La carrera para desarrollar una vacuna contra el COVID-19 ha batido todos los récords de velocidad de la historia de la inmunización. Hasta 2020, la vacuna que había completado todas las fases en un menor tiempo, desde el muestreo del virus hasta su aprobación final, había sido la vacuna contra las paperas, con cuatro años.
Sin embargo, la emergencia sanitaria global que supuso la expansión masiva del SARS-CoV-2 llevó a equipos de todo el mundo a acelerar los procesos para obtener un producto viable en el mínimo tiempo posible sin comprometer la seguridad. El resultado: la producción de una vacuna en solo ocho meses.
Al observar este hito, cabe preguntarse qué repercusión tendrá en el desarrollo de futuras vacunas o qué técnicas se están investigando actualmente para protegernos de las amenazas víricas del mañana. A continuación analizamos cuatro prometedoras líneas de investigación (que además se complementan y se refuerzan entre ellas) por las que apostar para prevenir las próximas pandemias y soñar con logros aún más fascinantes:
1. Monitorización y secuenciación de patógenos zoonóticos
Del más de millón y medio de virus desconocidos que se estima que existen en mamíferos y aves, casi la mitad podrían infectar a humanos. Por tanto, sería conveniente anticiparse a ello mediante la secuenciación y monitorización genómica de estos patógenos zoonóticos.
Al contrario que las vacunas clásicas, que consisten en virus desactivados o atenuados, las vacunas de nueva generación se originan a partir de la secuenciación de información genética que codifica una proteína del “invasor”. Una vez inoculada, la vacuna accede a la célula huésped, donde la secuencia genética antigénica es traducida por la maquinaria celular, que sintetiza la proteína y desencadena la respuesta inmune.
La secuenciación sistemática de los patógenos zoonóticos permitiría identificar las proteínas o partes clave en la infección, y así tener ya desarrollados prototipos de vacunas antes de que otro virus como el SARS-CoV-2 salte a humanos. Además de una reacción más rápida ante una futura pandemia, esto también permitiría el desarrollo de vacunas autopropagables. (editado)
2. Vacunas autopropagables
Ébola, H1N1, SARS, MERS, COVID-19… muchas de las más recientes emergencias sanitarias, brotes epidémicos y pandemias han sido causadas por patógenos zoonóticos que han saltado a los seres humanos. Y las vacunas autopropagables o autodiseminables son una de las mejores alternativas para eliminar estas amenazas en origen y evitar que puedan llegar a afectar a nuestra especie.
Las vacunas autodiseminables son capaces de extenderse de forma autónoma a través de una población animal por dos vías: las vacunas transferibles se administran sobre el pelaje de uno o varios individuos en poblaciones de especies sociales. Dicho individuo actúa como difusor entre sus congéneres que la asimilan durante el acto social de desparasitación. La vacuna no se contagia entre individuos, sino que solo algunos la distribuyen.
Por el contrario, las vacunas transmisibles sí se contagian y transmiten de unos individuos a otros. Son vacunas desarrolladas por ingeniería genética en las que un fragmento del ADN del patógeno se introduce en un virus inocuo que actúa como vector de trasmisión entre la población. Al contagiarse, cada nuevo infectado actúa como potencial transmisor.
Las primeras tienen un alcance y difusión limitado a la carga de vacuna que transporte el “paciente cero”; y por ello más controlado. Las segundas alcanzan una difusión mucho mayor y prolongada, pero de momento únicamente han demostrado funcionar en un escenario mínimamente controlado y abierto a que el virus transmisor introducido de forma artificial en la población pueda acabar evolucionando o saltar a otras especies.
Pero si ya somos capaces de desarrollar estas vacunas, ¿por qué no emplearlas (también) en humanos? Aparte de las consideraciones éticas que implica infectar deliberadamente a nuestros iguales, existen dos claras ventajas para aplicarlas preferiblemente en animales: de poco valdría desarrollar una vacuna humana efectiva frente un virus animal si el virus muta en su entorno original y vuelve a saltar como una variante resistente a la vacuna. Actuar sobre el huésped natural del virus implica cortar de raíz el problema; erradicar por completo el patógeno.
La otra gran ventaja es que, al actuar sobre una población animal, permite acortar los plazos para su aprobación ya que los riesgos implícitos, como la aparición de ciertos efectos secundarios, son más asumibles.
3. Alimentos vacuna
Una de las principales limitaciones a las que nos enfrentamos en la actual pandemia es la distribución desigual de las vacunas entre países desarrollados y no desarrollados; agravada por los estrictos requisitos de almacenamiento, conservación, transporte e inoculación que requieren la mayoría de las vacunas sintetizadas. Algo que a corto plazo se espera minimizar con el empleo de la Inteligencia Artificial para optimizar toda la logística asociada al proceso de distribución y reparto.
A medio plazo, una alternativa que facilitaría la distribución global de las vacunas integradas en los alimentos. No se trata de una idea radicalmente nueva, sino de reciclar unas tecnologías y una logística que ya han funcionado en un escenario similar: el empleo de cultivos modificados genéticamente como forma de garantizar el acceso a nutrientes esenciales, como la vitamina A en el arroz dorado. De hecho, ya hay alimentos vacuna para enfermedades como la polio en ensayos clínicos con prometedores resultados.
De lo que se trata es de crear un alimento cultivable (un grano o una planta) modificado genéticamente en cuyo genoma se inserta el gen que codifica una proteína antigénica, de modo que la planta la produzca y acumule posteriormente en sus partes comestibles. De este modo, al ser ingerida, el organismo la asimila y desencadena la respuesta del sistema inmune, que desarrolla defensas frente a futuras infecciones.
Las ventajas de los alimentos vacuna son evidentes: las proteínas antigénicas integradas en estos cultivos se desarrollan en los tejidos vegetales de una forma mucho más estable y por ello se pueden transportar y almacenar de forma sencilla. Además, su inoculación no es invasiva y no requiere de ningún tipo de asistencia ni material médico, se pueden integrar en los cultivos más adecuados para cada terreno y, si fuese necesario, cada nueva cosecha las produciría garantizando su administración periódica.
Estos cultivos no serán la solución para una respuesta inmediata frente a un brote pero si como campaña de vacunación preventiva y frente a enfermedades crónicas y/o endémicas.
4. Vacunas para enfermedades infecciosas crónicas
Durante el año pasado, la malaria habría causado en África cuatro veces más muertes que el COVID-19. Un dato tan terrible como revelador que pone de manifiesto que a día de hoy el gran reto en el campo de la vacunación es desarrollar vacunas para las enfermedades infecciosas crónicas como la malaria, la tuberculosis o el sida, que año tras año provocan incontables muertes.
Los patógenos responsables de este tipo de infecciones suelen ser mucho más complejos (el parásito causante de la malaria tiene más de 5000 genes frente a los 12 del SARS-COV-2); lo que convierte en una tarea titánica el identificar las proteínas o regiones clave para desarrollar las vacunas. No solo eso, sino que han evolucionado junto a los seres humanos durante miles de años y han desarrollado sofisticados mecanismos para engañar a nuestro sistema inmune.
Pero si la dificultad es mayúscula, también lo es la recompensa: la investigación en esta área constituye en gran medida un motor en el avance en nuevas tecnologías de síntesis de vacunas y tratamientos; también para las enfermedades autoinmunes. De hecho, la vacuna creada por Oxford para la COVID-19 se apoyó en el desarrollo de una antimalárica.
Prevención, investigación y financiación
El ejemplo del COVID-19 ha puesto de manifiesto la importancia de protegerse frente a amenazas biológicas inesperadas. Esta vez la rapidez de los equipos de investigación y la elevada financiación ha permitido que contemos con una vacuna relativamente pronto, pero la amenaza de nuevos virus globales hace que sea necesario no bajar la guardia.
Las técnicas de más innovadoras y la los avances en biotecnología y genética, como los analizados en este artículo, permiten que se pueda desarrollar una vacuna más rápidamente que hace tan solo unos años, pero el campo del desarrollo de vacunas está en constante evolución y será, sin duda, un sector clave en la medicina del futuro.
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