Vacuna de ARNm COVID-19: Un hito en la ciencia y un cambio en la medicina

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Las proteínas virales se administran como antígeno en forma de vacuna y el sistema inmunitario del organismo forma anticuerpos contra el antígeno dado, lo que proporciona protección contra cualquier infección futura. Curiosamente, es la primera vez en la historia de la humanidad que se administra el ARNm correspondiente en forma de vacuna que utiliza la maquinaria celular para la expresión/traducción del antígeno/proteína. Esto convierte a las células del cuerpo en una fábrica de producción de antígeno, que a su vez proporciona inmunidad activa mediante la generación de anticuerpos. Estas vacunas de ARNm han demostrado ser seguras y eficaces en ensayos clínicos en humanos. Y, ahora, la vacuna de ARNm COVID-19 BNT162b2 (Pfizer/BioNTech) se está administrando a las personas según el protocolo. Al ser la primera vacuna de ARNm debidamente aprobada, se trata de un hito en la ciencia que ha dado paso a una nueva era en la medicina y la administración de fármacos. La tecnología del ARNm podría aplicarse pronto al tratamiento del cáncer y a una serie de vacunas para otras enfermedades, lo que podría cambiar la práctica de la medicina y dar forma a la industria farmacéutica en el futuro.  

COVID-19 vaccine

Si se necesita una proteína dentro de una célula para tratar una enfermedad o para que actúe como antígeno para el desarrollo de la inmunidad activa, esa proteína debe introducirse en la célula de forma segura e intacta. Esto sigue siendo una tarea ardua. ¿Podría expresarse la proteína directamente en la célula inyectando el ácido nucleico correspondiente (ADN o ARN), que luego utiliza la maquinaria celular para su expresión? 

Un grupo de investigadores concibió la idea de un fármaco codificado con ácido nucleico y demostró por primera vez en 1990 que la inyección directa de ARNm en el músculo del ratón conducía a la expresión de la proteína codificada en las células musculares(1). Esto abrió la posibilidad de una terapéutica basada en genes, así como de vacunas basadas en genes. Este desarrollo fue considerado como una tecnología disruptiva con la que se medirán las futuras tecnologías de vacunas (2).

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El proceso de pensamiento cambió rápidamente de la transferencia de información "basada en el gen" a la "basada en el ARNm" porque el ARNm ofrecía varias ventajas en comparación con ADN ya que el ARNm no se integra en el genoma (por lo tanto, no hay integración genómica perjudicial) ni se replica. Sólo tiene elementos directamente necesarios para la expresión de la proteína. La recombinación entre el ARN monocatenario es rara. Además, se desintegra en pocos días dentro de las células. Estas características hacen que el ARNm sea más adecuado como molécula portadora de información segura y transitoria para actuar como vector para el desarrollo de vacunas basadas en genes (3). Con los avances de la tecnología, especialmente en lo que respecta a la síntesis de ARNm con códigos correctos que pueden introducirse en las células para la expresión de proteínas, el ámbito de aplicación se ha ampliado de vacunas a los fármacos terapéuticos. El uso de ARNm comenzó a llamar la atención como una clase de fármaco con aplicación potencial en las áreas de inmunoterapias contra el cáncer, vacunas contra enfermedades infecciosas, inducción basada en ARNm de células madre pluripotentes, entrega asistida por ARNm de nucleasas de diseño para la ingeniería del genoma, etc. (4).  

Surgimiento de vacunas basadas en ARNm y terapéuticas recibió un nuevo impulso gracias a los resultados de los ensayos preclínicos. Se ha comprobado que estas vacunas provocan una potente respuesta inmunitaria contra objetivos de enfermedades infecciosas en modelos animales del virus de la gripe, el virus del Zika y el virus de la rabia, entre otros. También se han obtenido resultados prometedores con el uso de ARNm en ensayos clínicos sobre el cáncer. (5). Al darse cuenta del potencial comercial de la tecnología, las industrias realizaron enormes inversiones en I+D en vacunas y medicamentos basados en el ARNm. Por ejemplo, hasta 2018, Moderna Inc. puede haber invertido ya más de mil millones de dólares, cuando aún faltan años para que se comercialice algún producto (6). A pesar de los esfuerzos concertados para utilizar el ARNm como modalidad terapéutica en vacunas contra enfermedades infecciosas, inmunoterapias contra el cáncer, tratamiento de enfermedades genéticas y terapias de sustitución de proteínas, la aplicación de la tecnología del ARNm se ha visto restringida debido a su inestabilidad y su propensión a la degradación por las nucleasas. La modificación química del ARNm ha ayudado un poco, pero la administración intracelular sigue siendo un obstáculo, aunque se utilizan nanopartículas lipídicas para administrar el ARNm. (7)

El verdadero impulso al progreso de la tecnología del ARNm para la terapéutica llegó, por cortesía de la desafortunada situación presentada por la COVID-19 pandemia. El desarrollo de una vacuna segura y eficaz contra el SARS-CoV-2 se convirtió en la máxima prioridad para todos. Se realizó un ensayo clínico multicéntrico a gran escala para determinar la seguridad y la eficacia de la vacuna de ARNm COVID-19 BNT162b2 (Pfizer/BioNTech). El ensayo comenzó el 10 de enero de 2020. Tras unos once meses de riguroso trabajo, los datos del estudio clínico demostraron que la COVID-19 se puede prevenir mediante la vacunación con BNT162b2. Esto proporcionó una prueba de concepto de que la vacuna basada en el ARNm puede proporcionar protección contra las infecciones. El reto sin precedentes que supuso la pandemia ayudó a demostrar que una vacuna basada en el ARNm puede desarrollarse a un ritmo rápido, si se dispone de recursos suficientes (8). La vacuna de ARNm de Moderna también recibió la autorización de uso de emergencia por parte de la FDA el mes pasado.

Tanto el COVID-19 vacunas de ARNm es decir, el BNT162b2 de Pfizer/BioNTech y el mRNA-1273 de Moderna se están utilizando ahora para vacunar a las personas según los protocolos nacionales de administración de la vacuna (9).

El éxito de dos COVID-19 Las vacunas de ARNm (BNT162b2 de Pfizer/BioNTech y ARNm-1273 de Moderna) en ensayos clínicos y su posterior aprobación para su uso es un hito en la ciencia y la medicina. Se trata de una tecnología médica de alto potencial, hasta ahora no probada, que la comunidad científica y la industria farmacéutica han perseguido durante casi tres décadas (10).   

El nuevo entusiasmo que ha suscitado este éxito está llamado a acumular energías después de la pandemia y la terapéutica del ARNm se convertirá en una tecnología disruptiva que dará paso a una nueva era en la medicina y en la ciencia de la administración de fármacos.   

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Referencias  

  1. Wolff, J. A. y otros, 1990. Transferencia directa de genes al músculo del ratón in vivo. Science 247, 1465-1468 (1990). DOI: https://doi.org/10.1126/science.1690918  
  1. Kaslow DC. Una tecnología potencialmente disruptiva en el desarrollo de vacunas: vacunas basadas en genes y su aplicación a las enfermedades infecciosas. Trans R Soc Trop Med Hyg 2004; 98:593 - 601; http://dx.doi.org/10.1016/j.trstmh.2004.03.007  
  1. Schlake, T., Thess A., et al., 2012. Developing mRNA-vaccine technologies. RNA Biology. 2012 Nov 1; 9(11): 1319 1330. DOI: https://doi.org/10.4161/rna.22269  
  1. Sahin, U., Karikó, K. & Türeci, Ö. Terapéutica basada en ARNm: desarrollo de una nueva clase de fármacos. Nature Review Drug Discovery 13, 759-780 (2014). DOI: https://doi.org/10.1038/nrd4278 
  1. Pardi, N., Hogan, M., Porter, F. et al., 2018. Vacunas de ARNm: una nueva era en la vacunología. Nature Review Drug Discovery 17, 261-279 (2018). DOI: https://doi.org/10.1038/nrd.2017.243 
  1. Cross R., 2018. Puede el ARNm perturbar la industria farmacéutica? Publicado el 3 de septiembre de 2018. Chemical & Engineering News Volumen 96, Número 35 Disponible en línea en https://cen.acs.org/business/start-ups/mRNA-disrupt-drug-industry/96/i35 Consultado el 27 de diciembre de 2020.  
  1. Wadhwa A., Aljabbari A., y otros, 2020. Opportunities and Challenges in the Delivery of mRNA-Based Vaccines (Oportunidades y desafíos en el suministro de vacunas basadas en ARNm). Publicado: 28 de enero de 2020. Pharmaceutics 2020, 12(2), 102; DOI: https://doi.org/10.3390/pharmaceutics12020102     
  1. Polack F., Thomas S., y otros, 2020. Safety and Efficacy of the BNT162b2 mRNA Covid-19 Vaccine. The New England Journal of Medicine. Publicado el 10 de diciembre de 2020. DOI: https://doi.org/10.1056/NEJMoa2034577  
  1. Public Health England, 2020. Guía - Protocolo nacional para la vacuna COVID-19 mRNA BNT162b2 (Pfizer/BioNTech). Publicado el 18 de diciembre de 2020. Última actualización: 22 de diciembre de 2020. Disponible en línea en https://www.gov.uk/government/publications/national-protocol-for-covid-19-mrna-vaccine-bnt162b2-pfizerbiontech Consultado el 28 de diciembre de 2020.   
  1. Servick K., 2020. El próximo reto del ARNm: ¿funcionará como medicamento? Science. Publicado el 18 de diciembre de 2020: Vol. 370, Issue 6523, pp. 1388-1389. DOI: https://doi.org/10.1126/science.370.6523.1388 Disponible en línea en https://science.sciencemag.org/content/370/6523/1388/tab-article-info  

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