Vacuna de ARNm COVID-19: un hito en la ciencia y un cambio de juego en la medicina

Las proteínas virales se administran como antígeno en forma de vacuna, y el sistema inmunitario del cuerpo genera anticuerpos contra dicho antígeno, proporcionando así protección contra futuras infecciones. Curiosamente, esta es la primera vez en la historia de la humanidad que se administra el ARNm correspondiente en forma de vacuna, utilizando la maquinaria celular para la expresión/traducción del antígeno/proteína. Esto convierte a las células del cuerpo en una fábrica de producción de antígeno, que a su vez genera inmunidad activa mediante la producción de anticuerpos. Estas vacunas de ARNm han demostrado ser seguras y eficaces en ensayos clínicos en humanos. Actualmente, la vacuna de ARNm contra la COVID-19 , BNT162b2 (Pfizer/BioNTech), se está administrando a la población según el protocolo establecido. Como primera vacuna de ARNm debidamente aprobada, representa un hito científico que marca el comienzo de una nueva era en la medicina y la administración de fármacos. Pronto podría aplicarse la tecnología de ARNm al tratamiento del cáncer, al desarrollo de vacunas para otras enfermedades y, posiblemente, transformar la práctica médica y la industria farmacéutica 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 de ratones producía la expresión de la proteína codificada en las células musculares ⁽¹⁾ . Esto abrió la posibilidad de terapias basadas en genes, así como de vacunas basadas en genes. Este avance se consideró una tecnología disruptiva con la que se compararán las futuras tecnologías de vacunas ⁽²⁾.

El proceso de pensamiento cambió rápidamente de la transferencia de información basada en genes a la basada en ARNm , ya que el ARNm ofrecía varias ventajas en comparación con el ADN , pues no se integra en el genoma (por lo tanto, no hay integración genómica perjudicial) ni se replica. Solo tiene elementos directamente necesarios 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 tecnológicos, particularmente en lo que respecta a la síntesis de ARNm modificados con los códigos correctos que podrían administrarse a las células para la expresión de proteínas, el alcance se amplió aún más, pasando de las vacunas a los fármacos terapéuticos. El uso del ARNm comenzó a ganar atención como una clase de fármacos con potencial aplicación en áreas como las inmunoterapias contra el cáncer, las vacunas contra enfermedades infecciosas, la inducción de células madre pluripotentes basada en ARNm, la administración asistida por ARNm de nucleasas de diseño para la ingeniería del genoma, etc. ⁽⁴⁾.

El surgimiento de vacunas y terapias basadas en ARNm recibió un nuevo impulso gracias a los resultados de ensayos preclínicos. Se descubrió que estas vacunas provocaban una potente respuesta inmune contra objetivos de enfermedades infecciosas en modelos animales de virus de la influenza, virus Zika, virus de la rabia y otros. También se han visto resultados prometedores al usar ARNm en ensayos clínicos de cáncer ⁽⁵⁾ . Al darse cuenta del potencial comercial de la tecnología, las industrias hicieron enormes inversiones en I+D en vacunas y fármacos basados ​​en ARNm. Por ejemplo, hasta 2018, Moderna Inc. podría haber invertido ya más de mil millones de dólares, aunque todavía faltaban años para cualquier producto comercializado ⁽⁶⁾ . A pesar de los esfuerzos concertados para usar el ARNm como modalidad terapéutica en vacunas contra 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 visto restringida debido a su inestabilidad y propensión a la degradación por nucleasas. La modificación química del ARNm ayudó un poco, pero la administración intracelular seguía siendo un obstáculo, aunque se utilizan nanopartículas basadas en lípidos para administrar ARNm ⁽⁷⁾.

El verdadero impulso al progreso de la tecnología de ARNm para terapias provino de la desafortunada situación presentada por la pandemia mundial de COVID-19 . 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 la eficacia de la vacuna de ARNm contra la 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 la COVID-19 es prevenible mediante la vacunación con BNT162b2. Esto proporcionó una prueba de concepto de que una vacuna basada en ARNm puede brindar protección contra las infecciones. El desafío sin precedentes que planteó la pandemia ayudó a demostrar que una vacuna basada en ARNm puede desarrollarse a un ritmo acelerado, si se dispone de recursos suficientes ⁽⁸⁾ . La vacuna de ARNm de Moderna también recibió la autorización de uso de emergencia por parte de la FDA el mes pasado.

Tanto las vacunas de ARNm contra la COVID-19 , es decir, BNT162b2 de Pfizer/BioNTech y mRNA-1273 de Moderna, se están utilizando ahora para vacunar a las personas según los protocolos nacionales para la administración de vacunas ⁽⁹⁾.

El éxito de dos vacunas de ARNm contra la COVID-19 (BNT162b2 de Pfizer/BioNTech y mRNA-1273 de Moderna) en ensayos clínicos y su posterior aprobación para uso es un hito en la ciencia y la medicina. Esto ha demostrado una tecnología médica de alto potencial, hasta ahora no probada, que la comunidad científica y la industria farmacéutica han estado desarrollando 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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DOI: https://doi.org/10.29198/scieu/2012291

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Referencias  

1. 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  

2. 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  

3. 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  

4. 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 

5. 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 

6. 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.  

7. 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     

8. 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  

9. 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.   

10. 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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