Ahora que se ha probado su eficacia contra el coronavirus, el ARNm puede hacer mucho más
Alexandra Ferguson
(CNN)– Cuando se dieron a conocer los datos finales de la fase 3, que mostraban que las vacunas de ARNm fabricadas por Pfizer/BioNTech y Moderna tenían una eficacia superior al 90%, el Dr. Anthony Fauci se quedó sin palabras. Envió un mensaje de texto con emojis de caras sonrientes a un periodista que buscaba su reacción.Esta asombrosa eficacia se ha mantenido en estudios del mundo real en Estados Unidos, Israel y otros países. La tecnología del ARNm, desarrollada por su rapidez y flexibilidad en contraposición a las expectativas de que proporcionara una fuerte protección contra una enfermedad infecciosa, ha complacido y asombrado incluso a quienes ya abogaban por ella.
Puede que la plataforma de ARN mensajero, o ARNm, sea nueva para el público en general, pero es una tecnología por la que habían apostado los investigadores durante décadas. Ahora esas apuestas están dando frutos, y no solo por hacer retroceder una pandemia que mató a millones de personas en solo un año.
Este enfoque, que condujo a vacunas extraordinariamente seguras y eficaces contra un nuevo virus, también se muestra prometedor contra viejos enemigos como el VIH y las infecciones que amenazan a los bebés y niños pequeños, como el virus respiratorio sincitial (VRS) y el metapneumovirus. Se está probando como tratamiento de cánceres, como el melanoma y los tumores cerebrales. Podría ofrecer una nueva forma de tratar las enfermedades autoinmunes. Y también se está comprobando como posible alternativa a la terapia génica para enfermedades intratables como la anemia de células falciformes.
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Vacunas
La historia de las vacunas de ARNm se remonta a principios de los años 90, cuando la investigadora de origen húngaro Katalin Kariko, de la Universidad de Pensilvania, empezó a probar la tecnología de ARNm como forma de terapia génica. La idea es similar, tanto si los científicos quieren utilizar la molécula de ARNm para curar enfermedades como para prevenirlas; se trata de enviar instrucciones a las células del cuerpo para que fabriquen algo específico.
A los investigadores les gusta utilizar la analogía del libro de cocina. El ADN del cuerpo es el libro de cocina. El ARN mensajero es una copia de la receta, que desaparece rápidamente. En el caso de las enfermedades genéticas, puede utilizarse para ordenar a las células que hagan una copia sana de una proteína. En el caso de las vacunas de ARNm, se utiliza para indicar a las células que fabriquen lo que parece un trozo de virus, para que el cuerpo produzca anticuerpos y células especiales del sistema inmunológico como respuesta.
La receta desaparece mientras que el producto cocinado, la respuesta inmunológica del cuerpo, perdura.
Durante años, Kariko no consiguió despertar mucho interés por esta idea. Pero desde hace unos 15 años, se asoció con el Dr. Drew Weissman, experto en enfermedades infecciosas de Penn Medicine, para aplicar la tecnología del ARNm a las vacunas. Desde que los científicos empezaron a centrarse en la amenaza de una pandemia causada por un nuevo virus de la gripe o un coronavirus, han reconocido la esperanza que ofrecen las vacunas de ARNm para dar un giro rápido a una vacuna antipandémica.
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«Si se quiere fabricar una nueva vacuna contra la gripe con los métodos tradicionales, hay que aislar el virus, aprender a cultivarlo, aprender a inactivarlo y purificarlo. Eso lleva meses. Con el ARN, solo se necesita la secuencia», dijo Weissman a CNN.
Ni siquiera necesitaron una muestra del propio virus.
«Cuando los chinos publicaron la secuencia del virus del SARS-CoV-2, comenzamos el proceso de fabricación del ARN al día siguiente. Un par de semanas después, estábamos inyectando la vacuna a los animales».
Aunque sonaba revolucionario, la idea no era ni mucho menos nueva para Weissman, Kariko y otros.
«En mi laboratorio llevamos años trabajando en vacunas. Tenemos cinco ensayos clínicos de fase 1 que empezamos antes de que llegara el covid», dijo Weissman, cuyo trabajo con Kariko ayudó a crear la vacuna contra el coronavirus de Pfizer/BioNTech.
«Se han retrasado a causa de la pandemia. El plan es completarlas el año que viene».
Dos de estas vacunas experimentales son contra la gripe, incluida una que Weissman espera que sea la llamada vacuna universal contra la gripe: una que proteja contra las cepas de gripe que mutan rápidamente, y que quizás ofrezca a la gente años de protección con una sola inyección, eliminando la necesidad de nuevas inmunizaciones cada temporada.
También están trabajando en dos vacunas contra el virus de la inmunodeficiencia humana, o VIH, causante del sida, y en una para prevenir el herpes genital.
Los investigadores también han estudiado vacunas de ARNm para combatir el ébola, el zika, la rabia y el citomegalovirus.
Otro posible objetivo: el virus respiratorio sincitial. El VRS infecta a la mayoría de las personas en la infancia, y puede llevar a los bebés frágiles a la unidad de cuidados intensivos neonatales (UCIN). Se calcula que mata entre 100 y 500 niños al año, según los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades de EE.UU. (CDC, por sus siglas en inglés), pero se estima que mata a 14.000 adultos, la mayoría mayores de 65 años.
«Infecta a todo el mundo antes de los dos años», afirma Jason McLellan, biólogo estructural y titular de la cátedra Robert A. Welch de Química de la Universidad de Texas en Austin, cuyo trabajo sirve de base a varias vacunas contra el coronavirus.
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Un obstáculo será encontrar la mejor versión de los virus. McLellan está especializado en encontrar la conformación adecuada de las estructuras virales que permitan al sistema inmunitario humano reconocerlas mejor y crear defensas contra ellas.
GlaxoSmithKline y Pfizer están trabajando en ello, dijo. Otro virus del resfriado común, el metapneumovirus humano, que puede causar neumonía tanto en adultos como en niños, es otro objetivo potencial para una vacuna, dijo McLellan.
Una vez más, el trabajo en curso ayudó a acelerar el desarrollo de las vacunas contra el coronavirus, dijo McLellan. En este caso, el trabajo sobre el virus del síndrome respiratorio agudo severo (SARS) de 2003-2004 y el virus respiratorio de Oriente Medio (MERS) ayudó a los investigadores a comprender qué versión de la estructura en forma de perilla que se encuentra en el exterior del virus, llamada proteína de pico, debía utilizarse para fabricar las vacunas. «Ya en 2016 descubrimos cómo estabilizar los picos de los coronavirus, así que teníamos todos los conocimientos a punto cuando surgió el covid-19», dijo McLellan.
Estaba lista para funcionar «en cuestión de horas», dijo.
Otras posibles vacunas son la malaria, la tuberculosis y virus raros como el de Nipah, dijo Weissman, todo ello hecho posible gracias a la tecnología del ARNm. Las vacunas eficaces contra estas infecciones siguen siendo un obstáculo para los científicos por diversas razones.
El laboratorio de Weissman trabaja ahora en una vacuna universal contra el coronavirus que protegería contra el covid-19, el SARS, el MERS, el coronavirus que causa el resfriado común, y futuras cepas.
«Empezamos a trabajar en una vacuna contra el pan-coronavirus la primavera pasada», dijo Weissman. «Ha habido tres epidemias de coronavirus en los últimos 20 años. Va a haber más».
Y las vacunas de ARNm funcionan muy bien. «Ya sabíamos que en ratones, monos, conejos, cerdos y pollos era muy potente», dijo Weissman. La vacuna de Pfizer, dijo, produce una respuesta de anticuerpos cinco veces mayor que la registrada en personas que se han recuperado de la infección.
Cáncer
Otro uso obvio de la tecnología del ARNm es la lucha contra el cáncer. El cuerpo humano lucha cada día contra el cáncer, y el uso de ARNm podría ayudarle a hacerlo aún mejor.
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«Se puede utilizar para que el cuerpo produzca una molécula beneficiosa», dijo McLellan.
Los diferentes tipos de células tumorales tienen diversas estructuras reconocibles en el exterior que el sistema inmunitario puede reconocer.
«Se puede imaginar poder inyectar a alguien un ARNm que codifique un anticuerpo que se dirija específicamente a ese receptor», dijo McLellan.
Moderna, una empresa creada especialmente para desarrollar la tecnología del ARNm, está trabajando en vacunas personalizadas contra el cáncer.
«Identificamos las mutaciones que se encuentran en las células cancerosas de un paciente», dice la empresa en su sitio web. Los algoritmos informáticos predicen las 20 mutaciones más comunes. «A continuación, creamos una vacuna que codifica cada una de estas mutaciones y las cargamos en una única molécula de ARNm», explica Moderna. Esto se inyecta en el paciente para tratar de conseguir una respuesta inmunitaria más eficaz contra los tumores.
La investigación clínica se encuentra en la fase 1.
Los fundadores de BioNTech, Ugur Sahin y Ozlem Tureci, también tenían en mente las vacunas contra el cáncer desde el principio. La empresa tiene ocho posibles tratamientos contra el cáncer en fase de ensayo en humanos. «Aunque creemos que nuestro enfoque es ampliamente aplicable en varias áreas terapéuticas, nuestros programas más avanzados se centran en la oncología, donde hemos tratado a más de 250 pacientes en 17 tipos de tumores hasta la fecha», dice la empresa en su sitio web.
Enfermedades autoinmunes
El uso del ARNm para combatir las enfermedades autoinmunes es un «área apasionante», dijo McLellan.
Los tratamientos actuales son rudimentarios e implican frenar áreas específicas de la respuesta inmunitaria errónea, algo que puede hacer que los pacientes con enfermedades autoinmunes como el lupus o la artritis reumatoide sean vulnerables a las infecciones.
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BioNtech ha colaborado con investigadores académicos en el uso de ARNm para tratar a ratones modificados genéticamente para que desarrollen una enfermedad similar a la esclerosis múltiple, una enfermedad autoinmune que comienza cuando el sistema inmunitario ataca por error la mielina, una cubierta grasa de las células nerviosas.
En los ratones, el tratamiento pareció ayudar a detener el ataque, manteniendo intacto el resto del sistema inmunitario.
Terapia génica
La idea de la terapia génica es sustituir un gen defectuoso por otro que funcione correctamente. A pesar de décadas de trabajo, los investigadores no han tenido mucho éxito, con la excepción de ciertas deficiencias inmunológicas y algunas enfermedades oculares.
Es difícil encontrar un vector que lleve el gen corregido a las células sin causar efectos secundarios y de forma duradera.
El enfoque del ARNm promete enviar las instrucciones para fabricar la versión sana de una proteína, y Weissman reconoce que es especialmente prometedor para tratar la anemia de células falciformes.
En la anemia de células falciformes, los glóbulos rojos adoptan una forma plegada y pueden obstruir pequeños vasos sanguíneos, causando dolor y daños en los órganos. El ARN mensajero podría utilizarse para cambiar las instrucciones que van a la médula ósea, donde se producen los glóbulos rojos, indicándoles que produzcan células con una forma más saludable.
«Ahora que podemos centrarnos en esa célula, la esperanza es que podamos administrar a la gente una inyección de ARN y que ésta se dirija a las células madre de la médula ósea y solucione la enfermedad», dijo Weissman.
«Se trata de una terapia génica sin el precio de medio millón de dólares», añadió. «Debería ser una simple inyección intravenosa y ya está».
Las pruebas en ratones son prometedoras; el siguiente paso es probar el enfoque en monos, dijo Weissman.
En 2008, una empresa llamada entonces Shire Pharmaceuticals empezó a desarrollar tratamientos con ARNm para la fibrosis quística, una enfermedad genética mortal causada por una de las pequeñas mutaciones de un gen llamado CFTR.
Esa tecnología es ahora propiedad de Translate Bio, una empresa dedicada a fabricar terapias y vacunas de ARNm. Su objetivo es corregir los defectos del CFTR en los pulmones mediante la administración de ARNm a través de un nebulizador. El tratamiento parece ser seguro en los primeros ensayos con personas y ha obtenido el estatus de «medicamento huérfano» de la Administración de Medicinas y Alimentos de EE.UU. (FDA, por sus siglas en inglés).
Enfermedades transmitidas por garrapatas
El método del ARNm también podría funcionar contra algunas enfermedades transmitidas por garrapatas, explica Weissman.
«La idea es que si uno es inmune a las proteínas de la saliva de la garrapata, cuando ésta le pica, el cuerpo produce una inflamación y la garrapata se desprende», explicó Weissman.
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La enfermedad de Lyme está causada por la bacteria Borrelia burgdorferi, y la garrapata generalmente tiene que permanecer adherida entre 36 y 48 horas antes de transmitir la bacteria al huésped. Si la garrapata se cae antes, no puede transmitir la infección.
