La COVID-19 ha abierto numerosas posibilidades para que distintas instituciones formulen nuevos componentes vacunales y prueben enfoques tecnológicos novedosos. Al llegar la fase final de los ensayos clínicos de Pfizer/BioNTech y Moderna, los resultados reflejaron una asombrosa eficacia del 95%, lo que brindó a la población un firme motivo de esperanza desde el inicio de la pandemia. Poco después, la lucha contra el virus SARS-CoV-2 desbloqueó el potencial de la tecnología de ARNm.
La tecnología de ARNm puede parecer novedosa para el público general; sin embargo, se trata de una innovación en la que los investigadores llevan trabajando mucho tiempo. No solo demostró ser extraordinariamente segura y eficaz frente al SARS-CoV-2, sino que también ofrece grandes perspectivas frente a otras enfermedades infecciosas.
Figura 1. Funcionamiento de las vacunas de ARNm.
Fuente: Presentación de los Institutos Nacionales de Salud en audiencia del Senado (09 de septiembre de 2020).
En el contexto de la COVID-19, las vacunas de ARNm instruyen a las células para producir proteínas que desencadenan una respuesta inmunitaria, generando anticuerpos que proporcionan protección frente a futuras infecciones.
La historia de las vacunas de ARNm se remonta a principios de la década de 1990, cuando Katalin Karikó —investigadora de la Universidad de Pensilvania— comenzó a investigar la tecnología de ARNm como una modalidad de terapia génica (haga clic aquí para conocer cómo funciona la terapia génica).
Figura 2. Cronología de los principales descubrimientos en terapia con ARN.
Se produjeron numerosos descubrimientos esenciales que propiciaron el nacimiento del campo de la terapia con ARN (Fig. 2). A partir de entonces, incontables investigaciones y experimentos a lo largo de los años han dado lugar al auge actual de la tecnología de ARNm.
A diferencia de las vacunas tradicionales, que pueden requerir meses de producción mediante el cultivo de formas atenuadas del virus, las vacunas de ARN pueden producirse con mayor rapidez empleando la secuencia genética del patógeno y otros componentes. A continuación se presentan algunas de las diversas aplicaciones de la tecnología de ARNm.
Tratamiento para el Cáncer Colorrectal
La investigación sobre la prevención de recidivas del cáncer colorrectal mediante tecnología de ARNm continúa en desarrollo. Si bien la cirugía es el tratamiento de referencia para muchos pacientes con cáncer colorrectal, las células cancerosas pueden permanecer en el organismo tras la extirpación del tumor. Estas células residuales liberan ADN al torrente sanguíneo, lo que se denomina ADN tumoral circulante (ctDNA). El tejido tumoral se envía a un laboratorio especializado donde se analiza en busca de mutaciones genéticas que favorecen el crecimiento tumoral. Una vez identificadas las mutaciones, se priorizan de mayor a menor frecuencia y se elabora una vacuna de ARNm personalizada según esa jerarquía. El ARNm instruye a las células del paciente para producir fragmentos proteicos basados en las mutaciones identificadas. A continuación, el sistema inmunitario localiza otras células con las proteínas mutadas y depura las células tumorales circulantes remanentes.
Figura 3. Diseño de vacunas de ARNm.
Tratamiento para Enfermedades Autoinmunes
Investigadores alemanes emplearon la tecnología de ARNm para mitigar la actividad patológica en ratones con Encefalomielitis Autoinmune Experimental (EAE), una afección análoga a la esclerosis múltiple. Con frecuencia se prescriben fármacos inmunosupresores para controlar los síntomas, pero estos medicamentos pueden acarrear efectos adversos. Por ello, el equipo científico desarrolló una vacuna de ARNm que incrementó la tolerancia de las células inmunitarias y redujo el daño tisular sin comprometer el funcionamiento normal del sistema inmunitario.
Figura 4. Inducción de tolerancia mediante una vacuna antiinflamatoria de ARNm.
Terapia Génica
La terapia génica constituye una estrategia terapéutica fundamental para tratar células afectadas. Sin embargo, la terapia génica convencional puede conllevar ciertos riesgos. Un estudio realizado por profesores de la Escuela de Posgrado de Medicina de la Universidad de Tokio empleó un sistema de administración con micelas poliméricas (DDS) para desarrollar un sistema de liberación de ARNm innovador. Utilizando ARNm en terapia génica, el grupo de investigación indujo con éxito la regeneración tisular de fibras del nervio olfatorio y la recuperación funcional en animales con trastornos olfativos. Este logro allanó el camino para el empleo del ARNm en múltiples aplicaciones para trastornos neurológicos.
Figura 5. Terapia génica mediante nanomáquinas cargadas con ARNm.
Tratamiento para la Enfermedad de Lyme Transmitida por Garrapatas
El virus Powassan, de consecuencias potencialmente mortales, carece de prevención o tratamiento aprobados. Se trata de un virus transmitido por garrapatas que puede causar encefalitis en seres humanos y que circula en América del Norte y Rusia. Una nueva vacuna contra el virus Powassan se compone de ARNm viral encapsulado en nanopartículas lipídicas; esto produce partículas subvirales que estimulan la respuesta inmunitaria y confieren protección. La vacuna basada en ARNm mostró resultados satisfactorios frente al virus Powassan, presentando una elevada inmunogenicidad y confiriendo protección frente a múltiples miembros de la familia viral.
Figura 6. Protección conferida por una vacuna de ARNm frente a flavivirus transmitidos por garrapatas.
AC2-4S9-NS
LA2-4A2-E
Las Cabinas de Seguridad Biológica (CSB) de Esco se utilizan activamente en la fabricación de vacunas de ARNm contra la COVID-19 en EE. UU. Esperamos colaborar con usted suministrando CSB y equipamiento avanzado de laboratorio para su investigación en ARNm. Esco ofrece un plazo de entrega rápido de 1 semana para unidades estándar y plazos reducidos para equipamiento personalizado según sus requisitos.
Referencias:
[1] Nuevo sistema de terapia génica mediante ARN mensajero. (2015, 3 de marzo). Universidad de Tokio.
https://www.u-tokyo.ac.jp/focus/en/articles/a_00351.html
[2] Carter, D. (2021). Aplicaciones de vacunas de ARNm en oncología. Centro Oncológico MD Anderson.
https://www.mdanderson.org/cancerwise/can-mrna-vaccines-like-those-used-for-covid-19-be-used-in-cancer-care.h00-159457689.html
[3] Copur, M. S. (2021). Vacunas de ARN mensajero: nueva era en inmunoterapia oncológica.
https://www.cancernetwork.com/view/messenger-rna-vaccines-beckoning-of-a-new-era-in-cancer-immunotherapy
[4] ¿Podría una vacuna de ARNm proteger contra los virus emergentes transmitidos por garrapatas? (2019). Infectious Diseases Hub.
https://www.id-hub.com/2018/12/18/mrna-vaccine-protective-emerging-tick-borne-viruses/
[5] Fox, M. (2021). El potencial futuro del ARNm más allá del coronavirus.
https://edition.cnn.com/2021/06/01/health/mrna-vaccines-covid-future/index.html
[6] Instituto de Autoinmunidad. (28 de enero de 2021). Terapias de ARNm para afecciones autoinmunes.
https://www.autoimmuneinstitute.org/articles/mrna-treatment-multiple-sclerosis/
[7] Kim, Y.K. (2020). Terapia de ARN: panorama actual y futuro. Repositorio Científico.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7250668/
[8] VanBlargan, L. et al. (2018). Protección vacunal de ARNm frente a infecciones por flavivirus.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6353567/#abs0015title
[9] Wardell, C. (2021). Vacunas de ARNm y tolerancia inmunológica.
https://www.nature.com/articles/s41587-021-00880-0
[10] Zon, G. (24 de junio de 2019). Prevalencia de la enfermedad de Lyme en informes de salud pública.
http://zon.trilinkbiotech.com/2019/06/25/surge-in-lyme-disease-cases-reported-to-u-s-congress-as-a-serious-health-concern/