Vacunas: armamento contra el COVID-19

DISCLAIMER. Toda la información recopilada en esta entrada procede principalmente de un artículo publicado en Nature bajo el nombre “The race for coronavirus vaccines: a graphical guide” (doi: 10.1038/d41586-020-01221-y)

En cualquier guerra se necesitan ciertas armas para intentar y lograr vencer al enemigo. En la actual pandemia en la que nos encontramos, nuestras principales armas son las vacunas y los fármacos. En este artículo nos centraremos en hablar sobre los diferentes tipos de vacunas en las que se está trabajando a día de hoy, 8 en concreto.

La gran mayoría de personas, con formación científica o no, seguro que piensan o han pensado en cuando se creará la vacuna que termine con todo esto. Pero, ¿qué es una vacuna? Según el CDC, se trata de un compuesto capaz de estimular el sistema inmune con el objetivo de producir inmunidad o protección frente a una determinada enfermedad. Actualmente hay 120 candidatos en desarrollo según un listado creado por el Vaccine Centre del London School of Hygiene & Tropical Medicine.

Resumen de los diferentes tipos de vacunas en desarrollo y su estado a 7 de mayo de 2020
(https://vac-lshtm.shinyapps.io/ncov_vaccine_landscape/).

La infección del organismo por parte de un virus también puede terminar en la adquisición de inmunidad si éste es neutralizado por el sistema inmune, pero se estaría expuesto a la enfermedad causada por el virus, COVID-19 en nuestro caso, y a sus consecuencias.

De forma simplificada, cuando un virus infecta a un individuo, su sistema inmune adaptativo lo reconoce, generando anticuerpos específicos y destruyendo las células que se encuetran infectadas. Los pasos simplificados serían:

  1. Entrada del virus en células del organismo. Éste aprovecha la maquinaría de la célula infectada para replicar su material genético (ADN o ARN) y sintetizar los componentes necesarios para ensamblar nuevos virus.
  2. Asimilación del virus por células presentadoras de antígenos (APCs; células dendríticas, macrófagos…), las cuales se encargan de presentar péptidos derivados de proteínas virales, como las proteínas de la cápside, a linfocitos T CD4+/colaboradores y CD8+/citotóxicos.
  3. Activación de linfocitos B y T CD8 por parte de los linfocitos T CD4. Los linfocitso B producen anticuerpos específicos contra el virus, mientras que los linfocitos T CD8 reconocen y destruyen las células infectadas por el virus.
  4. Generación de linfocitos B y T de memoria, los cuales confieren inmunidad ante nuevas infecciones.

Bien, ahora que conocemos como se genera la inmunidad ante la infección por un virus, ¿cómo podemos generar dicha inmunidad frente al SARS-CoV-2 pero sin exponer a un individuo a los efectos negativos asociados a la infección por dicho virus? Existen diferentes enfoques, pero os hablaré de 8 tipos en los que se está trabajando actualmente, basados en:

  • Virus: inactivados o atenuados
  • Vectores virales: con capacidad de replicación o no
  • Ácidos nucleicos: ADN o ARN
  • Proteínas: subunidades proteicas o partículas similares a virus (VLPs)

Veamos como funcionan una por una. VACCINES ASSEMBLE!

1. VIRUS

Al igual que muchas de las vacunas para otros virus creadas hasta la fecha, varios grupos están trabajando en el uso del SARS-CoV-2 en su forma inactivada o atenuada para el diseño de una vacuna efectiva. Se trata del enfoque más tradicional. El “problema” de estas vacunas radica en el requerimiento de gran cantidad de ensayos de seguridad para lograr un desarrollo efectivo y aplicable en humanos.

  • Virus atenuados. Se generan al transmitir sucesivamente el virus a animales o células humanas con el objetivo de alterar su código genético de tal manera que la producción de proteíans virales sea menos eficiente y mermar así las consecuencias de la enfermedad generada, COVID-19 en este caso.
  • Virus inactivados. Pierden su capacidad infectiva mediante el uso de químicos (formaldehído) o calor. La parte negativa de este tipo de virus es que se requiere de grandes cantidades de virus para poder generarlos.

Al carecer de capacidad infectiva, la inyección de vacunas basadas en estos virus no desencadena el desarrollo de la enfermedad asociada al virus, pero sí genera una respuesta inmune debido a la presentación de péptidos derivados de proteínas virales por parte de las APCs a los linfocitos T.

2. VECTORES VIRALES

Las vacunas basadas en vectores virales consisten en la modificación del material genético de un virus ya tratable (sarampión, adenovirus…) con el objetivo de que éste incorpore genes responsables de la síntesis de proteínas del virus ante el cual se quiere conferir inmunidad, las cuales son potencialmente reconocibles como antígenos por el sistema inmune. Además, los virus son atenuados para que así no causen enfermedad. Dentro de este tipo de vacunas se encuentran aquellas que tienen capacidad replicativa y que no.

  • Con capacidad replicativa. Suelen ser seguras y provocar una fuerte respuesta inmune, aunque la existencia de inmunidad previa ante el vector empleado puede mitigar la efectividad de la vacuna.
  • Sin capacidad replicativa. Pueden necesitarse múltiples inyecciones para lograr inducir inmunidad a largo plazo.

3. ÁCIDOS NUCLEICOS

Los ácidos nucleicos empleados, sean ADN o ARN, codificarían proteínas capaces de estimular el sistema inmune para generar una respuesta, principalmente la proteína S. Son inyectados en células humanas, las cuales generan copias del material genético (en el caso del ADN) y codifican las proteínas que posteriormente serán reconocidas y presentadas por las APCs. Este tipo de vacunas son seguras y fáciles de desarrollar, aunque ninguna vacuna basada en ácidos nucleicos ha sido aprobada para su uso y comercialización hasta la fecha.

  • ADN. Su entrada en la célula requiere de un proceso de electroporación, el cual crea agujeros en la membrana que permiten la entrada del ADN en las células. Un ejemplo concreto sería el de INO-4000, vacuna actualmente en desarrollo por Inovio Pharmaceuticals y cuya administración y efectos se representan en la siguiente imagen.
https://pbs.twimg.com/media/EWmKVzZXkAAI0Jy?format=png&name=small
  • ARN. Se encuentra encapsulado en vesículas que lo protegen de su degradación y permiten su entrada en células humanas mediante endocitosis. Un ejemplo concreto sería el de mRNA-1273, desarrollada por Moderna y la cual ya ha comenzado los ensayos clínicos en humanos.

4. PROTEÍNAS

Este tipo de vacunas se basan en la inyección de proteínas del SARS-CoV-2 que serán absorbidas por las células presentadoras de antígenos, generando así respuesta inmune y, por tanto, inmunidad ante el virus. Según el tipo de proteína inyectada, pueden distinguirse dos subtipos:

  • Subunidades proteicas. Principalmente se emplean las proteínas M y S, y el dominio de unión al receptor (RBD) ACE2 de esta úlima. Este tipo de vacunas requieren del uso de adyuvantes, moléculas con la capacidad de estimular el sistema inmune, y la administración de varias dosis.
Estructura general de la unión entre la región de unión al receptor (RBD) ACE2 de la proteína S del SARS-CoV-2 y ACE2. Figura adaptada de Lan et al. (2020) [doi: 10.1038/s41586-020-2180-5]
  • Partículas similares a virus (VLPs). Las VLPs consisten en estructuras multiproteicas sin material genético, y por tanto ausentes de capacidad infectiva, que pueden mimetizar la organización y estructura que presentan ciertos virus. Este tipo de vacunas desencadenan una fuerte respuesta inmune. Respecto al SARS-CoV-2, se está trabajando en el diseño de VLPs que mimeticen su estructura, aunque su producción puede ser algo compleja.

Como habéis visto a lo largo de esta entrada, existen muchas vías abiertas en la actual lucha contra el SARS-CoV-2 y el COVID-19. ¿Cuál será la primera en triunfar? Eso es algo que no puedo preveer, no soy Doctor Strange… (aunque molaría muchísimo).

Espero que os haya gustado la entrada ^_^ Aquí debajo os dejo otras, por si no las habíais leído. También podéis punturar la entrada, dejar alguna sugerencia o pregunta, y compartir la entrada. ¡Muchas gracias por el apoyo! 🙂

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