Vacunas contra la COVID-19: el nacimiento de la nanomedicina

 

El viernes pasado conversamos en M24 sobre el fascinante proceso de desarrollo de vacunas contra la COVID-19. En particular y especialmente pusimos el foco en la nanotecnología atrás de las más modernas formulaciones de vacunas disponibles. El podcast se puede escuchar por aquí.

 

Vía: NIH.-

 

 El rápido desarrollo de vacunas contra la COVID-19 es parte clave del combate a la pandemia y la evolución de sus distitnas fases de pruebas son noticia diaria en todo el mundo. Hay una dimensión tecnógica fascinante atrás de este desafío global, pero hay también aspectos geopolíticos, de derechos humanos y logísticos que son los que determinan las condiciones con las que los países podrán disponer de las vacunas desarrolladas y eventualmente responder de la mejor forma posible al enorme desafío de la inmunización a escala global contra el virus SARS-CoV-2.

 De todas las técnicas disponibles para el diseño y producción de vacunas, destacan las vacunas basadas en ARN mensajero (mARN). Este nuevo tipo de vacuna es un cambio radical respecto de las técnicas ya disponibles. El aspecto clave que hace tan importante a estas vacunas está dado por la nanotecnología atrás de su producción. En lugar de utilizar virus atenuados o inactivados para producir la respuesta inmune, hoy tenemos la posibilidad de utilizar una parte clave del material genético del mismo para producir una respuesta específica y efectiva directamente en las células especializadas del sistema inmunitario. Estas dos técnicas mencionadas no son las únicas disponilbes, ni las únicas utilizadas para producir las vacunas contra el virus SARS-CoV19. Sin embargo son las que potencialmente son mas efectivas para provocar la respuesta inmune. El largo, intrincado y por momentos oscuro camino que permite disponer de estas tecnologías está alumbrando el nacimiento de la nanomedicina, y ese es el aspecto mas duradero de esta pandemia. 

 El uso de piezas específicas de material genético y su entrega a células específicas evitando intereacciones no deseadas es, por decirlo mal y pronto una quimera farmacológica hecha realidad. El alcance de este formidable avance tecnológico va más allá de la vacuna para la COVID-19, y probablemente impacte en la formulación de otras vacunas aún ausentes en nuestros sistemas sanitarios. Pero además, será posible formular otras soluciones farmacológicas para otro tipo de patologías y tratamientos. No se trata del primer uso de las nanotecnologías para el desarrollo de estas balas mágicas farmacológicas por cierto. Pero dadas la escala global de la pandemia, y por lo tanto de la campaña de vacunación, podemos decir que de la mano de las vacunas basadas en mARN entramos de lleno en la era de la nanomedicina.

 Las vacunas de este tipo han sido desarrolladas por gigantes farmaceúticos y los estados nacionales como Pfizer y BioNTech, Moderna y el National Institutes of Health de los EUA. La empresa alemana Curevac ha desarrollado una vacuna de estas características actualmente en fase 2 de pruebas. Mientras que desde Singapur la empresa Arcturus junto con la Duke National University de ese país desarrollan nanosistemas similares, basados en mARN. Hay más desarrollos similares, pero en todo caso todos tienen que lidiar con el problema de fondo: lograr que esa pequeña porción de ARN viral que codifica una proteína específica del virus llegue a las células generadoras de la respuesta inmune específica. Es fundamental que esa pequeña porción de mARN no se degradado metabólicamente ni eliminado en una respuesta inmune inespecífica. Y además, una vez en contacto con las células del sistema inmune específico, deben logran ingresar en forma intacta a las mimas, sin dañarlas.

 La clave para este desafío farmacológico son las modernas técnicas de encapsulado que las nanotecnologías proveen. Fosfolípidos similares a los existentes en las paredes celulares se encargan de estabilizar la molécula de ARN. Lípidos con cadenas hidrosolubles le otorgan forma y estabilidad estructural al nanofármaco. Le da además a este tipo de nanofármacos una apariencia pinchuda, similar al coronavirus. Otro tipo de lípido incorporado juega un papel clave en la entrega de la molécula de ARN a los linfocitos. Esta especie de liposoma, se vehiculiza en una solución de agua y alcohol y gracias a los procesos de autoensamblado se forma la esfera que contiene a la molécula de ARN. 

 El proceso para llegar a este tipo de fármacos llevó décadas de desarrollo y pruebas, los liposomas están entre los productos farmacológicos y cosméticos disponibles desde hace varios años ya. La escala de la pandemia los ha puesto en la mira global: estas tecnologías tienen además enormes ventajas desde el punto de vista de su producción. Son escalables, es decir producibles en gran volumen mediante procesos industriales. Esto es muy interesante desde el punto de vista de los costos de producción, y por lo tanto del financiamiento de este tipo de desarrollos. Asimismo se evita el manejo de virus, activos o inactivos, y eso es desde el punto de vista de la bioseguridad una ventaja formidable respecto de las técnicas convencionales. La enorme desventaja de estas tecnologías, es que es necesario conservar a estas vacunas a temperaturas de -80°C. Esto plantea un desafío logístico enorme. 

 De manera entonces que no solo la vacuna tiene que ser efectiva, sino que además la campaña también debe serlo, a escala global por si fuera poco.

 De estos temas converamos el viernes pasado en Intercambio por M24.

 La columna se puede escuchar aquí o vía Spotify.

 El trabajo clave para entender los procesos de encapsulado de mARN mediante nanopartículas es: Expression kinetics of nucleoside-modified mRNA delivered in lipid nanoparticles to mice by various routes.