Así es como funcionan las innovadoras vacunas COVID-19 de Pfizer y Moderna

Las vacunas entrenan al sistema inmunológico para que reconozca la parte de un virus que causa la enfermedad

A medida que el clima se enfría, el número de infecciones por la pandemia COVID-19 está aumentando drásticamente. Paralizados por la fatiga de la pandemia, las limitaciones económicas y la discordia política, los funcionarios de salud pública han luchado por controlar la creciente pandemia.

Pero ahora, una avalancha de análisis provisionales de las compañías farmacéuticas Moderna y Pfizer/BioNTech han estimulado el optimismo de que un nuevo tipo de vacuna hecha de ARN mensajero, conocido como ARNm, puede ofrecer altos niveles de protección al prevenir el COVID-19 en las personas vacunadas.

Aunque no se han publicado, estos informes preliminares han superado las expectativas de muchos expertos en vacunas, incluidas las de Sanjay Mishra, que hasta principios de este año ha estado trabajado en el desarrollo de vacunas candidatas contra el Zika y el dengue.

Mishra está coordinando ahora un esfuerzo internacional para recopilar informes sobre pacientes adultos con cánceres actuales o anteriores que también han sido diagnosticados con COVID-19.

Prometedores resultados preliminares

Moderna informó que durante el estudio de fase 3 de su candidato a vacuna mRNA-1273 ^[PDF], en el que se inscribieron 30.000 participantes adultos estadounidenses, solo cinco de los 95 casos de COVID-19 ocurrieron entre los vacunados, mientras que se identificaron 90 infecciones en el grupo de placebo.

Esto corresponde a una eficacia del 94,5 por ciento. Ninguno de los pacientes infectados que recibieron la vacuna desarrolló COVID-19 grave, mientras que 11 (12 por ciento) de los que recibieron el placebo sí lo hicieron.

De manera similar, la vacuna candidata de Pfizer-BioNTech, BNT162b2, fue 90 por ciento efectiva en la prevención de infecciones durante el ensayo clínico de fase 3, que inscribió a 43.538 participantes, 30 por ciento en EE. UU. y 42 por ciento en el extranjero.

¿Cómo funciona la vacuna de ARNm?

Las vacunas entrenan al sistema inmunológico para que reconozca la parte de un virus que causa la enfermedad. Las vacunas contienen tradicionalmente virus debilitados o proteínas distintivas purificadas del virus.

Pero una vacuna de ARNm es diferente, porque en lugar de inyectar la proteína viral, una persona recibe material genético (ARNm) que codifica la proteína viral. Cuando estas instrucciones genéticas se inyectan en la parte superior del brazo, las células musculares las traducen para producir la proteína viral directamente en el cuerpo.

Este enfoque imita lo que hace el SARS-CoV-2 en la naturaleza, pero el ARNm de la vacuna codifica solo el fragmento crítico de la proteína viral. Esto le da al sistema inmunológico una vista previa de cómo se ve el virus real sin causar enfermedad.

Esta vista previa le da tiempo al sistema inmunológico para diseñar poderosos anticuerpos que pueden neutralizar el virus real si el individuo alguna vez se infecta.

Si bien este ARNm sintético es material genético, no se puede transmitir a la siguiente generación. Después de una inyección de ARNm, esta molécula guía la producción de proteínas dentro de las células musculares, que alcanza niveles máximos durante 24 a 48 horas y puede durar unos días más.

¿Por qué es tan rápido hacer una vacuna de ARNm?

El desarrollo de vacunas tradicionales, aunque bien estudiado, requiere mucho tiempo y puede no responder instantáneamente contra nuevas pandemias como la COVID-19.

Por ejemplo, para la gripe estacional, para producir una vacuna se necesitan aproximadamente seis meses desde la identificación de la cepa del virus de la gripe circulante. El virus candidato a la vacuna contra la gripe se cultiva durante aproximadamente tres semanas para producir un virus híbrido, que es menos peligroso y más capaz de crecer en huevos de gallina.

Luego, el virus híbrido se inyecta en muchos huevos fertilizados y se incuban durante varios días para hacer más copias. Luego, se extrae de los huevos el líquido que contiene el virus, se eliminan los virus de la vacuna y se purifican las proteínas virales durante varios días.

Las vacunas de ARNm pueden superar los obstáculos del desarrollo de vacunas tradicionales, como la producción de virus no infecciosos o la producción de proteínas virales con niveles de pureza médicamente exigentes.

Las vacunas de ARNm eliminan gran parte del proceso de fabricación porque, en lugar de inyectar proteínas virales, el cuerpo humano usa las instrucciones para fabricar proteínas virales.

Además, las moléculas de ARNm son mucho más simples que las proteínas. En el caso de las vacunas, el ARNm se fabrica mediante síntesis química en lugar de biológica, por lo que es mucho más rápido que las vacunas convencionales para ser rediseñado, ampliado y producido en masa.

De hecho, a los pocos días de que el código genético del virus SARS-CoV-2 estuviera disponible, estaba también listo el código de ARNm para una prueba de vacuna candidata. Lo más atractivo es que una vez que las herramientas de la vacuna de ARNm se vuelven viables, el ARNm se puede adaptar rápidamente para otras pandemias futuras.

¿Cuáles son los problemas con el ARNm?

La tecnología de ARNm no es nueva. Hace un tiempo se demostró que cuando se inyecta ARNm sintético en un animal, las células pueden producir una proteína deseada. Pero el progreso siguió siendo lento.

Esto se debe a que el ARNm no solo es notoriamente inestable y fácil de degradar en componentes más pequeños, sino que también es fácilmente destruido por las defensas inmunitarias del cuerpo humano, lo que hace que entregarlo al objetivo sea muy ineficiente.

Pero a partir de 2005, los investigadores descubrieron cómo estabilizar el ARNm y empaquetarlo en pequeñas partículas para administrarlo como vacuna. Se espera que las vacunas de ARNm COVID-19 sean las primeras que utilicen esta tecnología en ser aprobadas por la FDA.

Después de una década de trabajo, las vacunas de ARNm ahora están listas para su evaluación. Los médicos estarán atentos a las reacciones inmunes no deseadas, que pueden ser tanto útiles como perjudiciales.

¿Por qué mantener el ARNm superfrío?

El desafío más importante para el desarrollo de una vacuna de ARNm sigue siendo su inestabilidad inherente porque es más probable que se rompa por encima de las temperaturas bajo cero.

La modificación de los componentes básicos del ARNm y el desarrollo de las partículas que pueden envolverlo con relativa seguridad han ayudado a los candidatos a la vacuna del ARNm. Pero esta nueva clase de vacuna aún requiere condiciones de congelación sin precedentes para su distribución y administración.

¿Cuáles son los requisitos de refrigeración?

La vacuna de ARNm de Pfizer-BioNTech deberá almacenarse de manera óptima a menos 94 grados Fahrenheit (menos 70 grados Celsius) y se degradará en unos cinco días a temperaturas normales de refrigeración ligeramente por encima del punto de congelación.

Por el contrario, Moderna afirma que su vacuna se puede mantener en la mayoría de las temperaturas del congelador doméstico o médico hasta por seis meses para su envío y almacenamiento a más largo plazo.

Moderna también afirma que su vacuna puede permanecer estable en condiciones refrigeradas estándar, de 36 a 46 grados Fahrenheit (2 a 8 grados Celsius), hasta 30 días después de la descongelación, dentro de la vida útil de seis meses.

No es sorprendente que Pfizer también esté desarrollando contenedores de envío que utilizan hielo seco para abordar las limitaciones de transporte.

Sanjay Mishra, es coordinador de proyectos y científico de planta, Centro Médico de la Universidad de Vanderbilt, Universidad de Vanderbilt