Las vacunas contra el coronavirus pueden ser la clave para combatir futuras pandemias

Las vacunas contra el coronavirus pueden ser la clave para combatir futuras pandemias

Las vacunas contra el coronavirus pueden ser la clave para combatir futuras pandemias 1024 576 Constanza Armas

Traducción libre de Medscape

A medida que la pandemia de COVID-19 se aleja -al menos por el momento-, se intensifican los esfuerzos para desarrollar vacunas de nueva generación que puedan proteger contra futuros coronavirus y variantes. Varios proyectos están presentando combinaciones inteligentes de partes virales al sistema inmunitario que evocan una respuesta robusta y, esperamos, duradera.

La próxima generación de vacunas «pan» pretende reducir el SARS-CoV-2, sus parientes más cercanos, y lo que pueda venir, a virus respiratorios más domesticados como el resfriado común. Cualesquiera que sean los componentes de esta nueva generación de vacunas, los expertos coinciden en el objetivo: prevenir enfermedades graves y muertes. Y es fundamental un enfoque más amplio.

«Todas las vacunas han sido increíbles. Pero estamos jugando a un juego de topos con las variantes. Tenemos que dar un paso atrás y preguntarnos si es posible una vacuna panvariante. Esto es importante porque Ómicron no es la última variante», afirma el doctor Jacob Lemieux, profesor de medicina y especialista en enfermedades infecciosas del Hospital General de Massachusetts.

Una vacuna de amplio espectro

El impulso para crear una vacuna que disuada a múltiples coronavirus surgió pronto, entre muchos investigadores. Un artículo publicado en Nature en mayo de 2020 por el investigador del Instituto Nacional de Alergias y Enfermedades Infecciosas (NIAID) Luca T. Giurgea, MD, y sus colegas lo decía todo en el título: Vacunas universales contra el coronavirus: el momento de empezar es ahora.

¿Sus preocupaciones? La diversidad de los coronavirus de murciélago que están a punto de saltar a los humanos; la gran mutabilidad del gen de la espiga que reconoce la respuesta inmunitaria; y la persistencia de las mutaciones en un virus de ARN, que no puede reparar los errores. Los trabajos sobre vacunas más amplias comenzaron en varios laboratorios a medida que el SARS-CoV-2 generaba una variante tras otra.

El 28 de septiembre, el NIAID anunció la concesión de fondos para el desarrollo de vacunas contra el «pan-coronavirus» -las comillas son para indicar que una bala mágica contra cualquier nuevo coronavirus no es realista. «Estos nuevos premios están diseñados para mirar hacia adelante y prepararse para la próxima generación de coronavirus con potencial pandémico«, dijo el director del NIAID, Anthony Fauci, MD. Los tres primeros premios se concedieron a grupos de la Universidad de Wisconsin, el Hospital Brigham y de Mujeres y la Universidad de Duke.

 

El presidente Biden mencionó la financiación del NIAID en su discurso sobre el estado de la Unión. También habló de cómo la Autoridad de Investigación y Desarrollo Biomédico Avanzado (BARDA), fundada en 2006 para prepararse para las emergencias de salud pública, está encabezando el desarrollo de nuevas plataformas y vacunas que se dirigen a una franja más amplia de partes de patógenos.

Mientras tanto, investigadores individuales de campos eclécticos están encontrando nuevas formas de prevenir futuras pandemias.

El doctor Artem Babaian, biólogo computacional de la Universidad de Cambridge, tuvo la idea de explorar las bases de datos del genoma de los Institutos Nacionales de Salud (NIH), que se remontan a más de una década, en busca de nuevos coronavirus. Empezó el proyecto cuando estaba entre dos trabajos, mientras se desarrollaba la pandemia, y utilizó una enzima telescópica exclusiva de los virus de ARN para buscar primos de COVID. El trabajo se publica en Nature y los datos están disponibles gratuitamente en serratus.io.

Entre los casi 132.000 nuevos virus de ARN que encontró el equipo de Babaian, nueve eran de coronavirus no reconocidos anteriormente. Los nueve nuevos procedían de «fuentes ecológicamente diversas«: un caballito de mar, un ajolote, una anguila y varios peces. Descifrar la topografía de estos coronavirus puede proporcionar pistas para desarrollar vacunas que se adelanten a futuras pandemias.

Pero la óptica es importante para mantener unas expectativas razonables. «Vacuna universal» es un término erróneo. Yo lo veo como ‘vacunas de amplio espectro’. Es fundamental ser franco, ya que estas vacunas nunca podrán garantizar la inmunidad contra todos los coronavirus. No hay absolutos en biología, pero es de esperar que funcionen contra los peligros que sabemos que existen. Una vacuna que imita la exposición a muchos coronavirus podría proteger contra un coronavirus actualmente desconocido, especialmente si se incluyen antígenos de evolución más lenta», dijo Babaian a Medscape Medical News.

El Dr. Nikolai Petrovsky, de la Facultad de Medicina y Salud Pública de la Universidad Flinders de Adelaida (Australia) y de la empresa de biotecnología Vaccine Pty Ltd, está de acuerdo y considera que una vacuna literal contra el pancoronavirus es una «quimera». Lo que sí creo que se puede conseguir es una vacuna pan-CoV-19 ampliamente protectora; puedo decirlo porque ya la hemos desarrollado y probado, combinando antígenos en lugar de intentar una sola que sirva para todo».

Señales de inmunidad

Las vacunas más amplias que se están desarrollando muestran antígenos virales, como las proteínas de espiga, al sistema inmunitario en diversos marcos. He aquí algunos enfoques:

Nanopartículas de ferritina: Una vacuna candidata de la Subdivisión de Enfermedades Infecciosas Emergentes del Centro Médico Militar Nacional Water Reed comenzó los ensayos de fase 1 en humanos en abril de 2021. Llamada SpFN, la vacuna consiste en conjuntos de nanopartículas de ferritina unidas a proteínas de espiga de diversas variantes y especies. La ferritina es una proteína que une y almacena el hierro en el organismo.

«El despliegue repetitivo y ordenado de la proteína de espiga del coronavirus en una nanopartícula de múltiples caras puede estimular la inmunidad de tal manera que se traduzca en una protección significativamente más amplia», dijo el director de la rama de Walter Reed y coinventor de la vacuna, el doctor Kayvon Modjarrad.

Una segunda vacuna se dirige únicamente a la parte de la «diana» que el virus utiliza para adherirse y acceder a las células humanas, denominada dominio de unión al receptor (RBD), de las variantes del SARS-CoV-2 y del virus del SARS original. Los datos preclínicos aparecen en Science Translational Medicine.

El doctor Barton Haynes y sus colegas del Instituto de Vacunas Humanas de Duke también están utilizando la ferritina para diseñar y desarrollar una «vacuna pan-betacoronavirus«, en referencia al género al que pertenece el SARS-CoV-2. Dicen que sus resultados en macacos, publicados en Nature, «demuestran que las actuales vacunas basadas en el ARNm pueden proporcionar cierta protección contra futuros brotes de betacoronavirus zoonóticos.»

Nanopartículas de mosaico : El estudiante de posgrado Alexander Cohen dirige una iniciativa en CalTech, en el laboratorio de la doctora Pamela Bjorkman, que utiliza nanopartículas formadas por proteínas de una bacteria (Strep pyogenes) a las que se adhieren RBD de proteínas de espiga de cuatro u ocho betacoronavirus diferentes. La estrategia demuestra que el todo es mayor que la suma de las partes.

«Los resultados de Alex demuestran que es posible suscitar diversas respuestas de anticuerpos neutralizantes, incluso contra cepas de coronavirus que no estaban representadas en la nanopartícula inyectada. Tenemos la esperanza de que esta tecnología pueda utilizarse para proteger contra futuros coronavirus animales que pasen a los seres humanos», dijo Björkman. El trabajo se publicó en Science.

Las vacunas candidatas de Inovio Pharmaceuticals también utilizan una estrategia de picos de mosaico, pero con anillos de ADN (plásmidos) en lugar de nanopartículas. Una versión funciona contra las variantes pre-Ómicron; se está probando contra Ómicron, y otra con cobertura «pan-COVID-19» ha dado buenos resultados en modelos animales. Las vacunas de Inovio se administran en la piel mediante un dispositivo especial que aplica un impulso eléctrico que aumenta la permeabilidad de las células.

Picos quiméricos: Otro enfoque consiste en crear vacunas a partir de varias partes de los betacoronavirus más estrechamente relacionados con el SARS-CoV-2, los patógenos que están detrás del MERS y el SARS, así como de varios virus de murciélagos y algunos de pangolines. La abundancia y ubicuidad de estos virus proporciona una especie de caja de herramientas, con instrucciones escritas en el lenguaje del ARN, a partir de las cuales se pueden seleccionar, diseccionar, recombinar y personalizar las vacunas.

«Los virus similares al SARS pueden recombinarse y presentan una gran diversidad genética en varias partes del genoma. Diseñamos picos quiméricos para mejorar la cobertura de una vacuna multiplexada», explica el doctor David Martínez.

Su equipo de la Universidad de Carolina del Norte, en Chapel Hill, ha desarrollado vacunas de ARNm que administran «picos de coronavirus revueltos» que representan varias partes, no sólo el RBD, como se describió en Science el pasado agosto.

En los ratones, las vacunas quiméricas provocan respuestas inmunitarias robustas de células T y B, que estimulan la producción de anticuerpos y controlan otras facetas de la construcción de la inmunidad.

Más allá de la diana de la espiga

El reto de desarrollar vacunas contra el pan-coronavirus es doble. «Las mejores vacunas son muy específicas para cada cepa, y las vacunas universales tienen que sacrificar la eficacia para conseguir una amplia cobertura. La vida es un intercambio». dijo Petrovsky a Medscape Medical News.

Los esfuerzos por ampliar la eficacia de las vacunas van más allá de dirigirse a los dominios de unión a receptores de los tripletes de púas que festonean el virus. Algunos proyectos se centran en partes de la espiga menos cambiantes y más parecidas entre coronavirus menos relacionados que el RBD, propenso a las mutaciones. Por ejemplo, los péptidos que se retuercen en la porción de la «hélice madre» de la parte de la espiga que se adhiere a las células del huésped son la base de algunas vacunas candidatas que ahora se encuentran en estudios preclínicos.

Otras vacunas no se basan en las espigas. La empresa francesa Osivax, por ejemplo, está trabajando en una vacuna dirigida a la proteína de la nucleocápside que protege el ARN viral. La esperanza es que la presentación de varias caras del patógeno pueda desencadenar la inmunidad más allá de una oleada inicial de anticuerpos y evocar respuestas de células T más diversas y duraderas.

Con los innumerables esfuerzos para respaldar la primera generación de vacunas contra el COVID-19 con otras nuevas que ofrezcan una protección más amplia, parece que la ciencia puede haber aprendido finalmente de la historia.

«Tras el brote de SARS, perdimos el interés y no logramos completar el desarrollo de una vacuna para utilizarla en caso de un brote recurrente. No debemos volver a cometer el mismo error», escriben Giurgea y sus colegas en su artículo de Nature sobre las vacunas universales contra el coronavirus.