Las proteínas virales se administran como antígeno en forma de vacuna y el sistema inmunológico del cuerpo forma anticuerpos contra el antígeno dado, proporcionando así protección contra cualquier infección futura. Curiosamente, esta es la primera vez en la historia de la humanidad que el ARNm correspondiente se administra en forma de una vacuna que utiliza la maquinaria celular para la expresión / traducción del antígeno / proteína. Esto convierte efectivamente las células del cuerpo en una fábrica para producir antígeno, que a su vez proporciona inmunidad activa mediante la generación de anticuerpos. Se ha descubierto que estas vacunas de ARNm son seguras y efectivas en ensayos clínicos en humanos. Y, ahora, la vacuna de ARNm de COVID-19 BNT162b2 (Pfizer / BioNTech) se está administrando a las personas según el protocolo. Como la primera vacuna de ARNm debidamente aprobada, este es un hito en la ciencia que ha marcado el comienzo de una nueva era en la medicina y la administración de fármacos. Esto pronto podría ver la aplicación de la tecnología de ARNm para el tratamiento del cáncer, una gama de vacunas para otras enfermedades y, por lo tanto, posiblemente cambiar la práctica de la medicina y dar forma a la industria farmacéutica por completo en el futuro.
Si se necesita una proteína dentro de una célula para tratar una enfermedad o para actuar como un antígeno para el desarrollo de la inmunidad activa, esa proteína debe administrarse a la célula de forma segura en la forma intacta. Esta sigue siendo una tarea ardua. ¿Podría la proteína expresarse directamente en la célula inyectando el ácido nucleico correspondiente (ADN o ARN), que luego utiliza la maquinaria celular para la expresión?
Un grupo de investigadores concibió la idea de un fármaco codificado por ácido nucleico y demostró por primera vez en 1990 que la inyección directa de ARNm en el músculo del ratón conducía a la expresión de la proteína codificada en las células musculares.(1). Esto abrió la posibilidad de terapias basadas en genes, así como vacunas basadas en genes. Este desarrollo se consideró como una tecnología disruptiva con la que se medirán las futuras tecnologías de vacunas. (2).
El proceso de pensamiento cambió rápidamente de la transferencia de información 'basada en genes' a la transferencia de información 'basada en ARNm' porque el ARNm ofrecía varias ventajas en comparación con ADN ya que el ARNm no se integra en el genoma (por lo tanto, no hay integración genómica perjudicial) ni se replica. Tiene solo elementos necesarios directamente para la expresión de proteínas. La recombinación entre ARN monocatenario es rara. Además, se desintegra en pocos días dentro de las células. Estas características hacen que el ARNm sea más adecuado como molécula portadora de información segura y transitoria para actuar como vector para el desarrollo de vacunas basadas en genes. (3). Con los avances en la tecnología, particularmente en relación con la síntesis de ARNm diseñados con códigos correctos que podrían administrarse a las células para la expresión de proteínas, el alcance se amplió aún más de vacunas a los medicamentos terapéuticos. El uso de ARNm comenzó a llamar la atención como una clase de fármaco con aplicación potencial en las áreas de inmunoterapias contra el cáncer, vacunas contra enfermedades infecciosas, inducción basada en ARNm de células madre pluripotentes, entrega asistida por ARNm de nucleasas de diseño para ingeniería del genoma, etc. (4).
Emergencia de vacunas basadas en ARNm y la terapéutica recibió más estímulo gracias a los resultados de los ensayos preclínicos. Se descubrió que estas vacunas provocan una potente respuesta inmunitaria contra los objetivos de enfermedades infecciosas en modelos animales del virus de la influenza, el virus del Zika, el virus de la rabia y otros. También se han observado resultados prometedores mediante el uso de ARNm en ensayos clínicos sobre el cáncer. (5). Al darse cuenta del potencial comercial de la tecnología, las industrias realizaron enormes inversiones en I + D en vacunas y medicamentos basados en ARNm. Por ejemplo, hasta 2018, Moderna Inc. ya puede haber invertido más de mil millones de dólares mientras aún le faltaban años para cualquier producto comercializado. (6). A pesar de los esfuerzos concertados para el uso de ARNm como modalidad terapéutica en vacunas de enfermedades infecciosas, inmunoterapias contra el cáncer, tratamiento de enfermedades genéticas y terapias de reemplazo de proteínas, la aplicación de la tecnología de ARNm se ha restringido debido a su inestabilidad y propensión a la degradación por nucleasas. La modificación química del ARNm ayudó un poco, pero la administración intracelular siguió siendo un obstáculo, aunque se utilizan nanopartículas a base de lípidos para administrar ARNm. (7).
El verdadero impulso al progreso de la tecnología de ARNm para la terapéutica se produjo, cortesía de la desafortunada situación presentada por el mundo COVID-19 pandemia. El desarrollo de una vacuna segura y eficaz contra el SARS-CoV-2 se convirtió en la máxima prioridad para todos. Se realizó un ensayo clínico multicéntrico a gran escala para determinar la seguridad y eficacia de la vacuna de ARNm de COVID-19 BNT162b2 (Pfizer / BioNTech). El ensayo comenzó el 10 de enero de 2020. Después de aproximadamente once meses de trabajo riguroso, los datos del estudio clínico demostraron que el COVID-19 se puede prevenir mediante la vacunación con BNT162b2. Esto proporcionó una prueba del concepto de que la vacuna basada en ARNm puede brindar protección contra infecciones. El desafío sin precedentes que planteó la pandemia ayudó a demostrar que se puede desarrollar una vacuna basada en ARNm a un ritmo rápido, si se dispone de recursos suficientes. (8). La vacuna de ARNm de Moderna también recibió la autorización de uso de emergencia de la FDA el mes pasado.
Tanto el COVID-19 vacunas de ARNm es decir, BNT162b2 de Pfizer/BioNTech y Moderna's El ARNm-1273 ahora se está utilizando para vacunar a las personas según los protocolos nacionales para la administración de la vacuna. (9).
El éxito de dos COVID-19 Las vacunas de ARNm (BNT162b2 de Pfizer / BioNTech y Moderna's mRNA-1273) en ensayos clínicos y su posterior aprobación para su uso es un hito en la ciencia y la medicina. Esto ha demostrado ser una tecnología médica de alto potencial hasta ahora no probada que la comunidad científica y la industria farmacéutica han estado buscando durante casi tres décadas. (10).
El nuevo entusiasmo que sigue a este éxito está destinado a reunir energías después de que la pandemia y la terapéutica del ARNm demostraran ser una tecnología disruptiva que marca el comienzo de una nueva era en la medicina y la ciencia de la administración de fármacos.
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Referencias
- Wolff, JA et al., 1990. Transferencia directa de genes al músculo de ratón in vivo. Science 247, 1465-1468 (1990). DOI: https://doi.org/10.1126/science.1690918
- Kaslow DC. Una tecnología potencialmente disruptiva en el desarrollo de vacunas: vacunas basadas en genes y su aplicación a enfermedades infecciosas. Trans R Soc Trop Med Hyg 2004; 98: 593 - 601; http://dx.doi.org/10.1016/j.trstmh.2004.03.007
- Schlake, T., Thess A., et al., 2012. Desarrollo de tecnologías de vacunas de ARNm. Biología del ARN. 2012 1 de noviembre; 9 (11): 1319 1330. DOI: https://doi.org/10.4161/rna.22269
- Sahin, U., Karikó, K. y Türeci, Ö. Terapéutica basada en ARNm: desarrollo de una nueva clase de fármacos. Nature Review Drug Discovery 13, 759–780 (2014). DOI: https://doi.org/10.1038/nrd4278
- Pardi, N., Hogan, M., Porter, F. et al., 2018. Vacunas de ARNm: una nueva era en vacunología. Nature Review Drug Discovery 17, 261–279 (2018). DOI: https://doi.org/10.1038/nrd.2017.243
- Cross R., 2018. ¿Puede el ARNm alterar la industria farmacéutica? Publicado el 3 de septiembre de 2018. Chemical & Engineering News Volumen 96, Edición 35 Disponible en línea en https://cen.acs.org/business/start-ups/mRNA-disrupt-drug-industry/96/i35 Consultado el 27 de diciembre de 2020.
- Wadhwa A., Aljabbari A., et al., 2020. Oportunidades y desafíos en la administración de vacunas basadas en ARNm. Publicado: 28 de enero de 2020. Pharmaceutics 2020, 12 (2), 102; DOI: https://doi.org/10.3390/pharmaceutics12020102
- Polack F., Thomas S., et al., 2020. Seguridad y eficacia de la vacuna Covid-162 de ARNm de BNT2b19. El diario Nueva Inglaterra de medicina. Publicado el 10 de diciembre de 2020. DOI: https://doi.org/10.1056/NEJMoa2034577
- Public Health England, 2020. Guía - Protocolo nacional para la vacuna de ARNm de COVID-19 BNT162b2 (Pfizer / BioNTech). Publicado el 18 de diciembre de 2020. Última actualización el 22 de diciembre de 2020. Disponible en línea en https://www.gov.uk/government/publications/national-protocol-for-covid-19-mrna-vaccine-bnt162b2-pfizerbiontech Consultado el 28 de diciembre de 2020.
- Servick K., 2020. El próximo desafío del ARNm: ¿Funcionará como fármaco? Ciencias. Publicado el 18 de diciembre de 2020: Vol. 370, número 6523, págs. 1388-1389. DOI: https://doi.org/10.1126/science.370.6523.1388 Disponible en línea en https://science.sciencemag.org/content/370/6523/1388/tab-article-info
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