Francia acaba de lanzar una nueva campaña de vacunación contra la Covid-19 que provocó la pandemia comenzada en el 2020. Lo mismo sucede en los Estados Unidos y otros países de Europa, donde aumentan las hospitalizaciones, las admisiones en unidades de terapia intensiva y, en algunos casos, muertes.
Pero lo cierto es que la pandemia, sin las vacunas que fueron desarrolladas, testeadas en ensayos clínicos, producidas, aprobadas y distribuidas en tiempo récord (menos de un año) hubiera sido muy diferente. Sólo entre el 8 de diciembre del año 2020 (cuando se administró la primera vacuna fuera del entorno de un ensayo clínico) y la misma fecha del 2021 se estima que las vacunas previnieron 19,9 millones de muertes por Covid-19 en el mundo. Es decir, una reducción del 63 por ciento.
Es cierto que hubo y hay vacunas desarrolladas y producidas a partir de diferentes plataformas, y una de ellas es la que fue premiada con el Nobel de Medicina y Fisiología anunciado la primera semana de octubre. La asamblea del Instituto Karolinska que se conforma cada año decidió conceder el reconocimiento del 2023 a Katalin Karikó y Drew Weissman por sus descubrimientos sobre modificaciones de bases de nucleósidos que permitió el desarrollo de vacunas de ARNm eficaces contra el coronavirus SARS-CoV-2.
“A través de su hallazgos innovadores, que han cambiado fundamentalmente nuestra comprensión de cómo el ARNm interactúa con nuestro sistema inmunológico, los galardonados contribuyeron a lograr el desarrollo de vacunas a un ritmo sin precedentes, durante una de las mayores amenazas a la salud humana en la era moderna”, resumen desde el Karolinska.
Katalin Karikó nació en 1955 en Szolnok, Hungría. Estudió y se doctoró en su país de origen y realizó una investigación postdoctoral en Temple University, Filadelfia y la Universidad de Salud Ciencia, Bethesda (en los Estados Unidos). Varios años más tarde se convirtió en vicepresidenta y luego vicepresidenta senior de BioNTech RNA Pharmaceuticals, la empresa que (junto con la farmacéutica Pfizer) desarrolló la primera vacuna contra la Covid-19.
Por su parte, Drew Weissman nació en 1959 en los Estados Unidos y se recibió como médico y se doctoró en la Universidad de Boston. En 1997, Weissman estableció su grupo de investigación en la Facultad de Medicina Perelman de la Universidad de Pensilvania. Es director del Instituto Penn para Innovaciones de ARN.
Tecnologías de largo plazo
La vacunación estimula la formación de una respuesta inmune a un patógeno particular. Esto le da al cuerpo una ventaja en la lucha contra las enfermedades en caso de una exposición posterior. Hace tiempo que se dispone de vacunas basadas en virus muertos o debilitados, como por ejemplo las vacunas contra la polio, el sarampión y la fiebre amarilla. En 1951, Max Theiler recibió el Premio Nobel de Fisiología o Medicina por desarrollar la vacuna contra la fiebre amarilla.
A partir de los avances de la biología molecular en las últimas décadas los especialistas desarrollaron vacunas basadas en componentes virales individuales, en lugar de hacerlo con virus completos. Partes del código genético viral, que normalmente codifican proteínas que se encuentran en la superficie del patógeno, se utilizan para producir proteínas estimuladoras de la formación de anticuerpos que bloquean al virus. Es el caso de las vacunas contra el el virus de la hepatitis B y el virus del papiloma humano.
También es factible trasladar partes del código genético viral a un virus portador inofensivo, un "vector". Este método se utiliza en vacunas contra el virus del Ébola. Cuando se inyectan vacunas vectoriales, la proteína viral seleccionada se produce en las células del cuerpo, lo que estimula una respuesta inmune contra el virus objetivo.
La producción de vacunas basadas en virus completos, proteínas y vectores requiere un cultivo celular a gran escala, lo que limita la posibilidad de tener vacunas producidas de manera veloz, tal y como se requiere en una pandemia. Una opción era desarrollar tecnologías vacunales que fueran independientes del cultivo celular. Algo que no resultó sencillo de lograr.
El método veloz, y complejo
¿En qué consiste el desarrollo de Karikó y Weissman? La información genética codificada en el ADN de las células es transferida al ARN mensajero (ARNm), que se utiliza como plantilla para la producción de proteínas. Durante la década de 1980 se introdujeron métodos eficientes para producir ARNm sin cultivo celular, llamados transcripción in vitro. Sin embargo, el método fue considerado inestable y problemático por los expertos. Además, el ARNm producido in vitro dio lugar a reacciones inflamatorias. El entusiasmo por desarrollar la tecnología de ARNm con fines clínicos quedó frizado.
Sin embargo Katalin Karikó y Drew Weissman comenzaron a trabajar junto en la tecnología, investigando cómo los diferentes tipos de ARN interactúan con el sistema inmunológico. arikó ya venía concentrándose en el ARNm, y Weissman buscaba nuevos enfoques para desarrollar una vacuna contra el VIH. Y empezaron a trabajar juntos. Observaron que ciertas células (las dendríticas) reconocen el ARNm transcrito in vitro como una sustancia extraña, lo que conduce a su activación y a la liberación de moléculas de señalización inflamatorias. Y es que el sistema inmunitario interpreta el ARNm como un patógeno invasor y lo ataca, enfermando a los animales mientras destruye el ARNm.
Sin embargo, y con el tiempo, ambos investigadores hallaron que esto no sucedía en el caso del ARNm de células de mamíferos. Es decir hay diferentes tipos de ARNm con propiedades particulares.
Para investigarlos Karikó y Waissman produjeron diferentes variantes de ARNm, cada una con alteraciones químicas únicas. Hasta que hallaron el camino para casi anular la respuesta inflamatoria. El descubrimiento fue publicado en el año 2005, con nuevos datos en 2008 y 2010: la provisión de ARNm modificado aumentaba notablemente la producción de proteínas en comparación con el ARNm no modificado.
Más cerca de las vacunas
El interés en la tecnología de ARNm comenzó a aumentar y, en el año 2010 varios equipos científicos buscaban fabricar vacunas contra el virus Zika y el MERS-CoV; este último está estrechamente relacionado con el SARS-CoV-2.
Durante la pandemia, se desarrollaron a un ritmo récord dos vacunas de ARNm con bases de nucleósidos modificados que codifican la proteína de superficie del SARS-CoV-2. Se informaron efectos protectores de alrededor del 95% y ambas vacunas fueron aprobadas ya en diciembre de 2020.
“La impresionante flexibilidad y velocidad con la que se pueden desarrollar vacunas de ARNm allanan el camino para utilizar la nueva plataforma también para vacunas contra otras enfermedades infecciosas -puntualizan los integrantes del Comité del Nobel-. En el futuro, la tecnología también podrá utilizarse para administrar proteínas terapéuticas y tratar algunos tipos de cáncer.
También se probaron varias otras vacunas contra el SARS-CoV-2, basadas en diferentes metodologías. Se introdujeron rápidamente y, en conjunto, se han administrado más de 13 mil millones de dosis de vacuna Covid-19 en todo el mundo. Las vacunas salvaron, una vez más, millones de vidas y continúan evitando la evolución hacia cuadros graves de la enfermedad. Las vacunas ayudaron a que las actividades de las personas, la producción económica, el entrenimiento, las relaciones sociales, los viajes, volvieran poco a poco a condiciones de normalidad.
Pero además, el trabajo de los premiados con el Nobel de Medicina sentó las bases para vacunas que algún día podrían proteger contra diversas enfermedades mortales. Actualmente se están desarrollando vacunas que utilizan tecnología de ARNm contra la gripe, la malaria y el VIH. Las vacunas personalizadas contra el cáncer también se han mostrado prometedoras. Utilizan ARNm adaptado al tumor de un paciente individual para enseñarle al sistema inmunológico de la persona a atacar las proteínas del tumor.
Dificultades y lucha
Karikó, además, es la decimotercera mujer en ganar el Nobel de Medicina, la primera desde 2015. No la pasó bien, su investigación quedó en las sombras durante muchos años sin financiación y no tuvo un puesto académico permanente. De hecho, la obligaron a retirarse de la universidad hace una década.
Tampoco Waissman la pasó bien: el primer gran paper (documento científico) que escribió con Kerikó en 2005, fue rechazado por las revistas Nature y Science. Fue aceptado posteriormente por la publicación especializada Immunity.
Inclusive cuando las empresas de biotecnología Moderna (estadounidense) y BioNTech (alemana) se interesaron en la plataforma para desarrollar vacunas, siguió habiendo inconvenientes: investigaron el uso de vacunas de ARNm para la gripe y el citomegalovirus, entre otras enfermedades. Nunca salieron de la etapa primaria de ensayos clínicos.
El coronavirus SARS-CoV-2 y la pandemia de Covid-19, que dejaron al menos siete millones de muertos en el mundo, lo cambiaron todo.
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