COVID 19 ..VACUNAS (Víctor E. Márquez, Ph.D. Científico Emérito, NIH)

 COVID-19:

 La carrera de las vacunas 

Introducción 

El adelanto científico para el desarrollo de estas vacunas ha sido increíble; sin embargo, no ha sido producto de una carrera improvisada. Los conocimientos que han contribuido a su éxito han venido acumulándose desde la década de los ’90. Además de las vacunas, el desarrollo de nuevos métodos de diagnóstico ha sido igualmente impresionante. Este rápido desarrollo desafortunadamente ha sido caldo de cultivo para los grupos anti-vacunas que han llenado irresponsablemente las redes sociales de falsas teorías conspirativas que no tienen base científica. Es natural que cuando aparece una nueva enfermedad existan opiniones diversas y aún contradictorias entre grupos diversos de investigadores. Esto forma parte del aprendizaje que poco a poco se va depurando con nuevos experimentos e investigaciones. Yo viví una experiencia similar durante la década de los ’80 con el virus del SIDA (HIV), con la única diferencia de que en aquella época no existían las redes sociales que causan pánico en el público y que además reportan falsamente la existencia de métodos curativos que no han sido comprobados. Espero que con esta breve exposición ustedes puedan llegar a sentir admiración por este logro tan admirable de la ciencia. El virus del COVID-19 Sin profundizar mucho en materia de virus, el causante de esta enfermedad es un virus cuyo genoma es un RNA mensajero (mRNA) de sentido positivo: (+)RNA. Esto significa que el mRNA puede ser directamente traducido por el ribosoma de la célula infectada para fabricar las proteínas virales. El ribosoma en el citoplasma es la factoría que fabrica proteínas de acuerdo al mensaje del mRNA. Los virus que son (-)RNA, por el contrario, necesitan un paso extra de una enzima, la RNA polimerasa, para entonces fabricar el (+)RNA. Vacunas de mRNA 1. 

El 31 de diciembre 2019 se reportan 27 casos de una pneumonia atípica en Wuhan, China. 

2. El 10 de enero 2020 se publica la secuencia entera del genoma del COVID-19. 

3. El 13 de enero 2020 la farmacéutica Moderna (el nombre viene de “mode-RNA”) anuncia su plan de desarrollar una vacuna basada en el mRNA, y el 16 de marzo comienza estudios clínicos fase I. 

4. El 5 de mayo 2020 Pfizer comienza estudios clínicos fase I con una vacuna similar basada en mRNA. 

5. Ambas vacunas utilizan sólo una parte del mRNA mensajero con la secuencia necesaria para que el ribosoma del paciente fabrique la proteína de la espiga del virus. Estas son las espigas que el virus utiliza como ganchos para acceder el interior de la célula. De esa manera el sistema immune fabrica anticuerpos en contra de las espigas superficiales del virus y así evita la penetración intracelular. 

6. El tamaño completo del genoma del virus es de 29,811 nucleótidos (cadenas de las letras A, C, G, U) pero las vacunas usan solamente 3,819 (Moderna) ó 4,284 (Pfizer) que son las secuencias que corresponden al código mRNA de la espiga. 

7. Como la conformación espacial de la espiga del virus cambia después de afianzarse a la célula, ambas vacunas requerían mantener fija la conformación de la espiga tal como se presenta antes la fusión con la célula para así obtener una mejor respuesta immune. Para eso cambiaron dos amino ácidos flexibles en la proteína de la espiga por prolina (P) que es el amino más ácido rígido, logrando así estabilizar la conformación deseada. De esa manera la vacuna se conoce como la 2P por tener esas mutaciones. Los estudios preliminares de la mutación 2P se realizaron en el National Institute of Allergy and Infectious Diseases, NIH, quienes colaboraron con Pfizer y Moderna. 

8. Además del cambio de las 2P —que requería un cambio correspondiente en el mRNA de la vacuna— se introdujeron otros cambios en la secuencia del mRNA para darle más estabilidad porque el RNA de por sí es muy inestable. Esto explica la diferencia en tamaño del mRNA que existe entre las vacunas de Pfizer y Moderna. 

9. La preparación del mRNA es algo complicada: (1) Primero se sintetizan químicamente cadenas de DNA que por las limitaciones del método de síntesis son de 100 nucleótidos (letras). Estas cadenas de DNA, que llevan segmentos del mensaje para la síntesis del mRNA, se ligan en forma ordenada mediante el uso de enzimas para lograr así la plantilla completa del DNA (plásmido DNA); (2) El DNA es luego amplificado enormemente en cultivos bacterianos; (3) Una vez aislado, el DNA es sometido a una reacción enzimática de transcripción (DNA -> RNA) usando una solución que contiene todas las letras posibles (nucleótidos A, C, G, U) para producir el mRNA correspondiente; (4) Finalmente, después de una extracción y purificación, se obtiene el mRNA de la vacuna. 

10. El mRNA por sí mismo no puede ser utilizado por su inestabilidad y es necesario encapsularlo en una nano-partícula de lípidos para protegerlo. 

11. El desarrollo de estas nano-partículas ha sido la piedra angular para el éxito de estas vacunas. Esta tecnología comenzó antes del año 1995, fecha en la cual el FDA aprobó el primer producto de RNA (Patisiran) para el tratamiento genético de una enfermedad hereditaria. En este producto se encapsulaba una molécula de RNA mucho más pequeña de 27 a 30 nucleótidos, llamada siRNA (o RNA silenciador), porque impedía la expresión de un gene indeseado. Para la formulación de las vacunas del Covid-19 se necesitaron nanopartículas más sofisticadas, más grandes (80 nanométros) y de complicada estructura, cada una conteniendo varias copias del mRNA. 

12. El 18 de mayo Moderna anuncia resultados de la fase I demostrando que su vacuna es segura e induce la producción de anticuerpos. 

13. El 9 de noviembre Pfizer presenta resultados de fase III demostrando que su vacuna tiene una eficacia de 95%. 

14. El 11 de diciembre el FDA autoriza el uso de emergencia de la vacua de Pfizer. 

15. El 18 de diciembre el FDA aprueba una autorización igual para la vacuna de Moderna que tiene una efectividad de 94.5%. 

16. Estas vacunas son muy versátiles y en caso de que se requiera una nueva versión en contra de un virus mutante, sólo se requiere cambiar fácilmente la secuencia del mRNA. El resto de la fabrication es igual. Vacunas de adenovirus 1. El 27 de febrero 2020 el FDA aprueba el uso de emergencia de la vacuna Johnson & Johnson que tiene una efectividad de 72%. 2. El 24 de marzo 2020 el FDA aprueba el uso de emergencia de la vacuna AstraZeneca que tiene una efectividad de 76%. 3. El 11 de agosto 2020 Rusia aprueba el uso de su vacuna sin estudios fase III. 4. Los virus son los vectores más eficientes para transportar e insertar genes en las células. 5. Desde hace cuatro décadas los virus han sido estudiados para el desarrollo de nuevas vacunas. 6. Las vacunas de AstraZeneca, Johnson & Johnson, la rusa Sputnik, y las chinas utilizan un adenovirus —el causante de la gripe común. 7. Primeramente se remueven los genes que el adenovirus utiliza para su reproducción para luego ser insertados en células específicas que se utilizan para cultivarlos en el laboratorio. 8. Estos virus “destripados” son ideales para introducir en ellos nuevos genes. En el caso específico de estas vacunas, se inserta el DNA que codifica la síntesis de la proteína de la espiga del covid-19. Estos virus son seguidamente aislados para la fabricación de vacunas que contienen 50 mil millones de vectores en cada inyección. 9. Esta metodología había fracasado en intentos anteriores de fabricación de vacunas para el HIV (SIDA) y la malaria. Sin embargo, tuvo un gran éxito para la vacuna contra el ébola elaborada por Johnson & Johnson. 10. En contraste con las vacunas de mRNA que solo requieren llegar al citoplasma —lugar donde se encuentran los ribosomas— las vacunas que emplean el adenovirus deben llegar al núcleo de la célula para iniciar la transcripción de DNA -> mRNA. 11. El mRNA es luego exportado al citoplasma en donde es traducido por el ribosoma y produce la proteína de la espiga del covid-19. Es un mecanismo que empieza un paso más atrás en relación a las vacunas de mRNA. Para finalizar, si estas vacunas no se adaptan a la definición tradicional de “vacuna”, que muchos las califican como medicamentos transgénicos, entonces simplemente hay que modificar la definición de lo qué es una vacuna. Esto es simplemente una modificación semántica. 

Víctor E. Márquez, Ph.D. Científico Emérito, NIH

(EXCELENTE EXPLICAIÓN DEL DR. MÁRQUEZ)