Este 10 de diciembre el rey Carlos XVI Gustavo y la reina Silvia de Suecia asistieron en Estocolmo a la ceremonia de entrega de los Premios Nobel de Física, Química, Medicina, Fisiología, Economía y Literatura. El homenaje, que concluyó con un banquete para cerca de 1 300 personas en el Ayuntamiento de la ciudad, es un modo de rendir tributo a quienes han hecho una notable contribución científica o literaria.
Entre los homenajeados de este año están los doctores Drew Weissman y Katalin Karikó, a quien dedicamos un artículo. Ellos son los padres de la revolucionaria tecnología que posibilitó la existencia de las vacunas de ARN mensajero, la cuales salvaron, directa e indirectamente, millones de vidas en el mundo durante la pandemia.
Sin embargo, este impresionante logro científico y tecnológico no comenzó en 2005, cuando la publicación en la revista Immunity de un antológico artículo explicó que había una manera de engañar al organismo para que no destruyera un ARN sintético. Ciertamente, tampoco termina con el arribo de las vacunas que contuvieron la ferocidad de la pandemia.
Sobre esta maravillosa herramienta científica y sus ilimitadas potencialidades hablaremos hoy en “Vida saludable”.
Brevísima historia
Se conoce que los nativos americanos mejoraron el maíz a través de la “selección artificial de algunas características” durante el neolítico, mucho antes de que Hipócrates estableciera su teoría pangenista y de que Aristóteles hablara del “esencialismo”. Pero no fue hasta 1865 que el monje y biólogo austriaco Gregor Mendel logró demostrar los patrones de transmisión de los caracteres hereditarios, aun cuando no se conocían del todo los mecanismos de esta transmisión.
No sería hasta principios del siglo XX que esta nueva disciplina, la genética, comenzaría su andadura. En 1909, Wilhelm Johannsens establece el concepto de gen como la unidad fundamental de la herencia que pasa de padres a hijos y la diferencia entre genotipo y fenotipo. Es decir, la diferencia entre las características que heredamos y su expresión al interactuar con el medio ambiente.
En 1926, Thomas H Morgan, publica la teoría cromosómica del gen por la fue reconocido con el Premio Nobel de Medicina siete años después. Su trabajo confirmó que los genes de los que hablaba Johannsens se encontraban en los cromosomas. Esto dio pie a que en 1953 Francis Crick, James Watson y Maurice Wilkins descubrieran la estructura del ADN. La descripción de la famosa espiral en doble hélice donde se “guarda” la información esencial de la que hablaba Aristóteles miles de años antes, y que es trasmitida de padres a hijos, les valió el premio Nobel en 1962.
¿Pero a través de qué procesos se manifestaba esa información genética? François Jacob y Jacques Monod, a finales de la década del 50, establecieron que la información genética contenida en el ADN, una especie de “plan maestro”, se manifestaba a través del ARN mensajero (ARNm). Este participaría en la producción de las proteínas, algo así como los ladrillos de los que está hecho nuestro cuerpo. La estructura de esta molécula mensajera y la obtención de la primera “proteína sintética”, entre otros valiosos aportes, les valió a Robert Holley, Har Khorana y Marshal W. Nirenber el Premio Nobel en 1969.
Los anteriores son algunos de los hitos de la genética que le permitieron a Katalin Karikó soñar con utilizar la molécula de ARN mensajero para crear vacunas que hoy han salvado millones de vidas. Durante más de 25 años la investigadora húngara persistió junto a varios colegas hasta encontrar, con Weisman, una vía que sentaría las bases de esta novedosa técnica.
Vacunas de ARN mensajero
Como todo gran descubrimiento científico, las vacunas de ARN mensajero se basan en una idea increíblemente sencilla, pero extraordinariamente complicada de implementar. La idea es la siguiente: del mismo modo que la información genética viaja del núcleo a los ribosomas —una especie de fábrica donde se producen las proteínas que las células necesitan— a través del ARN mensajero, ¿sería posible introducir información de virus, bacterias, y hasta del cáncer, para que el propio organismo cree las proteínas que luego el sistema inmunológico reconocerá como “enemigas” y atacará?
Parece sencillo, sin embargo, lograrlo costó décadas a algunas de las mentes más brillantes de nuestro tiempo. Karikó y los investigadores con los que colaboró, en especial Weissman, tuvieron que enfrentarse a muchos imprevistos de carácter técnico. En primer lugar, a la capacidad de estas moléculas para generar importantes reacciones alérgicas, luego a su inestabilidad al entrar en el organismo y a su incapacidad para engañar al sistema inmune y, de esta forma, impedir que las ataque y neutralice. Uno por uno, todos estos retos fueron vencidos; no obstante, la comunidad científica miraba hasta hace muy poco tiempo con recelo la capacidad del ARN mensajero para convertirse en una herramienta útil en la práctica médica, más allá de las potencialidades teóricas que se vislumbraban.
Contrario a lo que pueda pensarse, las vacunas de Moderna y Pfizer-BioNTech contra la COVID-19 están muy lejos de ser las primeras que se ensayaron utilizando esta tecnología. Por casi diez años se evaluaron candidatos vacunales de ARNm para pequeños y, en algunos casos, prometedores estudios sobre preparados para el tratamiento y la prevención del cáncer, la influenza y el Zica en los que ha estado envuelta la propia Karikó.
Es sobre la base de este trabajo previo que las dos biofarmacéuticas sustentaron la investigación para elaborar en tiempo récord las vacunas contra la COVID-19. En el caso de Moderna, uno de los hombres clave en el desarrollo de la vacuna contra el virus es el bioquímico cubano Rolando Pajón, formado en la Universidad de La Habana. Por siete años trabajó en el Centro de Ingeniería Genética y Biotecnología y ahora dirige Moderna en Latinoamérica. El Dr. Pajón fue uno de los autores de la vacuna de esa farmacéutica y desde su nueva posición afirma que para el año 2030 “las líderes, las plataformas dominantes, las vacunas dominantes” serán las que utilicen el ARNm.
Ventajas y retos de las vacunas de ARN mensajero
Entre las ventajas de las vacunas de ARN mensajero está su seguridad. Muchas de las vacunas que actualmente se utilizan se construyen a partir de gérmenes “atenuados”, es decir, manipulados para que pierdan parte de su capacidad para generar enfermedades. En ocasiones, cuando se administran a personas inmunodeprimidas pueden aparecer formas graves de la enfermedad e incluso la muerte.
Otras de las características de estas vacunas basadas en la tecnología del ARNm, según la propia doctora Karikó señaló en un artículo publicado en MIT Tecnology Review, son “más rápidas, baratas y fáciles de hacer” y, además, tremendamente eficientes. “Usted pone el ARNm dentro de la célula y media hora después ya está produciendo las proteínas”. De este modo, el propio cuerpo se convierte en la fábrica de las vacunas.
Sobre estas virtudes de la tecnología con ARNm, en especial su velocidad, habla un artículo de Oregon Health New Blog, donde se comenta que, una vez conocido el código genético del virus de COVID-19, Moderna necesitó apenas dos días para establecer el ARNm que le aportaría la información necesaria a la célula y 65 para iniciar los estudios clínicos. Esto implicaba que en poco menos de un año estarían aprobadas las vacunas contra el coronavirus.
Finalmente, a la misma velocidad que se edita la cadena de ARNm para una vacuna se puede reeditar el inmunizante cuando el germen mute, como pasó con la COVID-19, lo cual la hace una herramienta ideal para enfrentar futuras pandemias.
Sin embargo, no todo será color de rosa. Entre los retos que enfrentan estas vacunas para el futuro está: soportar mayores temperaturas para hacerlas viables en vacunatorios que cuentan con refrigeradores normales en lugar de neveras. Además, aún se sabe muy poco sobre esta tecnología. Finalmente, las vacunas a partir de ARNm no parecen ser la solución para enfermedades como el Alzheimer o el Parkinson, porque no llegan a las neuronas, lo que no implica que en el futuro no sea posible de conquistar.
Horizonte a la vista
En un artículo publicado por El País en octubre de este año, la Dra. Karikó informaba que ya está en camino una vacuna universal contra veinte formas del virus de la gripe. También dijo que Moderna está trabajando en otra contra el virus sincitial respiratorio, que en los meses de invierno causa millones de contagios, fundamentalmente en niños. También ya están en camino vacunas contra el VIH, el virus de Epstein-Barr, que apunta a ser la causa de la esclerosis múltiple y el virus de Nipah.
Por otro lado, de acuerdo con un artículo publicado en Medscape, citado anteriormente, están en proceso, además, vacunas terapéuticas personalizadas contra el melanoma (un tipo de cáncer de la piel), la fibrosis quística e incluso la regeneración cardíaca tras un infarto. Por su parte, BioNTech trabaja en vacunas contra el virus del Zica, contra los agentes causales de la Malaria, el Herpes Zoster, la tuberculosis y varios tipos de cáncer.
Un tópico particularmente sorprendente es todo lo relativo a las vacunas personalizadas contra diversos tipos de cáncer. Estas enseñarán al sistema inmunológico a reconocer a las células cancerosas y atacarlas. El tiempo es un factor fundamental en estos casos: utilizando la técnica del ARNm tomaría de 1 a 2 semanas diseñar las vacunas y menos de dos meses producirla. Esto, que parece un sueño, ya es una realidad a pequeña escala y se han obtenido prometedores resultados en algunos casos.
Ciertamente, el ARNm ha venido a revolucionar la medicina y, en particular, el mundo de las vacunas. Esto no significa que en el próximo lustro todo será distinto y que ninguna de las vacunas que se han utilizado durante décadas y que todavía son útiles vayan a desaparecer. No sucede así en la vida ni en la ciencia.
Sin embargo, esta nueva vuelta de la espiral de conocimiento abre un sinnúmero de oportunidades para prevenir y curar enfermedades, el sueño de médicos e investigadores de todo el mundo.
