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COVID-19. Cómo funcionan las vacunas de ARNm de Pfizer y Moderna

 

La nueva vacuna de ARNm de Moderna tiene una eficacia de casi el 94,5% en ensayos a gran escala. JUSTIN TALLIS / AFP a través de Getty Images

Paralizados por la fatiga de la pandemia, las limitaciones económicas y la discordia política, los funcionarios de salud pública han luchado por controlar la creciente pandemia. Pero ahora, una avalancha de análisis provisionales de las compañías farmacéuticas Moderna y Pfizer / BioNTech han estimulado el optimismo de que un nuevo tipo de vacuna a base de ARN mensajero, conocido como ARNm, puede ofrecer altos niveles de protección al prevenir el COVID-19 entre las personas vacunadas.

Aunque inéditos, estos informes preliminares han superado las expectativas de muchos expertos en vacunas.

Resultados preliminares prometedores

Moderna informó que durante el estudio de fase 3 de su candidato a vacuna mRNA-1273 , en el que se inscribieron 30.000 participantes adultos estadounidenses , solo cinco de los 95 casos de COVID-19 ocurrieron entre los vacunados, mientras que se identificaron 90 infecciones en el grupo de placebo. Esto corresponde a una eficacia del 94,5%. Ninguno de los pacientes infectados que recibieron la vacuna desarrolló COVID-19 grave, mientras que 11 (12%) de los que recibieron el placebo sí lo hicieron.

De manera similar, la vacuna candidata de Pfizer-BioNTech, BNT162b2 , fue 90% efectiva en la prevención de infecciones durante el ensayo clínico de fase 3, que inscribió a 43,538 participantes, 30% en EE. UU. Y 42% en el extranjero.

¿Cómo funciona la vacuna de ARNm?

Las vacunas entrenan al sistema inmunológico para que reconozca la parte de un virus que causa la enfermedad. Las vacunas contienen tradicionalmente virus debilitados o proteínas de firma purificadas del virus.

Pero una vacuna de ARNm es diferente, porque en lugar de inyectar la proteína viral, una persona recibe material genético (ARNm) que codifica la proteína viral. Cuando estas instrucciones genéticas se inyectan en la parte superior del brazo, las células musculares las traducen para producir la proteína viral directamente en el cuerpo.

Este enfoque imita lo que hace el SARS-CoV-2 en la naturaleza, pero el ARNm de la vacuna codifica solo el fragmento crítico de la proteína viral. Esto le da al sistema inmunológico una vista previa de cómo se ve el virus real sin causar enfermedad. Esta vista previa le da tiempo al sistema inmunológico para diseñar anticuerpos poderosos que pueden neutralizar el virus real si el individuo alguna vez se infecta.

Si bien este ARNm sintético es material genético, no se puede transmitir a la siguiente generación. Después de una inyección de ARNm, esta molécula guía la producción de proteínas dentro de las células musculares , que alcanza niveles máximos durante 24 a 48 horas y puede durar unos días más.

El cronograma de inmunización para el ensayo de la vacuna Moderna. undefined undefined / iStock / Getty Images Plus

¿Por qué es tan rápido hacer una vacuna de ARNm?

El desarrollo de vacunas tradicionales, aunque bien estudiado, requiere mucho tiempo y no puede responder instantáneamente contra nuevas pandemias como la COVID-19.

Por ejemplo, para la gripe estacional, se necesitan aproximadamente seis meses desde la identificación de la cepa del virus de la gripe circulante para producir una vacuna. El virus candidato a la vacuna contra la gripe se cultiva durante aproximadamente tres semanas para producir un virus híbrido, que es menos peligroso y más capaz de crecer en huevos de gallina. Luego, el virus híbrido se inyecta en muchos huevos fertilizados y se incuban durante varios días para hacer más copias. Luego, el líquido que contiene el virus se extrae de los huevos, se eliminan los virus de la vacuna y se purifican las proteínas virales durante varios días.

Una vez que las herramientas de la vacuna de ARNm se vuelven viables, el ARNm se puede adaptar rápidamente para otras pandemias futuras.

Las vacunas de ARNm pueden superar los obstáculos del desarrollo de vacunas tradicionales, como la producción de virus no infecciosos o la producción de proteínas virales con niveles de pureza médicamente exigentes. Las vacunas de ARNm eliminan gran parte del proceso de fabricación porque, en lugar de inyectar proteínas virales, el cuerpo humano usa las instrucciones para fabricar proteínas virales.

Además, las moléculas de ARNm son mucho más simples que las proteínas. En el caso de las vacunas, el ARNm se fabrica mediante síntesis química en lugar de biológica, por lo que es mucho más rápido que las vacunas convencionales rediseñarse, ampliarse y producirse en masa.

De hecho, pocos días después de que el código genético del virus SARS-CoV-2 estuviera disponible, el código de ARNm para una prueba de vacuna candidata estaba listo. Lo más atractivo es que una vez que las herramientas de la vacuna de ARNm se vuelven viables, el ARNm se puede adaptar rápidamente para otras pandemias futuras.

Una comparación de las vacunas de ARNm tradicionales con las nuevas. CC BY-SA

El rápido ritmo de desarrollo de las vacunas contra Covid-19 se debe a varios factores: conocimiento previo del papel de la proteína de pico en la patogénesis del coronavirus y evidencia de que el anticuerpo neutralizante contra la proteína de pico es importante para la inmunidadla evolución de las plataformas de tecnología de vacunas de ácido nucleico que permiten la creación de vacunas y la pronta fabricación de miles de dosis una vez que se conoce una secuencia genéticay actividades de desarrollo que se pueden realizar en paralelo, en lugar de secuencialmente, sin aumentar los riesgos para los participantes del estudio.

¿Cuáles son los problemas con el ARNm?

La tecnología de ARNm no es nueva. Hace un tiempo se demostró que cuando se inyecta ARNm sintético en un animal, las células pueden producir una proteína deseada. Pero el progreso siguió siendo lento. Esto se debe a que el ARNm no solo es notoriamente inestable y fácil de degradar en componentes más pequeños, sino que también es fácilmente destruido por las defensas inmunitarias del cuerpo humano, lo que hace que entregarlo al objetivo sea muy ineficiente.

Pero a partir de 2005 , los investigadores descubrieron cómo estabilizar el ARNm y empaquetarlo en pequeñas partículas para administrarlo como vacuna. Se espera que las vacunas de ARNm COVID-19 sean las primeras que utilicen esta tecnología en ser aprobadas por la FDA (Agencia norteamericana del medicamento).

Después de una década de trabajo, las vacunas de ARNm ahora están listas para su evaluación. Los médicos estarán atentos a las reacciones inmunes no deseadas , que pueden ser tanto útiles como perjudiciales .

Dosificación de las vacunas ARNm

Muchos estudios de fase 3 fracasan debido a una identificación incorrecta de la dosis que mejor equilibra la seguridad y la eficacia. El régimen de dosificación de las vacunas de ARNm aún está en estudio. En los ensayos clínicos, la dosis de 250 μg no pareció estar asociada con títulos de anticuerpos marcadamente más altos que la dosis de 100 μg, pero se asoció con una mayor proporción de eventos adversos sistémicos graves. Como indican los investigadores, es prudente evaluar dosis de 100 μg o menos para definir el régimen que proporcione el perfil de riesgo-beneficio más apropiado para esta vacuna. Otra consideración especial de dosificación en este caso es la edad: las funciones inmunitarias que disminuyen con la edad y que probablemente sean responsables del mayor riesgo de Covid-19 grave en adultos mayores también pueden conducir a respuestas deficientes a la vacuna. ¿Se necesitará una vacuna Covid-19 de dosis alta para la protección eficaz de los adultos mayores, como se observa con las vacunas contra la influenza? 

Será necesario confirmar la importancia clínica de los títulos de anticuerpos neutralizantes y de unión al SARS-CoV-2 y su capacidad para predecir la eficacia. Estas medidas se utilizan actualmente para guiar la selección de la dosis antes de ser verificadas; son las mejores herramientas disponibles y están respaldadas por hallazgos en primates no humanos.

¿Por qué mantener el ARNm superfrío?

El desafío más importante para el desarrollo de una vacuna de ARNm sigue siendo su inestabilidad inherente, porque es más probable que se rompa por encima de las temperaturas bajo cero.

La modificación de los componentes básicos del ARNm y el desarrollo de las partículas que pueden envolverlo con relativa seguridad han ayudado a los candidatos a la vacuna del ARNm. Pero esta nueva clase de vacuna aún requiere condiciones de congelación sin precedentes para su distribución y administración.

La vacuna de ARNm de Pfizer-BioNTech deberá almacenarse de manera óptima a menos 94 grados Fahrenheit y se degradará en unos cinco días a temperaturas normales de refrigeración ligeramente por encima del punto de congelación.

Por el contrario, Moderna afirma que su vacuna se puede mantener en la mayoría de las temperaturas del congelador doméstico o médico hasta por seis meses para su envío y almacenamiento a más largo plazo. Moderna también afirma que su vacuna puede permanecer estable en condiciones refrigeradas estándar, de 36 a 46 grados Fahrenheit, hasta 30 días después de la descongelación, dentro de la vida útil de seis meses.

No es sorprendente que Pfizer también esté desarrollando contenedores de envío que utilizan hielo seco para abordar las limitaciones de envío.

La complejidad operativa inherente a un gran estudio se ve agravada por las ondulaciones de la pandemia; la eficacia se puede determinar solo si hay una coincidencia entre la ubicación de los participantes vacunados y los puntos calientes de la pandemia. La incertidumbre con respecto al perfil de eficacia esperado también genera complejidad; los perfiles observados para otras vacunas virales sugieren que la eficacia contra el Covid-19 grave puede ser mayor que la eficacia contra la enfermedad leve. Se debe considerar una selección cuidadosa de los puntos finales primarios y diseños de estudios basados ​​en eventos con la posibilidad de una nueva estimación del tamaño de la muestra.

Fuentes:

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