Desarrollo de vacunas y su importancia en tiempos de pandemia

Por: Dilan Victor Suárez Agüero

Julio 8, 2020

Arturo Liñan Torres

Biólogo Genetista Biotecnólogo por la Universidad Nacional Mayor de San Marcos (UNMSM). Investigador y candidato a magister en ciencias bioquímicas por la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM). Viene desarrollando diversos proyectos de investigación orientados a la virotecnología y vacunología en los virus dengue y Zika. Actualmente, es coordinador del equipo que desarrolla un prototipo de vacuna contra el SARS-CoV-2 en el Instituto de Biotecnología de la UNAM, México.

Foto: Luis Diaz

¿Qué es y cómo funciona una vacuna?

En la actualidad se manejan dos conceptos de vacuna. El primero es el de vacuna profiláctica, donde se inocula una parte o la forma completa no patógena del microorganismo para que el individuo genere una respuesta de defensa efectiva frente a él, este enfoque de vacuna tiene un carácter preventivo y son las más usadas en la actualidad. El segundo concepto es el de vacuna terapéutica, donde se estimula o potencia al sistema inmune del paciente para la defensa frente a una infección activa. Este enfoque funcionaría como un tratamiento.

Para fines de esta entrevista, hablaremos sobre las vacunas profilácticas contra los virus. ¿Nos contarías un poco sobre el proceso de diseño y producción?

Primero hay que mencionar que para los virus se reconocen 8 plataformas de vacunas. Las vacunas virales son aquellas que utilizan al virus completo, pero de manera que no sean infecciosos, aquí podemos encontrar a las formas atenuadas e inactivadas. Las vacunas a base de proteína, como el nombre lo dice, utilizan proteínas del virus de forma individual o a manera de complejos multiproteicos, aquí encontramos a las de tipo subunidades y las partículas pseudovirales (VLPs, por sus siglas en inglés). Las vacunas a base de vectores virales utilizan como “cascarón” otros virus atenuados para que lleve la información genética de la proteína de interés, aquí encontramos a los vectores replicativos y no replicativos. Por último y no menos importante tenemos a las vacunas de ácidos nucleicos, que se inoculan en las células del individuo para que expresen la proteína de interés, aquí encontramos a las producidas en base al DNA y RNAm. Como te comento, la mayoría de plataformas utilizan proteínas y ácidos nucleicos como base, sin embargo, muchas veces pueden estar acompañadas de carbohidratos y lípidos.

El diseño y producción depende mucho de la plataforma de vacuna que uno elija. En líneas generales, el primer paso es el diseño con herramientas computacionales (in sílico) para predecir qué proteína de todo el virus se utilizará como molécula blanco. Esta proteína elegida debe ser capaz de producir una respuesta de defensa bastante alta (inmunogénica). El siguiente paso corresponde a un trabajo de ingeniería genética, donde se pueden utilizar diversos “sistemas de expresión” para producir la vacuna. En este punto hay que tener en cuenta que mientras más complejo sea la estructura de la vacuna que se quiere producir, se necesitará un sistema de expresión más complejo y eficiente. Estos pueden ir desde Escherichia coli hasta células de mamíferos. Los siguientes pasos son la producción a escala piloto (deseable) de la vacuna, su purificación, su caracterización y su formulación para posteriormente evaluarla in vivo.

¿Qué criterios debe escoger un investigador para desarrollar una plataforma de vacuna contra algún patógeno?

Yo creo que los criterios deben estar basados principalmente en la experiencia del laboratorio, el equipamiento necesario y en la presencia de personal capacitado.

¿Existe alguna plataforma de vacuna que sea mejor?

Es una pregunta bastante subjetiva debido a que depende mucho de cada investigador. Todas las plataformas tienen sus pro y contras, algunas son más fáciles de producir, otras son más seguras, algunas son más eficaces, otras son más costosas y algunas pueden estar sujetas a procesos engorrosos de aprobación debido a que no hay un antecedente de la plataforma en el mercado. Pero desde mi punto de vista, hasta ahora las vacunas basadas solo en proteínas son las mejores, ya que son muy seguras, eficaces y cuentan con la factibilidad de llegar al mercado (hay antecedentes de vacunas comerciales basadas solo en proteínas).

¿Cuántas fases involucra el desarrollo de una vacuna?

 El desarrollo de una vacuna o de cualquier otro medicamento consta de la fase preclínica y las fases clínicas. Lo que comenté anteriormente corresponde a la primera parte de la fase preclínica que se realiza en el laboratorio, donde se diseña y produce la vacuna. En la segunda parte de la fase preclínica, se evalúa la eficacia de la vacuna en animales menores, como ratones y hámsters, y en animales mayores como los primates no humanos. Si los resultados son buenos, se pasa a las fases clínicas, que se subdividen en las fases: I, II y III. Esta fase es mucho más controlada debido a que se evalúa la seguridad, inmunogenicidad, número de dosis administradas y las vías de administración de la vacuna candidata en humanos. La principal diferencia entre las fases I, II y III se encuentra en el número de participantes involucrados. Cuando los resultados son óptimos en la fase III, la vacuna ya está lista para producirse a escala industrial y distribuirse a la población, sin embargo, se siguen monitoreando su efectividad y posibles efectos adversos que ésta pueda causar (fase IV).

¿Qué problemas se podrían presentar en el camino?

Durante la evaluación preclínica pueden presentarse efectos adversos como de citotoxicidad y casos de hipersensibilidad, pero estos problemas son altamente superables mediante la mejora de los protocolos de diseño y purificación de la vacuna. Además, en la fase clínica, puede ocurrir que la eficacia de protección sea muy baja (menor al 50%), que los pacientes que reciben la vacuna pierdan la inmunidad muy rápido, que a lo mejor no sea suficiente aplicar más de dos dosis, afectando así el costo de la vacuna. Por otro lado, se podrían presentar otros fenómenos como la amplificación de la infección dependiente de anticuerpos (ADE) que consiste en que una persona vacunada cuando se infecta después con el virus, en vez de generar una protección contra la enfermedad, la potencia. Este tipo de detalles hay que tenerlos en cuenta durante el diseño de una vacuna. Pero me gustaría que quede claro, que una vacuna cuando supera la fase IV ya es segura y funcional, no habrá ningún tipo de riesgo al aplicarla debido a que ha pasado por una serie de evaluaciones rigurosas.

¿Cuánto tiempo demora en producirse una vacuna hasta que salga al mercado?

Normalmente esto tarda alrededor de 15 años, pero debido a la situación que vivimos actualmente, el proceso puede acelerarse. Por ejemplo, ya hay una vacuna contra la COVID-19 aprobada en China, por la empresa CanSino, pero solamente para uso militar. Esta vacuna salió en menos de dos años, si tiene éxito en esta población militar es muy probable que su uso se pueda extender a población general. Esto representaría todo un hito para la humanidad.

En el desarrollo de una vacuna ¿Qué tan difícil es la transición del laboratorio a los ensayos clínicos y posteriormente su producción a gran escala?

Por lo general, la transición del laboratorio (diseño y producción) a los ensayos clínicos puede tomar alrededor de 5 años y costar aproximadamente 10 millones de dólares (fase preclínica), y ésta incluiría permisos de buenas prácticas de manufactura y aprobación del protocolo por un comité de ética. Las fases clínicas I, II y III pueden tomar aproximadamente 10 años y llegar a requerir una inversión de cientos de millones de dólares. Sí se llegan a superar las fases clínicas, el orden de inversión se elevaría muchísimo más, llegando a bordear el billón de dólares debido a la producción a escala industrial de la vacuna. Como se puede ver, la inversión requerida es bastante fuerte y por esto se necesita la asociación entre universidades y empresas para que puedan llevar adelante el desarrollo de una vacuna.

¿Por qué es tan importante el desarrollo de una vacuna en el contexto de una pandemia?

Básicamente porque sin una vacuna no podemos volver a una “normalidad”, siempre estará el riesgo de contagiarnos. Y más aún si no existe un tratamiento eficaz contra el virus.

En el Perú, ¿Podríamos producir vacunas al mismo nivel que los países desarrollados? ¿Qué nos hace falta?

Me parece que la parte preclínica se podría realizar tranquilamente en nuestro país, sin embargo, hay procedimientos que se deben tercerizar (realizarse en el extranjero). Un ejemplo de esto vendría a ser la inoculación del virus en animales, debido a que no tenemos un laboratorio de nivel 3 acreditado para este tipo de ensayos. Adicionalmente, no tenemos instalaciones que cumplan con las buenas prácticas de manufactura para realizar la producción masiva de la vacuna para uso humano.  Por otro lado, en nuestro país no hay una relación estrecha entre la universidad y la empresa, salvo pocas excepciones, lo que dificultará enormemente la inversión necesaria para la evaluación clínica y posterior masificación de la vacuna.

¿Por qué es importante que existan varios países que estén en la carrera para desarrollar una vacuna?

Por más que existan vacunas que se encuentren en un estado avanzado de desarrollo, siempre es importante que existan otras alternativas. Por ejemplo, todos queremos que alguna de las vacunas avanzadas contra el coronavirus funcione, pero si fallara en la última etapa, probablemente otros candidatos que están en etapas iniciales de desarrollo podrían funcionar mejor. Por otro lado, pueden existir algunas vacunas que recién se están desarrollando pero que sean mucho más baratas que las que se encuentran avanzadas. Y un último aspecto importante es la soberanía que tenga el país sobre su vacuna, siempre se preferirá distribuir a su población antes que a otros países. Por este motivo, es importante que todos los países produzcan sus propias tecnologías, como las vacunas, para tener capacidad de respuesta ante alguna emergencia.

Coméntanos acerca del prototipo de vacuna contra el SARS-CoV-2 que se viene desarrollando en el Instituto de Biotecnología de la UNAM.

La plataforma de vacuna que estamos desarrollando es la de VLPs. Consiste básicamente en construir un andamio proteico de otro virus y expresar en la superficie de este, péptidos específicos de la proteína S (espíga) del SARS-CoV-2. Estos péptidos han sido previamente seleccionados por su capacidad potencial de inhibir la unión entre el SARS-CoV-2 y su receptor celular ACE-2; además, forman parte de los residuos conservados entre los distintos genomas secuenciados del nuevo coronavirus. A la fecha, tenemos cuatro candidatos a vacuna con esta plataforma.

¿En qué fase se encuentra el desarrollo de esta vacuna?

Los candidatos se encuentran en la fase preclínica. La producción de las VLPs se realiza de manera normal, aunque la estabilidad molecular del constructo aún no se ha evaluado. Esperamos en un par de semanas comenzar los ensayos con animales de laboratorio y los primeros ensayos en humanos en unos 2-3 meses.

Foto: Luis Diaz

¿Están recibiendo actualmente algún tipo de financiamiento para la elaboración de la vacuna?

Todo lo que se ha avanzado hasta el momento es con los ahorros del laboratorio. Se ha recibido financiamiento para otros proyectos, pero no para este. Estamos esperando obtener los resultados de nuestra postulación a unos fondos por parte de la “Coalición para las Innovaciones en Preparación de Pandemias” (CEPI, por sus siglas en inglés) que otorga un financiamiento bastante fuerte para el desarrollo de vacunas contra enfermedades emergentes. Nuestra propuesta es bastante buena y tenemos experiencia en el área, por eso esperamos obtener esos fondos.

¿Qué función desempeñas dentro del equipo de investigación?

La Dra. Laura Palomares y el Dr. Tonatiuh Ramírez son los investigadores principales que dirigen los diversos proyectos que se están realizando en el laboratorio de Ingeniería de Bioprocesos y Nanobiotecnología. Yo soy el coordinador-responsable del proyecto de la vacuna contra el SARS-CoV-2.

¿Quiénes conforman el equipo que está desarrollando el prototipo de vacuna?

 Por el momento somos tres personas, además de los investigadores principales. Una técnico-académica, la bióloga y maestra en ciencias (magister) Ana Ruth Pastor; la estudiante de doctorado en ciencias y maestra en ciencias (magister) Esmeralda Cuevas; y yo, que soy biólogo y estudiante de maestría en ciencias. Cuando se comience la evaluación en animales y las fases clínicas, el proyecto se convertirá en multidisciplinario, involucrando a veterinarios, médicos, enfermeros, biotecnólogos, ingenieros bioquímicos, estadísticos, entre otros.

Miembros del laboratorio de Ingeniería de Bioprocesos y Nanobiotecnología - IBt - UNAM. Foto: Enrique Paz

¿Por qué crees que es importante la divulgación científica? ¿Qué rol deben cumplir los científicos y los periodistas en ella?

La divulgación científica es una herramienta que permite informar de manera correcta a la población sobre eventos de carácter científico, para que no se dejen engañar frente a tantos movimientos pseudocientíficos como los antivacunas, terraplanistas, etc. Los científicos hacemos ciencia no solo para nosotros, nuestro deber es compartir lo que sabemos con todos. Por ello deberíamos ser los primeros en realizar divulgación científica. Los periodistas al comunicar noticias de ciencia, también deberían ser divulgadores científicos y para ello deben tener valores para informar siempre con la verdad. Lamentablemente todos los días vemos periodistas que salen a vender noticias sólo para ganar audiencia y no comunican los hechos con información verídica.

Artículos relacionados

Respuestas

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *