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Coronavirus: una vacuna de bajo costo que podría frenar la pandemia

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La desarrolló un laboratorio de Estados Unidos, que permitirá usar los derechos intelectuales a los países más necesitados. Se podría fabricar en huevos de gallina, como la vacuna contra la gripe.

Una nueva vacuna contra el Covid-19 que está entrando en ensayos clínicos en Brasil, México, Tailandia y Vietnam podría cambiar la forma en que el mundo combate la pandemia de coronavirus.

La vacuna, llamada NVD-HXP-S, es la primera en ensayos clínicos que utiliza un nuevo diseño molecular que, según se prevé, podría crear anticuerpos más potentes que la actual generación de vacunas. Y podría ser mucho más fácil de fabricar.

Las vacunas actuales de empresas como Pfizer o Johnson & Johnson deben producirse en plantas especializadas con componentes difíciles de adquirir. En cambio, la nueva vacuna puede producirse en forma masiva en huevos de gallina, los mismos huevos que producen miles de millones de vacunas contra la gripe cada año en fábricas de todo el mundo.

Si la NVD-HXP-S resulta ser segura y eficaz, los fabricantes de vacunas contra la gripe podrían producir más de mil millones de dosis por año. Los países de ingresos bajos y medios que actualmente tienen dificultades para obtener vacunas podrían elaborar ellos mismos la NVD-HXP-S o comprarla a bajo costo a sus vecinos.

Sin embargo, primero hay que demostrar que la NVD-HXP-S realmente funciona en los seres humanos. La primera fase de ensayos clínicos concluirá en julio y la fase final llevará varios meses más. Pero los experimentos con animales vacunados permiten abrigar esperanzas respecto de las perspectivas de la vacuna.

«Es un gol en cuanto a protección», dijo Bruce Innes, del Centro PATH para la Innovación y el Acceso a las Vacunas, que coordina el desarrollo de la NVD-HXP-S. «Creo que es una vacuna de primer nivel».

Las vacunas funcionan familiarizando al sistema inmunitario con un virus lo suficiente como para inducir una defensa contra él. Algunas vacunas contienen virus enteros inactivados; otras contienen sólo una proteína del virus. Otras contienen instrucciones genéticas que nuestras células pueden utilizar para fabricar la proteína viral.

Una vez expuesto a un virus, o a parte de él, el sistema inmunitario puede aprender a fabricar anticuerpos que lo ataquen. Las células inmunitarias también pueden aprender a reconocer las células infectadas y destruirlas.

En el caso del coronavirus, el mejor objetivo para el sistema inmunitario es la proteína que recubre su superficie como una corona. La proteína, conocida como spike o espícula, se adhiere a las células y permite que el virus se fusione con ellas.

Pero inyectar las proteínas espiculares del coronavirus en las personas no es la mejor manera de vacunarlas. Esto se debe a que las proteínas espiculares a veces adoptan una forma equivocada e inducen al sistema inmunitario a producir los anticuerpos equivocados.

Los orígenes»??

Esta idea surgió mucho antes de la pandemia de Covid-19. En 2015, apareció otro coronavirus que causó una forma mortal de neumonía llamada síndrome respiratorio de Oriente Medio (MERS). Jason McLellan, biólogo estructural entonces en la Escuela de Medicina Geisel de Dartmouth, y sus colegas se propusieron fabricar una vacuna contra él.

Querían utilizar como blanco la proteína espicular. Pero tuvieron que tener en cuenta que la proteína espicular cambia de forma. Cuando la proteína se prepara para fusionarse con una célula, pasa de tener una forma de tulipán a algo más parecido a una jabalina.

Los científicos llaman a estas dos estructuras formas de prefusión y postfusión de la espícula. Los anticuerpos contra la forma de prefusión son muy eficaces contra el coronavirus, pero los anticuerpos de postfusión no lo detienen.

McLellan y sus colegas utilizaron técnicas estándar para fabricar una vacuna contra el MERS, pero acabaron con un montón de espículas de postfusión, inservibles para sus fines.

Después descubrieron una forma de mantener la proteína encerrada en la forma de prefusión similar a la de un tulipán. Todo lo que tuvieron que hacer fue cambiar dos de los más de 1.000 elementos constitutivos de la proteína por un compuesto llamado prolina.

La espícula resultante -llamada 2P, por las dos nuevas moléculas de prolina que contenía- tenía muchas más probabilidades de adoptar la forma de tulipán deseada. Los investigadores inyectaron las espículas 2P en ratones y descubrieron que los animales podían combatir fácilmente las infecciones con el coronavirus del MERS.

El equipo registró la patente de su espícula modificada, pero el mundo hizo poco caso del invento. El MERS, aunque es mortal, no es muy contagioso y resultó ser una amenaza relativamente menor; menos de mil personas han muerto de MERS desde que surgió en seres humanos.

La espícula 2P, recargada

Cuando a fines de 2019 apareció un nuevo coronavirus, el SARS-CoV-2, que empezó a asolar al mundo. McLellan y sus colegas entraron nuevamente en acción, diseñando una espícula 2P exclusiva del Covid.

En cuestión de días, Moderna utilizó esa información para diseñar una vacuna contra el Covid-19; contenía una molécula genética llamada ARN con las instrucciones para fabricar la espícula 2P.

Otras empresas no tardaron en seguir su ejemplo, adoptaron las espículas 2P para sus propios diseños de vacunas e iniciaron los ensayos clínicos. Las tres vacunas autorizadas hasta ahora en Estados Unidos «??las de Johnson & Johnson, Moderna y Pfizer-BioNTech- utilizan la espícula 2P.

Otros fabricantes de vacunas también la están utilizando. Novavax ha obtenido buenos resultados con la espícula 2P en los ensayos clínicos y se prevé que solicitará a la Administración de Alimentos y Fármacos la autorización de uso de emergencia en las próximas semanas. Sanofi también está probando una vacuna con la espícula 2P y espera terminar los ensayos clínicos a fin de año.

Seis prolinas son mejores

La capacidad de McLellan para encontrar pistas fundamentales para salvar vidas en la estructura de las proteínas le ha granjeado una profunda admiración en el mundo de las vacunas.

«Este tipo es un genio», dijo Harry Kleanthous, responsable de programas de la Fundación Bill y Melinda Gates. «Debería estar orgulloso de lo mucho que ha hecho por la humanidad».

Pero una vez que McLellan y sus colegas entregaron la espícula 2P a los fabricantes de vacunas, el científico volvió a estudiar la proteína para examinarla más minuciosamente. Si intercambiar sólo dos prolinas mejoraba una vacuna, seguramente retoques adicionales podrían mejorarla aún más.

«Tenía sentido tratar de tener una vacuna mejor», dijo McLellan, que ahora es profesor asociado de la Universidad de Texas en Austin. En marzo, unió fuerzas con otros dos biólogos de la Universidad de Texas, Ilya Finkelstein y Jennifer Maynard. Sus tres laboratorios crearon cien nuevas espículas, cada una con un elemento constitutivo modificado.

Con financiación de la Fundación Gates, probaron cada una de ellas y luego combinaron los cambios prometedores en nuevas espículas. Finalmente, crearon una única proteína que cumplía con sus aspiraciones.

La ganadora contenía las dos prolinas de la espícula 2P, además de cuatro prolinas adicionales ubicadas en otras partes de la proteína. McLellan llamó a la nueva espícula HexaPro, en honor a sus seis prolinas.

El equipo descubrió que la estructura de la HexaPro era aún más estable que la de la 2P. También era resistente, más capaz de soportar el calor y las sustancias químicas nocivas. McLellan esperaba que su diseño robusto la hiciera potente en una vacuna.

McLellan también esperaba que las vacunas basadas en la HexaPro llegaran a más lugares del mundo, especialmente a los países de ingresos bajos y medios, que hasta ahora sólo han recibido una pequeña parte del total de vacunas distribuidas en la primera ola.

«El porcentaje de vacunas que han recibido hasta ahora es terrible», dijo McLellan. Para ello, la Universidad de Texas firmó un acuerdo de licencia de la HexaPro que permite a empresas y laboratorios de 80 países de ingresos bajos y medios utilizar la proteína en sus vacunas sin pagar derechos de propiedad intelectual.

Mientras tanto, Innes y sus colegas de PATH buscaban una forma de aumentar la producción de vacunas contra el Covid-19. Querían una vacuna que los países menos ricos pudieran fabricar por cuenta propia.

Huevos de gallina

La primera tanda de vacunas autorizadas contra el Covid-19 requiere componentes especializados y costosos de fabricar. La vacuna basada en ARN de Moderna, por ejemplo, necesita elementos constitutivos genéticos llamados nucleótidos, así como un ácido graso hecho a medida para construir una burbuja a su alrededor. Estos ingredientes deben ensamblarse dentro de las vacunas en fábricas construidas a tal efecto.

La forma en que se fabrican las vacunas contra la gripe marca un gran contraste. Muchos países tienen enormes plantas para elaborar vacunas baratas contra la gripe, con virus de la gripe inyectados en huevos de gallina. Los huevos producen una gran cantidad de nuevas copias de los virus. Luego, los trabajadores de la fábrica extraen los virus, los debilitan o los matan y los introducen en las vacunas.

El equipo de PATH se preguntó si los científicos podían fabricar una vacuna contra el Covid-19 que pudiera cultivarse de forma barata en huevos de gallina. De ese modo, las mismas fábricas que elaboran las vacunas contra la gripe podrían producir también las vacunas contra el coronavirus.

En Nueva York, un equipo de científicos de la Escuela de Medicina Icahn del Hospital Mount Sinai sabía cómo fabricar una vacuna de ese tipo, utilizando un virus aviar llamado virus de la enfermedad de Newcastle, que es inofensivo para los seres humanos.

Desde hace a»??ños, los científicos experimentan con el virus de la enfermedad de Newcastle para crear vacunas contra una serie de enfermedades. Para desarrollar una vacuna contra el ébola, por ejemplo, los investigadores añadieron un gen del ébola al conjunto de genes del virus de la enfermedad de Newcastle.

Luego, los científicos insertaron el virus modificado en huevos de gallina. Como es un virus aviar, se multiplicó rápidamente en los huevos. Los investigadores así obtuvieron virus de la enfermedad de Newcastle recubiertos con proteínas del ébola.

En el Mount Sinai, los investigadores se propusieron hacer lo mismo, utilizando proteínas espiculares de coronavirus en lugar de proteínas del ébola. Cuando conocieron la nueva versión HexaPro de McLellan, la añadieron a los virus de la enfermedad de Newcastle.

Los virus estaban repletos de proteínas espiculares, muchas de las cuales tenían la forma de prefusión deseada. En un guiño tanto al virus de la enfermedad de Newcastle como a la espícula HexaPro, la llamaron NDV-HXP-S.

Fábrica vietnamita

PATH organizó la producción de miles de dosis de NDV-HXP-S en una fábrica vietnamita que normalmente produce vacunas contra la gripe en huevos de gallina. En octubre, la fábrica envió las vacunas a Nueva York para su análisis. Los investigadores del Mount Sinai observaron que la NDV-HXP-S confería una potente protección a ratones y hámsters.

«No miento al decir que puedo proteger a todos los hámsters y ratones del mundo contra el SARS-CoV-2», dijo Peter Palese, director de la investigación. «Pero aún no sabemos qué hace en los humanos».

La potencia de la vacuna aportó otra ventaja: los investigadores necesitaban menos virus para crear una dosis eficaz. Un solo huevo puede producir de cinco a diez dosis de NDV-HXP-S, en comparación con una o dos dosis de vacunas contra la gripe.

PATH puso entonces en contacto al equipo del Mount Sinai con los fabricantes de vacunas contra la gripe. El 15 de marzo, el Instituto de Vacunas y Productos Médicos de Vietnam anunció el inicio del ensayo clínico de la NDV-HXP-S. Una semana después, la Organización Farmacéutica del Gobierno de Tailandia hizo lo propio. El 26 de marzo, el Instituto Butantan de Brasil dijo que pediría autorización para iniciar sus propios ensayos clínicos de la NDV-HXP-S.

Entretanto, el equipo del Mount Sinai también ha concedido licencia de la vacuna al fabricante mexicano de vacunas Avi-Mex para que la desarrolle en forma de spray nasal. La empresa comenzará ensayos clínicos para ver si la vacuna es aún más potente en esa forma.

En Brasil, el Instituto Butantan promocionó con bombos y platillos su versión de la NDV-HXP-S como «la vacuna brasileña», que sería «producida totalmente en Brasil, sin depender de las importaciones».

Madhavi Sunder, experta en propiedad intelectual de la Facultad de Derecho de Georgetown, advirtió que la NDV-HXP-S no ayudaría de inmediato a países como Brasil en su lucha contra la actual ola de contagios por COVID-19. «No estamos hablando de 16.000 millones de dosis en 2020», dijo.

En cambio, la estrategia será importante para la producción de vacunas a largo plazo, no sólo para el Covid-19 sino para otras pandemias que puedan surgir en el futuro. «Parece muy prometedor», dijo.

Mientras tanto, McLellan ha vuelto a la mesa de dibujo molecular para intentar hacer una tercera versión de su espícula que sea aún mejor que la HexaPro. «En realidad, este proceso no tiene fin», dijo. «El número de permutas es casi infinito. En algún momento, habría que decir: ‘Esta es la próxima generación'».

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