En los anales de la pandemia del SARS-CoV-2, un importante capítulo estará dedicado al rápido desarrollo de las vacunas, especialmente, las vacunas que usan la tecnología de ARN mensajero o ARNm. Hoy veremos en qué consiste esa tecnología y qué futuras aplicaciones tendrían en medicina.
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—Manual de instrucciones—
Un concepto clave en biología es que la estructura determina la función. En otras palabras, la función de un órgano depende de cómo están organizadas sus estructuras anatómicas. Eso es cierto, tanto a nivel celular como a nivel tisular (tejidos).
El genoma es como el libro de cocina de un ser vivo. En él se encuentran todas las recetas (instrucciones) necesarias para fabricar (sintetizar) las estructuras que le permitan funcionar. Son dos los elementos por recordar entonces: instrucciones (contenidas en los genes) y estructuras (proteínas).
“La función de un órgano depende de cómo están organizadas sus estructuras anatómicas”.
La fabricación (síntesis) de las proteínas se hace en organelas, llamados ribosomas, ubicados en el citoplasma celular. Pero, y aquí el concepto fundamental para entender las futuras aplicaciones del ARNm, las instrucciones precisas de cómo fabricar las proteínas –es decir, la receta propiamente dicha– pasa de los genes a los ribosomas a través del ARN mensajero.
Cuando se requiere, por ejemplo, cierta proteína necesaria para fabricar glóbulos rojos, las instrucciones genéticas precisas llegan al ribosoma a través de un ARNm.
—Vacunas—
Recordemos que las espigas que usa el SARS-CoV-2 para penetrar e infectar a las células son, en realidad, proteínas que necesitan de un código genético para ser sintetizadas en el ribosoma de los seres humanos infectados.
Ese código genético de instrucciones para fabricar la espiga debe, por tanto, llegar al ribosoma como una molécula de ARN mensajero, y esa es precisamente la vacuna, esa molécula de ARNm, y la historia de su desarrollo es fascinante.
Dos días después de que los científicos chinos pusieron el genoma del nuevo coronavirus en Internet, investigadores del Instituto Nacional de Alergias y Enfermedades Infecciosas de EE.UU. y la compañía Moderna dieron el primer paso para preparar la vacuna.
Para eso, identificaron el segmento del genoma del virus responsable de sintetizar la espiga, y decodificaron luego la molécula de ARNm necesaria para sintetizarla en los ribosomas.
Esa molécula, ARN mensajero 1273 (la vacuna), fue purificada e inyectada a ocho voluntarios humanos, y se demostró que era recogida por sus ribosomas, los que, usando el manual de instrucciones, empezaron a fabricar las proteínas de las espigas.
Al salir a la sangre, esas proteínas engañaban al sistema de defensa, al hacerle creer que el cuerpo estaba siendo atacado por el virus completo, y así este producía células de memoria y anticuerpos neutralizantes contra el nuevo coronavirus.
—Katalin Karikó—
La historia de las vacunas de ARNm se remonta a principios de la década de 1990, cuando la investigadora de origen húngaro Katalin Karikó, de la U. de Pensilvania, comenzó a probar la tecnología de ARNm como una forma de terapia génica. Su idea era que la molécula de ARNm podía ser usada para que las células sintetizaran moléculas específicas que pudieran curar o prevenir enfermedades.
Como un ejemplo más de que ideas revolucionarias tienen dificultades en ser aceptadas, su propuesta no fue inicialmente acogida por sus colegas. Fue recién en los últimos 15 años, tras su asociación con el Dr. Drew Weissman, experto en enfermedades infecciosas de Penn Medicine, que la Dra. Karikó empezó a aplicar la tecnología de ARNm para el desarrollo de vacunas. En la actualidad, es vicepresidenta de la compañía BioNTech, que se asoció con Pfizer para fabricar su exitosa vacuna y es ya voceada como ganadora del Premio Nobel.
—Otros usos—
Sin duda, la tecnología de ARNm podría ser usada en la prevención y curación de numerosas enfermedades.
Al respecto, el desarrollo de varias vacunas –entre ellas contra el SARS y MERS– fue interrumpido por la pandemia. Esos conocimientos permitieron el rápido desarrollo de la vacuna contra el SARS-CoV-2 y permitiría tener una vacuna universal contra todos los coronavirus.
Otra vacuna que ya estaba bastante adelantada fue la universal contra la gripe, que promete dar años de protección con una sola dosis. También se trabaja en vacunas contra el VIH, el herpes genital, ébola, zika, rabia, citomegalovirus y el virus sincicial respiratorio.
Otra enfermedad que podría beneficiarse de la tecnología de ARNm es el cáncer. Moderna, por ejemplo, asegura que ha identificado múltiples mutaciones en células cancerosas y que ha desarrollado algoritmos informáticos que predicen las 20 mutaciones más comunes. Con esa información, ha creado una vacuna que codifica cada una de esas mutaciones, cargándola en una sola molécula de ARNm, la que al ser inyectada en el paciente ayudaría a una mejor respuesta inmune contra el cáncer. Esta vacuna personalizada está en investigación clínica temprana de fase 1.
“La tecnología ARNm podría ser usada en la prevención y curación de numerosas enfermedades”.
Del mismo modo, los fundadores de BioNTech, Ugur Sahin y Ozlem Tureci, dicen que tienen ocho posibles tratamientos contra el cáncer en ensayos en humanos, y ya han tratado a más de 250 pacientes con 17 tipos de tumores hasta la fecha.
Enfermedades autoinmunes como esclerosis múltiple, lupus y artritis reumatoide; y algunos trastornos genéticos, como anemia de células falciformes y fibrosis quística, podrían también beneficiarse de la tecnología de ARNm. Estas últimas son causadas por mutaciones puntuales en genes específicos, las cuales podrían revertirse con ARNm.
La tecnología de ARNm nos depara un futuro brillante en el control de muchas enfermedades.
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