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Para luchar contra la letalidad de la viruela, Edward Jenner inoculó el virus en un niño de ocho años en 1796. El éxito se replicó incansablemente para combatir diferentes virus. Durante décadas lo habitual era usar el patógeno que causaba la enfermedad, ya sea de forma inactiva (muerto) o de forma atenuada (debilitado). En la actualidad hay otros pasos para la creación de una vacuna, en los que no es necesario introducir el virus en el organismo. Pasarían casi 200 años desde que se generó la primera vacuna hasta que llegaron y se afinaron las técnicas de ingeniería genética listas para reducir tiempo y dinero al combatir el impacto de un peligroso virus.
Mientras el COVID-19 se expande con facilidad elevando las cifras a más de cien mil infectados en todo el mundo, los esfuerzos en los laboratorios para la búsqueda de la esperada vacuna se intensifican. Tal es el caso del laboratorio de biotecnología Moderna Inc. que en colaboración con los Institutos Nacionales de la Salud en Estados Unidos (NIH) ha desarrollado la vacuna experimental “ARNm-1273” con la que encabeza los esfuerzos de más de una docena de laboratorios en el mundo que persiguen la misma meta.
El doctor Carlos Arias, investigador del Departamento de Genética del Desarrollo y Fisiología Molecular del Instituto de Biotecnología de la UNAM explica cómo funciona en la actualidad la creación de una vacuna de este tipo. Para la creación de vacunas, un componente importante de los virus es la proteína que está en la superficie de la partícula viral porque es la que interacciona con las moléculas que se encuentran en la superficie de las células. La interacción de estas dos partes es necesaria para que el virus pueda ingresar y replicarse dentro de la célula, pero si se bloquea este contacto, se puede prevenir la infección.
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Es así que mediante procedimientos de biotecnología moderna, como la tecnología de ADN recombinante, ya no se utiliza el virus completo, sino solamente la proteína del virus que está en la superficie. Arias señala que esta proteína se puede obtener y utilizar de diferentes maneras. Una es tomando la región del genoma en el virus que tiene la información para sintetizar la proteína y después producirla en algún sistema (bacterias, células de insecto o mamífero, etc.). La proteína se genera en el laboratorio y se purifica como el candidato de vacuna.
También la proteína del virus puede ser sintetizada por el propio organismo que requiere la vacuna, pero se necesita de un ARN mensajero y lo que la tecnología de la compañía mencionada hace es precisamente introducir estos mensajeros a las personas para probarlos. Arias explica que los métodos no son revelados porque allí está el secreto de la vacuna. El enfoque es sencillo, pero el reto está en lograr que estos ARN mensajeros lleguen hasta las células sin degradarse, puedan penetrarlas y dirijan la síntesis de la proteína del virus.
“Hay otras estrategias de biotecnología moderna para diseñar vacunas, pero en general las que se prueban en la actualidad para este coronavirus se basan en estos dos métodos: por un lado, la producción de la proteína en el laboratorio y su purificación para usarla como tal; y por otro lado, la utilización del ARN mensajero que sirve para que el organismo produzca dentro de sus células, esa proteína viral que a su vez es detectada por el sistema inmune”.
Los especialistas del NIH admiten que el trabajo no podría haberse movido tan rápido si no hubiera sido por años de pruebas de laboratorio detrás de una posible vacuna del Sindrome Respiratorio de Oriente Medio (MERS) . La tecnología ha tenido resultados positivos en las pruebas de Fase 1 en seis vacunas diferentes, una de las cuales se encuentra actualmente en un ensayo de Fase 2, según un portavoz de Moderna Inc.
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Las pruebas del primer estudio en humanos de la vacuna para el COVID-19 se realizarán en un pequeño número de voluntarios jóvenes. No hay posibilidad de que los participantes se infecten con las vacunas porque no contienen el virus en sí. En este primer paso sólo se trata de verificar que las vacunas no muestren efectos secundarios preocupantes, y preparar el escenario para pruebas más grandes donde sí se buscará comprobar efectividad contra el COVID-19.
Primer acercamiento
Para el doctor Carlos Arias, la dificultad principal sigue estando en el tiempo, pues aunque la ingeniería genética ha acortado distancias para obtener candidatos a vacunas, hay que validar los resultados: corroborar que se trata de productos seguros y efectivos. “Para liberar una vacuna, primero deben hacerse pruebas en animales para probar efectividad. Después, hay que probarla en humanos; primero en un grupo pequeño y después en un grupo más grande”.
Posteriormente hay que probarla en el campo. Todo ese proceso, aún en condiciones aceleradas, puede tomar de un año a año y medio. Después viene la producción a nivel masivo, lo que suma tiempo adicional. El experto subraya que en la actualidad la complejidad no está en saber qué prototipos de vacunas evaluar para desarrollar, sino en la perfecta corroboración del producto final.
Para el desarrollo de vacunas y tratamientos es fundamental contar con la información genética del virus que afortunadamente en el caso del COVID 19 fue descifrado desde los primeros casos reportados en Wuhan. Los científicos chinos realizaron la secuencia completa del virus en enero y a partir de ella se diseñaron métodos de diagnósticos, así como estrategias para producir vacunas y nuevos antivirales.
Posteriormente, diferentes países, incluído México, han hecho sus propias secuencias, pero su valor es diferente. Arias explica que los virus están cambiando constantemente, tienen errores y su replicación genera cambios. “Este tipo de virus tienen 30 mil nucleótidos o letras, si las consideramos como ‘libros’ y las ordenamos de diferente manera, en realidad tenemos historias diferentes. Digamos que en China se publicó el primer cuento con 30 mil letras, pero los virus cuando se replican, van produciendo diferencias. Así podemos pensar que esa pequeña novela que surgió en China, se edita en diferentes países pero en algunos lugares tendrá errores tipográficos que hasta ahora no son más de ocho entre 30 mil”. Los cambios han sido mínimos, pero permiten conocer mejor el movimiento y evolución del virus.
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Las secuencias permiten saber cómo se adapta el virus a diferentes ambientes y poblaciones, de qué forma varían sus huellas dactilares impresas en los genomas. “Otra cosa muy importante es que eventualmente en nuestro país se empezarán a utilizar antivirales y como en todos los casos van a surgir virus que se vuelven resistentes a esos fármacos”.
Este tipo de información ayuda a observar cómo cambia el virus y si las cepas que están surgiendo y predominan son o serán resistentes al antiviral, así que tener la tecnología para secuenciar el genoma del virus es vital. “ La contribución principal está vinculada a la epidemiologia genómica que es lo que nos permite entender cómo evolucionan estos virus en diferentes condiciones en todo el mundo”.
Para el investigador, el reto hoy para México no está en desarrollar vacunas o tratamientos, no porque no sea importante, sino porque el grado de desarrollo de la comunidad científica que estudia el virus en nuestro país es muy limitado.
“Para combatir a esta enfermedad dependeremos de otros países, de su desarrollo en fármacos y vacunas. Lo que nosotros tendríamos que estar haciendo ahora mismo es pensar en la siguiente epidemia. La que se puede presentar en cinco, ocho o diez años, y en poder desarrollar plataformas tecnológicas generales que nos permitan elaborar a candidatos de vacunas de manera rápida que ya incluso se hubieran podido probar en las fases iniciales de seguridad”.
