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El ARN mensajero: ¿en qué consiste la novedosa técnica de la vacuna de Pfizer?

  • Las vacunas con tecnología de ARN mensajero se pueden convertir en una herramienta extraordinaria frente a las infecciones

Las compañías Pfizer y BioNTech acaban de anunciar que su candidata a vacuna contra el SARS-CoV-2, denominada BNT162b2 y basada en tecnología de ARN mensajero (ARNm) ha demostrado eficacia superior al 90% contra la COVID-19.

Son muy buenas noticias y, si los resultados se confirman con un grupo poblacional más extenso, la tecnología del ARN mensajero podría convertirse en una herramienta extraordinaria para luchar contra las enfermedades infecciosas.

Tipos de vacunas

En la actualidad existen muchos tipos de vacunas diferentes, pero los cuatro principales que empleamos contra diferentes enfermedades son las vacunas vivas atenuadas, las vacunas inactivadas o muertas, las vacunas con toxoides y las vacunas de subunidades, recombinantes, polisacáridas y combinadas.

  • Las vacunas vivas utilizan una forma debilitada del patógeno que causa una enfermedad y claro ejemplo de ello es la vacuna triple vírica contra el sarampión, las paperas y la rubeola.
  • Las vacunas con toxoides están formadas por toxinas producidas por los microorganismos que se detoxifican, eliminando su poder patógeno y un ejemplo es la vacuna contra el tétanos.
  • Las vacunas inactivadas contienen microorganismos (virus o bacterias) inactivados por métodos físicos o químicos y como ejemplo tenemos a la vacuna contra la Hepatitis A.
  • Las vacunas basadas en subunidades contienen fragmentos específicos de un virus en cuestión o componentes de bacterias como son los polisacáridos capsulares y ejemplo de ello son las vacunas conjugadas frente al neumococo.

¿Qué produce la vacunación?

La vacunación es el proceso por el cual unas sustancias llamadas antígenos se introducen artificialmente en el cuerpo para estimular el sistema inmunológico. Estos antígenos son generalmente agentes infecciosos, patógenos, que han sido inactivados por calor o por tratamiento químico para que no causen enfermedades, o también pueden ser proteínas purificadas de los patógenos.

La exposición del cuerpo a los antígenos conduce a la producción de moléculas específicamente dirigidas contra ellos, llamadas anticuerpos. Los anticuerpos crean una memoria de un patógeno específico ("inmunidad adquirida") y permiten una respuesta más rápida y eficaz a una infección real producida por un patógeno activo (como es el coronavirus).

La revolución de las vacunas de ARNm

En el caso de las nuevas vacunas de ARNm, el concepto cambia radicalmente. En lugar de introducir en el organismo un patógeno atenuado o una parte de este para que nuestro organismo reaccione y desarrolle defensas frente al invasor, que es básicamente lo que ocurre con las vacunas mencionadas con anterioridad, el ARNm proporciona las instrucciones para que sea nuestro propio organismo el que produzca el antígeno. En el caso del SARS-CoV-2, el antígeno es la proteína S o spike protein -la espiga del coronavirus- que tiene capacidad para desencadenar la reacción de nuestro sistema inmune.

Conviene recordar que el ARN es la molécula encargada de transcribir la información genética que contiene el ADN posibilitando la síntesis de proteínas. Llevado al ámbito literario, si la proteína fuera un libro editado y maquetado, el ADN podría ser la información almacenada en la mente del escritor para conformar la historia y el ARN sería la herramienta utilizada para transcribir el relato, es decir un bolígrafo o el teclado de un ordenador.

El ARNm de un antígeno específico puede ser construido artificialmente en el laboratorio de manera dirigida, como si fueran las piezas de un Lego, y puede ser inyectado de varias formas (debajo de la piel, en vena o en los ganglios linfáticos) para que después ingrese a las células de nuestro cuerpo. Estas células utilizarán la secuencia de ARNm del antígeno como instrucciones específicas para sintetizar la proteína concreta y despertar la reacción inmune.

Primeros pasos en los 90

Este tipo de tecnología no es nueva. A principios de la década de 1990, la inyección directa de ácidos nucleicos (ARN o ADN) en los músculos de ratones condujo a la expresión in vivo de proteínas codificadas por el ácido nucleico inyectado.

Este hallazgo, junto con los estudios que demostraron que la entrega de ADN codificante para proteínas patógenas provoca una respuesta inmune y protección contra la infección, abrió la puerta al desarrollo de vacunas de ADN o ARN.

Hasta la fecha, los estudios en humanos con este tipo de tecnología han sido decepcionantes. Sin embargo, el interés reciente en las vacunas de ARN mensajero (ARNm) ha sido impulsado por el desarrollo de métodos que aumentan la estabilidad del ARNm, la entrega del ARNm a la célula y la producción de proteínas antigénicas. La ventaja de las vacunas de ARNm es que, a diferencia de las vacunas de ADN, no necesitan ingresar al núcleo celular para expresar el antígeno.

Son vacunas seguras

Es importante destacar que la inyección de ARN no presenta ningún riesgo de alterar la secuencia de ADN natural de la célula por lo que la tecnología de vacunación basada en ARNm es segura y muy prometedora para prevenir y tratar una amplia gama de enfermedades. En teoría es igual de eficaz que las vacunas tradicionales, pero puede incluso llegar a mostrarse más robusta y versátil, ya que permite diseñar y obtener un ARNm concreto para cada vacuna específica.

A priori, la producción de vacunas de ARN es más barata y rápida que la producción de una proteína antigénica completa por métodos tradicionales. Además, el ARNm se puede producir in vitro, es decir, fuera de las células, utilizando una plantilla de ADN que contiene la secuencia de un antígeno específico.

Un reto: impedir la degradación del ARN

Uno de los problemas principales es que los ARN son propensos a una rápida degradación, lo que obstaculiza el proceso de vacunación. Por esta razón, de momento las vacunas de Pfizer necesitan un almacenamiento y distribución en rigurosas condiciones de frío a -80ºC. Para evitar esta situación y mejorar el proceso de vacunación, el ARNm de la vacuna ARNm-1273 de la compañía Moderna ha sido protegido y encapsulado en nanopartículas lipídicas (LNP).

Las vacunas de ARN se erigen como una alternativa esperanzadora para combatir la pandemia de Covid-19 y domar el desafío actual hasta hacerlo más manejable, salvando vidas y minimizando la morbilidad, pero debemos ser conscientes de que la aplicación de nuevas metodologías y el desarrollo de vacunas seguras y eficaces es un proceso complejo y que a menudo se dilata en el tiempo.