¿Cómo se hicieron las vacunas COVID-19 tan rápidamente?

Impulsados ​​por una urgencia global y respaldados por décadas de trabajo previo en tecnología de vacunas, los desarrolladores de vacunas encontraron una manera de reducir no solo días o meses, sino años en la creación de una vacuna que fuese satisfactoria en el combate a la COVID-19 (SN: 21/2/20). Lo que se descartó no fue la ciencia o las pruebas de seguridad, sino el tiempo de espera incluido en el proceso de desarrollo: esperar los resultados y esperar las aprobaciones regulatorias (SN: 7/10/20).

Al comparar las nuevas vacunas con medicamentos anteriores que han utilizado la misma tecnología en plazos de investigación más tradicionales, es posible calcular aproximadamente cuánto tiempo se cortó el proceso de desarrollo una vez que las inyecciones estuvieron listas para entrar al campo de batalla pandémico: aproximadamente cuatro años. Así es cómo:

Descubriendo los secretos del nuevo coronavirus

Para retroceder un poco primero, el diseño de las vacunas comenzó mucho antes de la etapa de jabs-in-arms. Comenzó descifrando la composición genética exacta del SARS-CoV-2, el virus que causa COVID-19 ( SN: 12/11/20 ). A principios de enero de 2020, ese modelo genético estaba en la mano y las primeras vacunas para probar estaban listas solo unas semanas después.

Para tener alguna perspectiva, los investigadores primero descifraron, o secuenciaron, todo el genoma humano en un lapso de casi 13 años, comenzando en 1990 y terminando en 2003 ( SN: 17/1/03 ). Debido a los avances en las computadoras, la misma tarea ahora puede llevar solo unas horas.

Lo que es más importante, los investigadores ahora tenían las instrucciones genéticas para producir las proteínas que el virus usa para penetrar en las células, un ingrediente clave para fabricar las vacunas. Estas proteínas, que sobresalen de la superficie del virus, son un blanco fácil de reconocer para el sistema inmunológico. Los investigadores supieron concentrarse en esas proteínas gracias a décadas de trabajo en el estudio de los coronavirus, incluidos dos que han causado otros brotes de enfermedades humanas: el SARS y el MERS. Ese trabajo también identificó la mejor forma de proteína para usar: una forma estable justo antes de que el virus se fusione con una célula que está a punto de infectar.

Encontrar un sistema de entrega

Luego, esas «instrucciones» podrían introducirse directamente en vehículos de administración prefabricados que transportan el código genético a las células para inducir una respuesta inmunitaria. Los científicos ya habían construido estas «plantillas rápidas» basadas en la genética en gran parte debido a la batalla en curso contra el VIH, dice Tom Denny, director de operaciones del Instituto de Vacunas Humanas de Duke en Durham, Carolina del Norte.

«En los últimos 10 a 15 años, ha habido equipos importantes en todo el mundo … tratando de comprender qué era lo que tenía que ocurrir para hacer una vacuna protectora contra el VIH», dice Denny. Esos esfuerzos nos han «ayudado en nuestra batalla con esta pandemia actual».  Denny lo llama fabricación de vacunas “plug-and-play”. Décadas de intentar atacar el VIH han creado una biblioteca de armas seguras para usar rápidamente contra cualquier nuevo merodeador viral. “Tuvimos suerte”, dice Denny, de que las plataformas desarrolladas hayan funcionado tan bien para este nuevo virus mortal.

Una de las plantillas lleva directamente una hebra parcial no funcional de ARNm viral a las células del cuerpo, lo que proporciona instrucciones para que esas células desarrollen copias de la proteína que el sistema inmunológico reconoce como extraña. Eso es lo que se usa en las vacunas Pfizer-BioNTech y Moderna.

El ARNm que codifica las proteínas spike del coronavirus se empaqueta dentro de pequeñas burbujas de grasa llamadas nanopartículas lipídicas. Estas pequeñas burbujas de grasa han existido durante décadas y se han utilizado de manera segura para docenas de otros medicamentos, algunos aprobados, otros aún en proceso. Entonces, todo lo que se necesitaba cambiar para apuntar al SARS-CoV-2 eran las direcciones ubicadas en el interior.

El contenido de las burbujas de grasa se conoce como «carga útil», dice Vicki Stronge (SN: 20/11/20). Es la directora de gestión de productos de Precision NanoSystems en Vancouver, que fabrica equipos y compuestos para el desarrollo de nanopartículas lipídicas. Ella explica por qué esas burbujas de grasa son tan cruciales: si el ARNm se inyectara fuera de una burbuja, este se descompondría rápidamente y se degradaría en pedazos que nuestros cuerpos reciclarían.

Beneficiarse de investigaciones pasadas

Dos terapias clave, una todavía en proceso y otra aprobada, allanaron el camino para que los desarrolladores de vacunas COVID-19 comenzaran a trabajar con vacunas basadas en ARNm.

Una terapia, fabricada por CureVac, con sede en Alemania, es la primera vacuna que llega a ensayos en humanos que se desarrolló utilizando ARNm para combatir una enfermedad infecciosa. Se dirige al virus de la rabia y se inyectó en voluntarios humanos a partir de 2013. Décadas antes, en 1971, los investigadores desarrollaron las primeras jeringas que pensaron que eran seguras para los humanos, que inicialmente probaron inyectándose ellos mismos. La primera versión de la vacuna contra la rabia basada en ARNm provocó solo una respuesta débil del sistema inmunológico, pero demostró que la tecnología era segura. Una nueva versión de esta vacuna contra la rabia está comenzando a mostrar resultados prometedores en los ensayos clínicos. (CureVac también está desarrollando una vacuna de ARNm COVID-19 , aunque los primeros resultados han sido decepcionantes).

La otra terapia es patisiran, un fármaco a base de ARN para una enfermedad rara hereditaria pero a menudo fatal, en la que las proteínas amiloides se acumulan en los nervios y algunos órganos. Utiliza el mismo diseño basado en nanopartículas de lípidos que las vacunas COVID-19 basadas en ARNm, solo que con una carga útil diferente en su interior.

Años de datos de seguimiento de pacientes que habían sido inyectados con estos fragmentos de ARN envueltos en nanopartículas de lípidos muestran que son seguros, dice Sascha Tuchman, hematólogo-oncólogo de la Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill que supervisó un sitio para el patisirán de Fase III. ensayos. Los pacientes que reciben una dosis de patisirán tienen un riesgo menor de efectos secundarios que aquellos que recibieron inyecciones con solución salina placebo. Y cuando se trata de las consecuencias negativas a largo plazo de las nanopartículas de ARN y lípidos, Tuchman dice, «no hemos visto nada adicional en términos de seguridad que indique que hay alguna razón para estar preocupados».

Seis años después de que comenzaran a probarse las primeras inyecciones, la FDA aprobó el patisirán, un poco más rápido que el ritmo estándar para los nuevos tratamientos. Eso hace que sea una buena comparación para mostrar dónde las vacunas COVID-19 pudieron reducir el tiempo, sin contar las décadas de investigación del desarrollo que nos llevaron a este punto.

Reclutando voluntarios

Después de que surgieran las primeras jeringas de la posible vacuna COVID-19 a base de ARNm de los laboratorios, se eliminaron años en la línea de tiempo al eliminar los largos períodos de espera que se incluyen en la mayoría de las pruebas en humanos. Impulsados ​​por la urgencia de la pandemia, casi medio millón de personas solo en Estados Unidos habían ofrecido sus deltoides por la causa, a través de la Red de Prevención COVID-19 en cuestión de meses, en muchos casos incluso antes de los primeros indicios públicos de éxito, según a la Asociación Médica Estadounidense.

Por ejemplo, tomó poco menos de 16 semanas reclutar e inscribir a más de 43,000 voluntarios para las fases finales de prueba de la vacuna de Pfizer. Cuando comenzó el reclutamiento de voluntarios para los ensayos clínicos de la vacuna de ARNm contra la rabia en 2013, se necesitaron 813 días para inscribir a 101 participantes. Según esta comparación, eso es aproximadamente 730 días, casi dos años, ahorrados solo en el reclutamiento.

Obteniendo resultados rápidos

Otro factor más lamentable contribuyó a la velocidad científica: la rapidez con la que se propagó el virus.  Los científicos pueden comenzar a calcular la eficacia de una vacuna cuando un número suficiente de personas del grupo que recibió un placebo en lugar de una vacuna se hayan infectado de forma natural (SN: 4/10/20). Si un brote desaparece, se tarda más en alcanzar ese umbral. Eso también es cierto si un virus se propaga naturalmente más lentamente, digamos un virus como el VIH, el herpes o el virus del papiloma humano, o VPH, que se transmiten principalmente a través del sexo. Por el contrario, solo respirar o hablar puede propagar el SARS-CoV-2, y todo el mundo lo hace (SN : 4/2/20).

La comparación vaga de los ensayos de vacunas para COVID-19 con los ensayos de vacunas contra el VPH ofrece pistas sobre cuántos días se pueden haber eliminado de la línea de tiempo de COVID-19 debido a la astronómica tasa de propagación del nuevo virus. Los ensayos de VPH tardaron aproximadamente 529 días (o 1.4 años) en alcanzar un punto en el que se pudo calcular la eficacia, cuando el grupo de placebo alcanzó una tasa de infección del 3.8%.

El ensayo de coronavirus de fase II/III de Pfizer, por el contrario, obtuvo resultados iniciales de eficacia para la primera de sus dos dosis en solo 105 días, cuando alcanzó una tasa de infección de casi el 2.4% en el grupo de placebo. Eso es 424 días más rápido que el VPH. ¿Por qué? Porque apenas unos meses después de la pandemia, el SARS-CoV-2 estaba infectando a cientos de miles de personas por día en todo el mundo.

Saltando la línea

También hubo tiempo de espera recuperado del proceso de revisión de la FDA. Por lo general, la FDA tarda 10 meses en revisar un nuevo medicamento. Sin embargo, con el aumento del número de muertos por COVID-19, la FDA apresuró todas las vacunas contra el coronavirus al frente de las líneas de revisión. La vacuna Pfizer fue revisada y autorizada para uso de emergencia solo 21 días después de la presentación y la vacuna Moderna en solo 19 días (SN: 12/11/20; SN: 12/18/20). En comparación con un tiempo de espera más típico de 10 meses, eso es aproximadamente otros 283 días ahorrados.

En total, son 1,437 días (o 3.9 años) que cortan el plazo normal para una nueva vacuna. Y eso no incluye otros ahorros de tiempo, como poner las revisiones de ética al principio de la fila. Agregue eso ahorró tiempo a los 11 meses que realmente tomó obtener las primeras vacunas COVID-19 y sumaría casi cinco años, muy cerca de los seis años necesarios para probar y aprobar el patisiran.

En una sacudida final de velocidad, algunas compañías farmacéuticas, reforzadas por grandes contratos de vacunas y dinero para investigación de la Operación Warp Speed ​​del gobierno de EE. UU., También estaban produciendo dosis durante los ensayos clínicos con la esperanza de que las vacunas funcionen. Una vez que las empresas tuvieron la autorización de uso de emergencia en la mano, estuvieron listas para enviar las dosis de inmediato.

Décadas de trabajo previo combinado con un virus de rápido movimiento, la voluntad pública de ayudar y la eliminación de los tiempos de espera impulsaron el rápido desarrollo de las vacunas COVID-19. No se omitieron medidas de seguridad, dice Stanley Plotkin, profesor emérito de pediatría en la Universidad de Pensilvania, quien quizás sea mejor conocido por su trabajo en el desarrollo de la vacuna contra la rubéola.

La rápida creación de las vacunas COVID-19, dice Plotkin, es «un cambio radical en la forma de desarrollar vacunas». Son un ejemplo de lo que los científicos pueden hacer cuando están libres de esperar.

Esta historia fue publicada originalmente por Science News, una organización de noticias independiente sin fines de lucro, y se vuelve a publicar en este medio con su permiso. 

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