Las vacunas de ácido nucleico usan ARNm para dar instrucciones a las células sobre cómo producir una proteína deseada. Libre de derechos/iStock a través de Getty Images
Las dos vacunas contra el coronavirus más exitosas desarrolladas en los EE. UU., las vacunas Pfizer y Moderna, son vacunas de ARNm. La idea de utilizar material genético para producir una respuesta inmunitaria ha abierto un mundo de investigación y usos médicos potenciales que están muy lejos del alcance de las vacunas tradicionales. Deborah Fuller es microbióloga en la Universidad de Washington que ha estado estudiando vacunas genéticas durante más de 20 años. Hablamos con ella sobre el futuro de las vacunas de ARNm para el podcast de The Conversation Weekly. A continuación se presentan extractos de esa conversación que han sido editados por su extensión y claridad.
¿Cuánto tiempo han estado en desarrollo las vacunas basadas en genes?
Este tipo de vacuna ha estado en proceso durante sobre 30 años. Las vacunas de ácido nucleico se basan en la idea de que el ADN produce ARN y luego el ARN produce proteínas. Para cualquier proteína determinada, una vez que conocemos la secuencia o el código genético, podemos diseñar una molécula de ARNm o ADN que impulse a las células de una persona a comenzar a producirla.
Cuando pensamos por primera vez en esta idea de poner un código genético en las células de alguien, estábamos estudiando tanto el ADN como el ARN. Las vacunas de ARNm no funcionaron muy bien al principio. Ellos eran inestables y causaron respuestas inmunes bastante fuertes que fueron no necesariamente deseable. Durante mucho tiempo, las vacunas de ADN ocuparon el asiento delantero, y el muy Los primeros ensayos clínicos fueron con una vacuna de ADN..
Pero hace unos siete u ocho años, las vacunas de ARNm comenzaron a tomar la delantera. Los investigadores resolvieron muchos de los problemas, en particular el inestabilidad – y descubierto nuevas tecnologías para entregar ARNm en células y formas de modificar la secuencia de codificación para hacer que las vacunas sean mucho más seguras de usar en humanos.
Una vez que se resolvieron esos problemas, la tecnología estaba realmente lista para convertirse en una herramienta revolucionaria para la medicina. Esto fue justo cuando llegó el COVID-19.
¿Qué diferencia a las vacunas de ácido nucleico de las vacunas tradicionales?
La mayoría de las vacunas inducen respuestas de anticuerpos. Los anticuerpos son el principal mecanismo inmunitario que bloquea las infecciones. Cuando empezamos a estudiar las vacunas de ácido nucleico, descubrimos que debido a que estas vacunas se expresan dentro de nuestras células, también eran muy eficaz para inducir una respuesta de células T. Este descubrimiento realmente generó más ideas sobre cómo los investigadores podrían usar las vacunas de ácido nucleico no solo para enfermedades infecciosas, sino también para la inmunoterapia para tratar el cáncer y las enfermedades infecciosas crónicas, como el VIH, la hepatitis B y el herpes, así como los trastornos autoinmunes e incluso para la terapia génica. .
¿Cómo puede una vacuna tratar el cáncer o las enfermedades infecciosas crónicas?
Las respuestas de las células T son muy importantes para identificar células infectadas con enfermedades crónicas y células cancerosas aberrantes. También juegan un papel importante en la eliminación de estas células del cuerpo.
Cuando una célula se vuelve cancerosa, comienza a producir neoantígenos. En casos normales, el sistema inmunitario detecta estos neoantígenos, reconoce que algo anda mal en la célula y lo elimina. La razón por la que algunas personas tienen tumores es que su sistema inmunitario no es capaz de eliminar las células tumorales, por lo que las células se propagan.
Con una vacuna de ARNm o ADN, el objetivo es hacer que su cuerpo sea más capaz de reconocer los neoantígenos muy específicos que ha producido la célula cancerosa. Si su sistema inmunológico puede reconocerlos y verlos mejor, atacar las células cancerosas y eliminarlas del cuerpo.
Esta misma estrategia se puede aplicar a la eliminación de infecciones crónicas como el VIH, la hepatitis B y el herpes. Estos virus infectan el cuerpo humano y permanecen en el cuerpo para siempre a menos que el sistema inmunitario los elimine. De manera similar a la forma en que las vacunas de ácido nucleico pueden entrenar al sistema inmunitario para eliminar las células cancerosas, se pueden usar para entrenar a nuestras células inmunitarias para que reconozcan y eliminen las células infectadas de forma crónica.
¿Cuál es el estado de estas vacunas?
Algunos de los primeros ensayos clínicos de vacunas de ácido nucleico ocurrieron en la década de 1990 y eran para el cancer, particularmente para melanoma.
Hoy en día, hay un número de ensayos clínicos de ARNm en curso para el tratamiento de melanoma, cáncer de próstata, cáncer de ovario, cáncer de mama, leucemia, glioblastoma y otros, y ha habido algunos resultados prometedores. Moderna anunció recientemente resultados prometedores con su ensayo de fase 1 que usa ARNm para tratar tumores sólidos y linfomas
También hay muchos ensayos en curso que analizan las vacunas de ADN contra el cáncer, porque las vacunas de ADN son particularmente eficaz en la inducción de respuestas de células T. Una empresa llamada Inovio demostró recientemente un impacto significativo en el cáncer de cuello uterino causado por el virus del papiloma humano en mujeres utilizando una vacuna de ADN.
¿Pueden las vacunas de ácido nucleico tratar los trastornos autoinmunes?
Los trastornos autoinmunes ocurren cuando las células inmunitarias de una persona atacan una parte del propio cuerpo de la persona. Un ejemplo de esto es la esclerosis múltiple. Si tiene esclerosis múltiple, su propias células inmunitarias están atacando la mielina, una proteína que recubre las células nerviosas de los músculos.
La forma de eliminar un trastorno autoinmune es modular sus células inmunitarias para evitar que ataquen sus propias proteínas. A diferencia de las vacunas, cuyo objetivo es estimular el sistema inmunitario para que reconozca mejor algo, el tratamiento de las enfermedades autoinmunes busca amortiguar el sistema inmunitario para que deje de atacar algo que no debería. Recientemente, los investigadores crearon una vacuna de ARNm que codifica una proteína de mielina con instrucciones genéticas ligeramente modificadas para evitar que estimule las respuestas inmunitarias. En lugar de activar las células T normales que aumentan las respuestas inmunitarias, la vacuna hizo que el cuerpo producir células T reguladoras que suprimió específicamente solo las células T que atacaban a la mielina.
Muchas enfermedades resultan cuando las personas tienen mutaciones o les faltan ciertos genes, y las vacunas de ácido nucleico podrían actuar como reemplazos temporales de los genes faltantes. ttsz/iStock a través de Getty Images
¿Alguna otra aplicación de la nueva tecnología de vacunas?
La última aplicación es en realidad una de las primeras cosas que los investigadores pensaron sobre el uso de vacunas de ADN y ARNm para la terapia génica. Algunas personas nacen sin ciertos genes. El objetivo de la terapia génica es proporcionar a las células las instrucciones que necesitan para producir una proteína importante.
Un gran ejemplo de esto es la fibrosis quística, una enfermedad genética causada por mutaciones en un solo gen. Usando ADN o una vacuna de ARNm, los investigadores están investigando la viabilidad de reemplazar esencialmente el gen faltante y permitir que el cuerpo de alguien producir transitoriamente la proteína faltante. Una vez que la proteína está presente, los síntomas podrían desaparecer, al menos temporalmente. El ARNm no persistiría mucho tiempo en el cuerpo humano, ni se integraría en los genomas de las personas ni cambiaría el genoma de ninguna manera. Por lo tanto, se necesitarían dosis adicionales a medida que el efecto desaparezca.
La investigación ha demostrado que este concepto es factible, pero aún necesita algo de trabajo.
Sobre el Autor
deborah fuller, Catedrático de Microbiología, Facultad de Medicina, Universidad de Washington
Este artículo se republica de La conversación bajo una licencia Creative Commons. Leer el articulo original.
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