invasión, infección y supervivencia, posibilitando su modificación para poder inducir en las personas una respuesta inmunitaria total y específica contra ese fragmento de las proteínas del patógeno.

Es un enfoque funcional en el cual se determinó la estructura tridimensional de aproximadamente 600 péptidos, tanto nativos como modificados, para usar como componentes de la vacuna contra la malaria.

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La Fidic ha podido deducir la mayoría de reglas físico-químicas, biológicas y matemáticas para la obtención de vacunas con una eficiencia protectiva de 80-90 por ciento, debido a que la variabilidad genética de los diferentes grupos étnicos humanos impide lograr el 100 por ciento. No es lo mismo vacunar individuos blancos, orientales, negros, etc.

Las regiones de los patógenos mejor reconocidas por la respuesta inmune de los individuos suelen ser a su vez las más variables en su composición; por eso se dice que el patógeno mutó, que es otra variante o uno nuevo.

Al mutar, incluso en uno solo de sus componentes, los microbios logran escapar a la respuesta inmune inducida previamente y, a medida que se generan nuevas mutantes del patógeno, las vacunas pierden efectividad.

Esto explica la restringida protección de muchísimas vacunas, pues siempre son contra la mutante –o variante– nueva, más no contra el virus en general.

El SARS-CoV-2 es un virus de ARN con una velocidad de mutación muy alta. La cepa original que apareció en China, variante 614D, se convirtió en una nueva variante genética en Europa, denominada 614G, logrando extenderse más rápido y agresivamente, con una morbilidad y mortalidad más alta que la china; es la misma que tenemos en Colombia, según la viróloga de la Universidad de Antioquia, profesora María Teresa Rugeles, Ph. D.

La mayoría de vacunas en desarrollo inducirán anticuerpos contra una cepa específica, lo que abre la posibilidad de infección por otra cepa.

Esto lo han descrito otros que encontraron corta duración de la respuesta inmune, reinfección o rebrotes, etc.

Es bueno informar a Colombia sobre el tortuoso camino a recorrer para la obtención de una vacuna totalmente efectiva; así como los intereses políticos, económicos y sociales detrás de ella y todos los problemas inherentes en su uso que pueden inducir un bienestar universal, o una hecatombe en la salud mundial.

MANUEL ELKIN PATARROYO
Premio Príncipe de Asturias de Investigación científica y técnica, 1994
COLABORACIÓN DE MARÍA JULIANA CAICEDO
ESPECIAL PARA EL TIEMPO

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