CIENCIA. Las vacunas de ARNm contra la COVID salvaron vidas y ganaron un Nobel: ¿qué sigue para esta tecnología?

Las vacunas de ARNm contra la COVID salvaron vidas y ganaron un Nobel: ¿qué sigue para esta tecnología?

 

En algunas vacunas contra la COVID, los fragmentos de ARNm se empaquetan dentro de nanopartículas lipídicas (aquí se muestra una sección transversal) que transmiten las instrucciones genéticas a las células. Fuente: Juan Gaertner/Biblioteca de fotografías científicas

En sólo tres cortos años, las vacunas de ARNm han salvado millones de vidas, han alcanzado el reconocimiento familiar y, a partir de esta semana, se han convertido en objeto de un Premio Nobel. Y el sector no muestra signos de desaceleración.

04 octubre 2023.- A raíz del espectacular éxito de la tecnología en la generación de vacunas COVID-19 de rápida respuesta, los inversores han invertido miles de millones de dólares en ampliar el alcance terapéutico del ARNm .

Esta afluencia de efectivo promete impulsar la investigación y la infraestructura necesarias para implementar medicamentos de ARNm de maneras que podrían transformar la salud pública al abordar enfermedades infecciosas, cánceres y trastornos genéticos raros difíciles de tratar.

El Premio Nobel de Fisiología o Medicina de este año 2023 ha sido otorgado a la bioquímica Katalin Karikó y al inmunólogo Drew Weissman por los descubrimientos que permitieron el desarrollo de vacunas de ARNm contra la COVID-19 . Drew Weissman (izquierda) y Katalin Karikó (derecha). Fuente: PixelPro/Alamy


Frenar los brotes: cuando la velocidad es esencial

Las vacunas basadas en ARNm saltaron a la fama no solo por su seguridad y eficacia, sino también por la velocidad con la que fueron desarrolladas y lanzadas durante la pandemia de COVID-19.

El enfoque permite a los investigadores disponer de “una vacuna muy potente y eficaz en cuestión de semanas”, afirma Barney Graham, que ayudó a desarrollar una de las vacunas contra la COVID-19 basadas en ARNm mientras trabajaba en los Institutos Nacionales de Salud de Estados Unidos. (Graham ahora se desempeña como asesor principal para la equidad en salud global en la Facultad de Medicina Morehouse en Atlanta, Georgia).

Las vacunas administran ARNm que indica a las células de una persona que creen copias de proteínas virales, también conocidas como antígenos. Este proceso estimula al cuerpo a generar anticuerpos protectores y células inmunitarias que combaten los virus.

Dado que el ARNm sintético se puede diseñar y fabricar en cuestión de días, la tecnología permite reformular las vacunas rápidamente cada año para abordar la naturaleza en constante evolución de virus como el SARS-CoV-2 y la influenza. O puede implementarse como herramienta de respuesta rápida ante nuevas amenazas infecciosas. Por ejemplo, Moderna, una empresa de biotecnología de Cambridge, Massachusetts, ha probado vacunas de ARNm contra los virus de la viruela del mono, el Zika y el Nipah.

 A mediados de la década de 2000, los dos galardonados con el Nobel desarrollaron parte de la tecnología fundamental utilizada para crear vacunas de ARNm .

Enemigos astutos: combatir patógenos resistentes

Las empresas ya tienen en proceso vacunas de ARNm dirigidas a patógenos familiares. Por ejemplo, Moderna tiene una vacuna para proteger contra el virus respiratorio sincitial (VSR), que causa síntomas similares a los del resfriado en la mayoría de las personas, pero que puede poner en peligro la vida de bebés y personas mayores, que está siendo revisada por la Administración de Alimentos y Medicamentos de EE.UU. Sin embargo, su impacto en la salud pública podría ser algo limitado, porque dos vacunas basadas en proteínas se adelantaron en su aprobación .

Donde la tecnología realmente podría marcar una diferencia es con los patógenos que las empresas farmacéuticas no han podido descifrar. Uno es el citomegalovirus (CMV), un virus que ha eludido a los desarrolladores de vacunas durante más de 50 años y que causa defectos de nacimiento en los bebés, así como infecciones potencialmente mortales en personas con sistemas inmunológicos comprometidos. 

El CMV utiliza un conjunto de cinco proteínas para entrar y salir de las células humanas, una configuración de antígeno que es difícil de emular para las vacunas basadas en proteínas. Pero con el ARNm, los investigadores pueden simplemente proporcionar las instrucciones genéticas que una célula necesita para producir las cinco proteínas. Luego, la célula misma hace el trabajo pesado de ensamblar adecuadamente las subunidades en un complejo de antígeno, tal como sucede durante una infección natural.

Los primeros resultados 1 sugieren que la vacuna CMV de Moderna, ahora en ensayos de fase III, estimula una respuesta inmune más fuerte en algunos tejidos en comparación con las infecciones naturales. 

Vacunas contra el cáncer: la próxima frontera

El futuro de las vacunas de ARNm no se limita sólo a las enfermedades infecciosas. “Sin duda, el próximo gran avance será el cáncer”, afirma Derrick Rossi, director ejecutivo interino de la New York Stem Cell Foundation en la ciudad de Nueva York y cofundador de Moderna.

Los investigadores del cáncer han buscado durante mucho tiempo una vacuna que pudiera usarse para entrenar al sistema inmunológico para combatir los tumores, y durante mucho tiempo se han sentido decepcionados cuando candidatos prometedores fracasaron en los ensayos clínicos. Los cánceres han sido un hueso duro de roer porque las células malignas mutan rápidamente, debilitando el poder terapéutico.

Con el ARNm, los investigadores pueden desarrollar vacunas contra el cáncer que se dirijan a docenas de antígenos en células tumorales simultáneamente. Alcanzar varios objetivos a la vez podría dificultar que las células cancerosas desarrollen formas de evadir las respuestas inmunitarias provocadas por la vacuna. Se están realizando ensayos clínicos de una nueva clase de vacuna personalizada contra el cáncer : utilizan ARNm dirigido a un conjunto de proteínas mutadas que se encuentran en el propio tumor de un individuo.

Pero las aplicaciones del ARNm en el cáncer podrían tener un alcance más amplio. Moderna está probando terapias que entregan instrucciones de ARNm para producir moléculas inmunoestimulantes en las células, como las citoquinas, para ver si pueden amplificar los efectos de las inmunoterapias contra el cáncer existentes 2 . Y BioNTech, una empresa de biotecnología en Mainz, Alemania, está desarrollando terapias de ARNm similares que inducen a las células a generar anticuerpos que pueden ayudar a generar una respuesta inmune.

Edición del genoma: entrega mejorada

Cuando los investigadores comenzaron a trabajar con ARNm como terapéutico, el hecho de que la molécula pudiera degradarse rápidamente dificultó el trabajo.

Podrían resultar útiles nuevas formas de generar ARNm más duraderos. Sin embargo, en algunos casos, la naturaleza fugaz del ARNm es una ventaja. Cuando se trata de herramientas de edición del genoma como CRISPR-Cas9, por ejemplo, los investigadores no quieren que las enzimas cortadoras de ADN permanezcan en la célula debido a la posibilidad de que se produzcan ediciones no deseadas. El ARNm representa una forma de transmitir instrucciones para producir enzimas en las células y hacer que desaparezcan una vez que hayan hecho su trabajo.

Intellia Therapeutics, con sede en Cambridge, Massachusetts, está aprovechando el ARNm para desarrollar la maquinaria de edición de genes orientada a la corrección de dos enfermedades raras. 

Otras empresas, como Capstan Therapeutics, están implementando ARNm para equipar a las células inmunitarias con funciones mejoradas para combatir enfermedades. En estas aplicaciones, la cantidad de proteína obtenida del ARNm es suficiente para permitir una edición o reprogramación eficiente, pero no demasiada como para introducir efectos no deseados.

A medida que los investigadores desarrollen formas mejoradas de dirigir el ARNm a las ubicaciones deseadas del cuerpo, las posibles aplicaciones de edición del genoma se ampliarán. Existe una posibilidad real de que esto dé lugar a muchos medicamentos nuevos para muchas enfermedades diferentes. Ese puede ser el verdadero futuro en el tratamiento de una amplia variedad de enfermedades actuales y futuras.

Fuente: Nature

Referencias

  1. 1. Panther, L. et al. Open Forum Infect. Dis. 9, ofac492.190 (2022). Artículo 

  2. 2. Hewitt, S. L., et al. Science Trans Med 11, eaat9143 (2019). Artículo

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