La Revolución de la Vacuna

Cuando el nuevo coronavirus sars-cov-2 estalló en la escena mundial, infectó a cientos de millones de personas, mató a millones y provocó una inmensa disrupción social y económica. Sin embargo, apenas a un año de que surgiera el virus mortal en China, los gobiernos nacionales estuvieron en condiciones de autorizar el uso de vacunas contra el covid-19, la enfermedad causada por el virus. Las vacunas que emplean el ARN mensajero (ARNm) estuvieron entre las primeras en cruzar la línea de meta, al pasar de la secuenciación genética del virus a las pruebas en humanos en menos de 3 meses. En diciembre de 2020, la Administración de Medicamentos y Alimentos de Estados Unidos (FDA) autorizó el uso de emergencia de una vacuna de ARNm producida en colaboración entre la empresa Pfizer de Estados Unidos y la alemana BionTech, y otra desarrollada por el laboratorio estadounidense Moderna, luego de que las pruebas clínicas demostraron que ambas eran casi 95% eficaces para prevenir el covid-19. La opinión pública quedó maravillada por la rapidez con que se produjeron, pero en realidad, son el resultado, junto con la tecnología en que se basan, de más de una década de investigaciones. Hoy, representan un logro científico y de salud pública impresionante.

La tecnología de ARNm transforma la manera de enfrentar las amenazas pandémicas actuales y futuras. El ARN mensajero es una molécula que lleva la información genética contenida en el adn de una célula desde el núcleo hasta el citoplasma, donde sintetiza una proteína. Desde hace tiempo los científicos sueñan con aprovechar este ARNm inyectándolo de alguna manera a los seres humanos, para producir proteínas 

específicas con propósitos terapéuticos o preventivos. Las vacunas de ARNm contra el covid-19 funcionan estimulando al organismo para que produzca las llamadas proteínas espiculares, que se localizan en la superficie del virus (pero no en el virus mismo), las cuales entonces incitan una respuesta inmune que consiste en crear anticuerpos capaces de eliminar el coronavirus que causa el covid-19.

Estas vacunas no solo ofrecen una salida a la pandemia actual. La tecnología del ARN mensajero también ofrece a los investigadores nuevas vías para luchar contra futuros brotes epidémicos como el covid-19 y prepararse para una hipotética “enfermedad x”, un patógeno aún desconocido que resulte al menos tan contagioso como el sars-cov-2 y que podría desencadenar una pandemia todavía más letal. Además, el ARNm ayudaría a crear mejores vacunas básicas, como las que se aplican contra la gripe. Ahora bien, esta biotecnología depende de su infraestructura. Nada del potencial de la tecnología del ARNm se materializará si las instituciones internacionales, los gobiernos nacionales y las empresas privadas no colaboran para reunir los recursos y la capacidad que se necesitan para sacarle todo el provecho a este milagro médico.

EL LOGRO

Una serie de avances en los últimos 60 años hicieron posible la vacuna de ARNm, comenzando por el descubrimiento del adn en la década de 1950 y el subsecuente desciframiento de cómo opera el código genético. Los primeros intentos para aprovechar el ARNm no tuvieron éxito, en gran medida porque es una molécula inestable. Luego, se produjo un gran avance en la última década. Mediante nanotecnología, los científicos insertaron ARNm en una pequeña partícula lípida (básicamente, una burbuja diminuta de ácidos grasos) y crearon así una variedad de tal nanopartícula que podía inyectarse sin peligro a seres humanos. Enseguida, gracias a los adelantos de la biología sintética, encontraron la forma de manufacturar rápidamente vacunas basadas en el ARNm.

Estos avances científicos y tecnológicos coincidieron con un mayor interés de la opinión pública en el diseño de vacunas contra patógenos pandémicos. Después de la pandemia de influenza ah1n1 en 2009, el gobierno de Estados Unidos y otros se comprometieron a acelerar el desarrollo de vacunas y a hacer plataformas de inmunización más versátiles, que pudieran pasar de un patógeno a otro utilizando la misma tecnología básica. Uno de los resultados de esta iniciativa son las plataformas de ARNm. A diferencia de las vacunas convencionales, las de ARNm no requieren cepas virales cultivadas en huevos o en células, sino que se procesan mediante una síntesis química confiable y rápida.

Al mismo tiempo, la tecnología de ARNm ganó un mayor respaldo financiero e institucional de las agencias de gobierno estadounidenses y otros inversionistas. En 2017, un conjunto de gobiernos y organizaciones filantrópicas, entre ellas la Wellcome Trust y la Fundación Bill y Melinda Gates, lanzó la Coalición para las Innovaciones en Preparación para Epidemias (cepi), para apoyar el desarrollo de vacunas contra patógenos que pudieran causar epidemias o pandemias, incluida la enfermedad x. De una lista de patógenos con potencial epidémico, compilada por la Organización Mundial de la Salud (oms), la cepi escogió el virus mers, un coronavirus detectado en 2012, como patógeno prioritario, y destinó alrededor de 125 millones de dólares a apoyar la creación de vacunas que lo combatan. Esta inversión dio réditos cuando surgió el covid-19. Científicos e inmunólogos pudieron responder rápidamente a la nueva amenaza valiéndose de estudios sobre vacunas contra otros coronavirus, como el mers, y de investigaciones sobre el ARNm y otras tecnologías de inmunización.

Los investigadores determinaron la secuencia genética del sars-cov-2 en enero de 2020, alrededor de 2 semanas después de que se informó del brote a la oms. Esto desató una frenética competencia por sintetizar vacunas. No sorprende que la vacuna de ARNm estuviera entre las primeras candidatas que iniciaron pruebas en seres humanos: Moderna emprendió esa fase en marzo y Pfizer-BionTech, en mayo. A finales de julio, las dos comenzaron la fase 3 de estudios, que abarca decenas de miles de participantes; para noviembre, los resultados mostraban que ambas eran extraordinariamente eficaces. Todo el proceso tomó unos 300 días, un vuelco radical, increíblemente rápido, en el desarrollo de una vacuna.

Desde entonces, muchos países han otorgado licencias y han autorizado las vacunas de ARNm. En Estados Unidos, más de 44 millones de personas han completado el curso de inmunización de dos dosis (más del 13% de la población) y aproximadamente 60% de toda la población de Israel ha recibido al menos una dosis de la vacuna Pfizer-BionTech. Los primeros datos indican una reducción epidemiológica significativa, tanto de la enfermedad como de la transmisión del virus.

Pese a estas buenas noticias, la primera generación de vacunas de ARNm enfrenta aún muchas dificultades. El patógeno que causa el covid-19 es nuevo, lo mismo que las vacunas, y los investigadores no entienden por completo la naturaleza de la inmunidad que producen tanto la infección natural como la vacunación; no está claro, por ejemplo, cuánto dura la inmunidad que previene el covid-19. Las vacunas también provocan algunos efectos secundarios (dolor en el brazo, fiebre, escalofríos, fatiga y dolor muscular) que, aunque de corta duración, hacen que las personas duden de vacunarse. La capacidad para manufacturar estas vacunas de ARNm todavía es limitada, y luego requieren almacenamiento en frío (a temperaturas extremadamente bajas en el caso de la Pfizer-BionTech), lo que plantea problemas logísticos para realizar campañas masivas de vacunación.

Más preocupantes aún son las nuevas variantes de sars-cov-2 que surgieron en 2020 en Brasil, Sudáfrica, el Reino Unido y otras partes. Se contagian con más facilidad y se han propagado rápidamente por todo el mundo. Los investigadores tratan de determinar si también son más letales y si en la práctica restan eficacia a las vacunas que ya se tienen, como parecen indicar los estudios de laboratorio. Los científicos deben prepararse para la probabilidad de que nuevas variantes del virus requieran nuevas vacunas o adaptaciones a las existentes. Las farmacéuticas han comenzado a acondicionar sus plataformas para que cubran estas nuevas cepas. Moderna, Pfizer y BionTech ya están creando dosis de refuerzo para sus vacunas, en caso de que vayan a necesitarse. Esto representa una prueba más de la prontitud con que es posible desarrollar y fabricar una nueva vacuna de ARNm.

LA NECESIDAD DE AVANZAR DEPRISA

El surgimiento de variantes del virus significa que científicos y farmacéuticas deben trabajar con mayor rapidez para diseñar nuevas vacunas. Cuando se lanzó, la cepi esperaba acortar el tiempo que toma desarrollar una vacuna, de la secuenciación genética de un virus a las pruebas clínicas, a 16 semanas. Sin embargo, este plazo es demasiado para enfermedades letales y muy contagiosas. El brote inicial de covid-19 en una provincia china se hizo pandémico en menos de 12 semanas. La posición de la cepi es que, para combatir las variantes recientes más peligrosas, los gobiernos y las empresas deben aspirar a sintetizar una vacuna antes de 100 días. En febrero de 2021, el Reino Unido urgió a otros países del g-7 a adoptar esta meta.

Sin embargo, aun con la tecnología más avanzada, a los gobiernos les va a costar elaborar vacunas rápidamente si no resuelven primero las dificultades logísticas. Necesitan asegurarse el suministro de los insumos necesarios para producir a gran escala. Actualmente, escasean muchas de las materias primas y los componentes cruciales que se requieren para hacer una vacuna para una nueva cepa, como filtros, tubos y lípidos para nanopartículas. Aumentar el volumen de las materias primas y la capacidad fabril va a demandar más financiamiento. No hay ninguna entidad mundial que se encargue de esta tarea, y depender tan solo de las fuerzas del mercado probablemente exacerbará las desigualdades de acceso a la vacuna entre los países ricos y los de bajo y medio ingreso.

Mientras se afrontan estos retos, las farmacéuticas pueden afinar el proceso de producción para hacerlo más rápido y eficiente. Para combatir las variantes de sars- cov-2, pueden acordar con las autoridades un sistema agilizado de pruebas clínicas, que aproveche las evidencias de la aplicación de las vacunas ya autorizadas (para evitar repeticiones innecesarias) y asegure que las nuevas sean seguras y eficaces, sin tener que pasar por la prolongada fase 3. Nos acercamos a la meta de contar con una plataforma en la que un patógeno pueda cambiarse por otro, gracias a los avances tecnológicos que se han logrado durante la crisis actual. La fda y la Agencia Europea de Medicamentos ya han emitido una guía regulatoria inicial sobre cómo adaptar con rapidez las vacunas contra el covid-19 a nuevas cepas.

Los expertos de la cepi ahora creen que una vacuna contra un patógeno del todo nuevo (no solo una nueva variante del virus que causa el covid-19) también debe poder sintetizarse en no más de 100 días para responder a una epidemia futura con potencial pandémico. En vista de la devastación que causó el covid-19, es demasiado tiempo esperar un año por una vacuna. Las vacunas que usan tecnología de ARNm 

han mostrado que son eficaces y que se preparan rápidamente, así que van a desempeñar un papel mayor en la lucha contra nuevas pandemias.

Comoquiera que sea, si desarrollar nuevas vacunas de ARNm no toma mucho tiempo, todavía hay que probarlas, y la velocidad de entrega depende de cómo se produzcan y se distribuyan. Una vez que se manufactura una vacuna, debe despacharse, con frecuencia hasta el otro lado del mundo, para que se le dé la forma y el envasado final. Dado que la mayoría de las vacunas de ARNm se fabrican en países ricos, los retrasos de producción lentifican el arribo a los países más pobres. Por lo tanto, los esfuerzos de preparación para la pandemia deben incluir las innovaciones necesarias para diseñar y operar sistemas transportables de manufactura modular que sirvan para fabricar las vacunas y también llevar a cabo los pasos finales de llenado y envasado. Ya hay tecnologías para hacerlo, como se vio en el proyecto conjunto entre la empresa alemana de biotecnología CureVac y Tesla Grohmann Automation, una empresa automotriz de Elon Musk, dirigido a construir unidades móviles de síntesis de vacunas de ARNm que podrían, eventualmente, enviarse al sitio de un brote para producirlas localmente y en poco tiempo.

Las vacunas de ARN mensajero tienen un potencial revolucionario en la salud mundial, además del combate a las pandemias. Tomemos como ejemplo la influenza, una infección de las vías respiratorias que mata entre 12 000 y 61 000 estadounidenses al año y que, como el covid-19, afecta desproporcionadamente a ciertos sectores de la población, en especial a los adultos mayores. Cada año, expertos y laboratorios intentan prever qué cepas del virus de influenza es más probable que circulen en la siguiente temporada de gripe. Toma alrededor de 6 meses formular, sintetizar y liberar una vacuna; sin embargo, en ocasiones circulan virus de influenza que aparecen en el lapso entre que los productores comienzan a trabajar con las cepas de la vacuna estacional y el momento en que empiezan a producir la vacuna, cuando la manufactura ya está muy avanzada para hacer otro cambio. Cuando este desfase sucede, la vacuna es menos eficaz y la temporada de gripe es más grave. El riesgo de un desfase podría mitigarse con la tecnología de ARNm. Al menos en teoría, podría tenerse una nueva vacuna contra la influenza estacional en el término de semanas, en vez de meses. Esta prontitud les daría más tiempo a los investigadores para decidir la composición de una vacuna estacional que correspondiera mejor a las cepas de influenza que circulen. Esta tecnología también abriría nuevas oportunidades para elaborar vacunas contra otros virus que cambian constantemente, como el norovirus, que causa enfermedades gastrointestinales agudas.

La tecnología del ARN mensajero también mejoraría la eficacia de algunas vacunas existentes que no funcionan de manera óptima. Por ejemplo, las vacunas de ARNm podrían ofrecer una forma más segura de inocular a personas con sistemas inmunodeprimidos o embarazadas, a quienes se les recomienda que eviten las vacunas tradicionales que contienen versiones atenuadas de los virus que combaten. A juzgar por el éxito de Moderna y Pfizer-BionTech en proteger a personas mayores del covid-19, otras vacunas de ARNm podrían funcionar bien en ese grupo de población, que tiene un sistema inmunológico vulnerable.

UN NUEVO AMANECER EN TIEMPOS DIFÍCILES

Los científicos apenas comienzan a desplegar todo el potencial de las vacunas de ARNm. No obstante, para que lleguen a más personas, primero hay que encontrar la manera de abaratarlas; por ejemplo, facilitar el suministro de los insumos esenciales para producirlas y afinar los procesos fabriles. Y para superar el comprensible recelo que muchas personas sienten frente a esta nueva tecnología, deberían difundirse más las evidencias aportadas por las investigaciones clínicas y la experiencia acumulada de aplicación de las vacunas aprobadas, con el fin de demostrar claramente su seguridad y eficacia.

Durante esta pandemia, la distribución de la vacuna enfrentó una falta de financiamiento y de recursos, lo que limitó las compras iniciales de materias primas y las inversiones oportunas en capacidad fabril. Estar preparados para el futuro va a requerir no solo que se perfeccione la producción de las vacunas, sino también que se garantice el financiamiento inmediato. La creación reciente de una comisión de financiamiento de vacunas, bajo los auspicios del g-20, es un comienzo prometedor y una señal de que los gobiernos entienden la necesidad de la acción colectiva.

Todavía queda un último desafío. Para que los científicos puedan desarrollar una vacuna, primero debe haberse detectado el nuevo patógeno y debe haberse determinado su secuencia genética. Esto requiere un sistema internacional de vigilancia e intercambio de información mejor y más rápido, y ya existe un buen precedente para formar uno. Desde 1952, el Sistema Global de Vigilancia y Respuesta a la Influenza de la oms observa constantemente los virus que circulan en el mundo y emite recomendaciones sobre la composición de las vacunas de influenza dos veces al año. Este esfuerzo coordinado ha funcionado bien, y podría constituir fácilmente la base para rastrear las variantes recién surgidas de sars-cov-2 y otros patógenos. El sistema tendría que funcionar con una estrecha comunicación y colaboración entre las instituciones internacionales, como la oms, las farmacéuticas, las autoridades nacionales reguladoras y la comunidad científica mundial. El Fondo de Acceso Global para Vacunas contra el Covid-19 (covax), que busca distribuir ampliamente vacunas contra el covid-19 en los países de bajo ingreso, es un buen ejemplo de una empresa colectiva, en tanto que está presidida por la cepi, la oms y la asociación público-privada Alianza Mundial para Vacunas e Inmunización (gavi).

Ha llegado una nueva era en la vacunología. Sin duda, 2020 no solo será recordado por la pandemia, sino también por el hecho de que en el plazo de 12 meses se culminó con casi una década de avances tecnológicos. El mundo va a salir de la pandemia con un nuevo arsenal de inmunización, con la tecnología de ARNm a la cabeza. Estos éxitos en tiempos oscuros fundamentan el optimismo de que las sociedades van a ser capaces de responder de forma mucho más rápida, eficaz y equitativa a las amenazas que presenten las nuevas pandemias.