Vacunas: un éxito centenario
Las vacunas aprovechan la capacidad del sistema adaptativo inmunitario para reconocer y recordar los antígenos de los patógenos, es decir, las proteínas y otros fragmentos de los virus o bacterias que atacan las células del cuerpo. El objetivo de esta herramienta terapéutica es entrenar el sistema inmunitario de forma artificial para que produzca una respuesta contra futuras infecciones, pero sin sufrir las consecuencias de la enfermedad. «Los efectos adversos que puede tener la vacuna no se pueden comparar con los efectos que provoca la infección, ya que, según han demostrado diferentes estudios, el riesgo de complicaciones por la enfermedad o el virus salvaje es infinitamente superior», explica Anna Vilella, profesora asociada médica de la Facultad de Medicina y Ciencias de la Salud y consultora sénior del Servicio de Medicina Preventiva y Epidemiología del Hospital Clínico de Barcelona.
Una idea que nació con la viruela
La figura fundacional de las vacunas es el médico inglés Edward Jenner, quien en 1796 se dio cuenta de que las lecheras infectadas por la viruela vacuna, leve en humanos, no sufrían las graves consecuencias de la viruela humana, una enfermedad que mataba a tres de cada diez infectados y que era una importante causa de ceguera. Después, demostró que el pus extraído de las pústulas provocadas por la viruela vacuna servía para inmunizar a los humanos contra la infección de la viruela humana y se inició así una revolución en la salud pública.
Cien años más tarde, el científico francés Louis Pasteur, uno de los impulsores de la teoría de que las enfermedades eran causadas por microorganismos, desarrolló la vacuna contra la rabia a partir de virus debilitados e incapaces de transmitir la enfermedad. Este avance supuso el inicio de un fértil período de desarrollo de nuevas vacunas ⸻designadas con un término que propuso el propio Pasteur para homenajear la obra de Jenner⸻, por lo que a mediados del siglo XX se habían creado soluciones con patógenos atenuados o inactivados contra enfermedades graves como la difteria, la tos ferina, el tétanos, el cólera o el tifus.
Sin embargo, el momento clave de las vacunas como herramienta de salud pública fue la coordinación de los programas integrales de vacunación a partir de los años 50, con un impacto notable en la salud infantil. La Organización Mundial de la Salud (OMS) calcula que cada año se salvan entre dos y tres millones de vidas gracias a estas iniciativas. «Las vacunas son la mejor herramienta preventiva: han ayudado a reducir el impacto de las enfermedades infecciosas, que eran la primera causa de muerte en los niños menores de cinco años», explica Anna Vilella. Estas intervenciones permitieron que la OMS declarara la erradicación de la viruela en 1980, dos siglos después de la primera vacunación ideada por Jenner.
De los virus atenuados al ARN mensajero
La investigación para obtener las moléculas más apropiadas y seguras en el diseño de vacunas ha evolucionado mucho desde estos primeros descubrimientos. De los virus atenuados de Pasteur, se pasó a utilizar virus ⸻o toxinas, en el caso de enfermedades provocadas por bacterias⸻ inactivados mediante calor o productos químicos. Posteriormente, también se utilizarían fragmentos del patógeno, que se pueden conseguir aislando un antígeno suyo o mediante ingeniería genética, como es el caso de la vacuna contra la hepatitis B. «Interesa tener una vacuna que confiera protección y sea lo más segura posible. Por ese motivo, cada vez se buscan antígenos más puros para que se estimule la reacción inmunitaria, pero sin provocar otros efectos adversos. El problema es que a veces el sistema inmunitario puede no reaccionar ante ese antígeno tan puro, y es necesario utilizar más dosis o usar adyuvantes, productos químicos o estructuras que vehiculan el antígeno para potenciar la respuesta innata», explica Anna Vilella.
En esta carrera por introducir los elementos estrictamente necesarios para provocar la reacción del sistema inmunitario, las nuevas vacunas contra el SARS-CoV-2 aprobadas por la Agencia Europea del Medicamento (EMA) han ido un paso más allá: transportan directamente las instrucciones genéticas para que las células desarrollen los antígenos del coronavirus ⸻en concreto, la proteína S (spike o espícula)⸻ y entrenar así al organismo contra este patógeno. «Las vacunas de AstraZeneca/Oxford y J&J/Janssen introducen estas instrucciones mediante una molécula de ADN almacenada en un vector viral, un adenovirus que no puede replicarse ni causar enfermedades en humanos, método que ya se había utilizado en otras vacunas, como la del virus del ébola. Por otra parte, las de Pfizer-BioNTech y Moderna utilizan ARN mensajero protegido por nanopartículas lipídicas, una tecnología muy innovadora, pero en la que se lleva trabajando desde hace más de veinte años», explica Josep Maria Suñé Negre, catedrático de Farmacia y Tecnología Farmacéutica de la UB y director del Servicio de Desarrollo del Medicamento (SDM), un grupo de investigación de la Facultad de Farmacia y Ciencias de la Alimentación.
COVID-19, una vacuna en tiempo récord
El proceso para desarrollar una vacuna ⸻y cualquier fármaco⸻ debe pasar por «una amplia experimentación previa bajo una regulación muy estricta antes de llegar al mercado», recuerda Josep Maria Suñé. Los primeros pasos, la llamada fase preclínica, consisten en experimentos en el laboratorio (in vitro) y en animales (in vivo). Una vez superada con éxito esta etapa, comienzan las diferentes pruebas con voluntarios: la fase I, con muy pocas personas sanas, sirve para conocer la farmacocinética del fármaco y, de paso, si es seguro. En la fase II se analiza si el fármaco es eficaz y se investiga cuál es la dosis más adecuada. Y por último, en la fase III se evalúa la eficacia y la seguridad del fármaco ya con una gran cantidad de personas. En este contexto, la creación de las vacunas contra la COVID-19 ha sido fulgurante: el 10 de enero de 2020, científicos chinos compartieron en línea la secuencia genética del SARS-CoV-2. Tras 42 días ya tenían una vacuna preparada para comenzar los ensayos clínicos en humanos, y el 11 de diciembre se obtenía la aprobación de emergencia en los Estados Unidos, y poco después en la UE, de la primera vacuna contra la COVID-19, la de Pfizer-BioNTech. Es decir, había transcurrido menos de un año desde la identificación del virus: un hito histórico, especialmente si se compara con la cronología de la primera vacuna contra el virus de la gripe, que se aprobó en 1945, quince años después de la identificación de dicho virus.
«Para generar una vacuna o un medicamento nuevo, si tienes que buscar el principio activo y llevar a cabo todas las fases de ensayos preclínicos y clínicos, se puede tardar más de diez años en llegar al mercado. En el caso de la COVID-19, enseguida se identificó el virus y, con la experiencia de vacunas previas, científicos de todo el mundo estudiaron las características y debilidades del nuevo coronavirus para poder desarrollar la vacuna», destaca Josep Maria Suñé.
Según el investigador, ha sido un proceso marcado por «la urgencia y la colaboración entre científicos, administraciones públicas, gobiernos y empresas farmacéuticas» que han puesto todo los recursos humanos, materiales y económicos para conseguirlo. «Un ejemplo son las agencias reguladoras que deben aprobar cada paso en el desarrollo de cualquier medicamento y que habitualmente también regulan productos sanitarios, fitoterapéuticos y cosméticos. Han invertido todos los esfuerzos y recursos necesarios para evaluar estas vacunas, por lo que se han acelerado muchísimo la parte legal y burocrática», subraya.
Además, por la propia situación de pandemia también se ha podido acelerar la evaluación de la seguridad y la eficacia de los candidatos. «Parecería que ha sido un proceso menos seguro, pero ha sido tan riguroso como siempre y ha pasado por todas las fases de ensayos clínicos. Ha ayudado el hecho de que haya tantos casos. En primer lugar, porque enseguida encuentras voluntarios para participar en los estudios clínicos y, después, porque es más fácil que esos voluntarios entren en contacto con la infección y se pueda comprobar si la vacuna funciona o no. Si, por ejemplo, ahora quisiéramos evaluar la eficacia de una vacuna contra el sarampión, sería dificilísimo, porque no hay prácticamente casos», explica Lorna Leal, investigadora del Servicio de Enfermedades Infecciosas del Hospital Clínico y profesora asociada de la Facultad de Medicina y Ciencias de la Salud, que forma parte de un consorcio para desarrollar una nueva vacuna contra la COVID-19.
Un nuevo candidato con una tecnología prometedora
Este proyecto está desarrollando una vacuna basada en ARN mensajero cuyo estudio clínico está previsto comenzar a principios de 2022. Lo lidera el Instituto de Investigación Biomédica August Pi i Sunyer (IDIBAPS)-Hospital Clínico, y en él participan la UB, el Instituto de Investigación Biomédica (IRB), la Universidad Pompeu Fabra, el Centro Nacional de Biotecnología del CSIC, la Universidad de Santiago de Compostela, la Universidad Libre de Bruselas y la empresa especializada en salud animal Hipra. «Hasta ahora ⸻explica Lorna Leal⸺, las vacunas con esta tecnología que se han aprobado introducen en el código del ARN mensajero la proteína completa del virus (la proteína S) que quieren que el sistema inmunitario identifique. En nuestro caso, mediante sistemas computacionales, seleccionamos los fragmentos de la proteína que generan las mejores respuestas tanto en cuanto a anticuerpos como en cuanto a respuesta celular, con el objetivo de obtener una respuesta inmunitaria más específica y evitar algunos efectos secundarios».
Este proyecto se basa en los más de diez años que el equipo del IDIBAPS-Hospital Clínico lleva trabajando con la tecnología de ARN mensajero para encontrar una vacuna terapéutica capaz de mejorar la respuesta inmunitaria de las personas que viven con VIH. «Con el SARS-CoV-2, sabemos que tenemos que dirigir los anticuerpos contra la proteína S, pero en el caso del VIH no tenemos tan claro contra qué proteínas o fragmentos del virus deberíamos mejorar la respuesta del sistema inmunitario, además de que es un virus que muta infinitamente más que el coronavirus», explica Lorna Leal.
Para Anna Vilella, esta tecnología de ARN mensajero puede suponer «el futuro de las vacunas, porque es una tecnología muy versátil, que se puede adaptar rápidamente en caso de un patógeno emergente». En este sentido, Lorna Leal recalca que la experiencia obtenida durante la pandemia en proyectos y consorcios como el suyo será muy importante: «Puede que para nuestra vacuna sea difícil encontrar un lugar en la inmunización contra la COVID-19, pero toda la experiencia que genera tanto en cuanto a conocimiento científico, como a desarrollo de la tecnología o la experiencia en la fabricación, gracias a la colaboración de las entidades académicas y la empresa que participan en el consorcio, supondrá un aprendizaje que permitirá tener más recursos para afrontar mejor la próxima pandemia», concluye.