Vacunas de ARNm: ¿Cómo funcionan?
LA CIENCIA TRAS LAS VACUNAS DE ARNm
Empecemos por lo básico: ¿Qué contiene una vacuna de ARNm?
Antes de pasar directamente a la ciencia que hay detrás de una vacuna de ARNm, deberíamos preguntarnos:
¿Qué contiene un vial de vacuna de ARNm?
Aunque llegar a la formulación final no es nada trivial, los componentes finales que se encuentran en un vial de vacuna de ARNm se pueden clasificar en solo 3 grupos: ARNm, Lípidos y Excipientes. ¿Quiere saber más sobre el papel de cada ingrediente en el resultado de la vacuna?
Excipientes
Al ser principalmente sales y estabilizadores, su función es mantener la estabilidad de la vacuna.
El ARNm actúa como intermediario entre el ADN y la producción de proteínas.
Como es universalmente conocido, el ADN es la molécula encargada de almacenar la información genética de las células. Los llamados «genes» son fragmentos de ADN que contienen las instrucciones para fabricar proteínas, grandes moléculas que desempeñan funciones vitales dentro de la célula, desde catalizar reacciones químicas hasta funciones estructurales. Sin embargo, aunque el ADN contiene la información para sintetizar proteínas, estas no se sintetizan directamente utilizando el ADN como plantilla. Ahí es donde entra en juego el ARNm.
ARNm significa ARN mensajero, y eso es precisamente lo que hace. Transfiere el mensaje codificado en el ADN que contiene las instrucciones para sintetizar las proteínas. Así, de manera esquemática, los pasos para la producción de proteínas serían los siguientes:
Cuando el organismo identifica la necesidad de producir una proteína, en lugar de utilizar el ADN como patrón, se produce ARNm como intermediario (mensajero) a partir del ADN en un proceso denominado «transcripción».
Este ARNm sufrirá entonces algunos cambios esenciales que darán lugar a lo que se conoce como ARNm maduro.
A continuación, se transporta a los ribosomas, la maquinaria utilizada en la célula para producir proteínas.
Allí tiene lugar el proceso denominado «traducción», que produce la proteína de interés a partir de la secuencia de ARNm.
¿El ARNm es demasiado inestable para su uso terapéutico? Ya no.
Uno podría preguntarse por qué, con todo el potencial descrito anteriormente, el ARNm no se ha utilizado hasta hace poco después de haber sido estudiado durante más de 10 años. La clave es que, en comparación con su precursor, el ADN, el ARNm muestra un grado mucho mayor de inestabilidad. Esta inestabilidad, que probablemente ha sido el mayor escollo para el uso del ARNm como terapia, ha sido recientemente resuelta con el desarrollo de un nuevo sistema de administración de ARNm que utiliza nanopartículas lipídicas (LNP).
Estos lípidos son esencialmente grasas que pueden combinarse para crear estas LNP, que se asemejan a pequeñas vesículas, que pueden alojar ARNm en su interior previniendo su degradación y permitiendo un transporte eficiente a la célula objetivo.
Las nanopartículas lipídicas (LNP) garantizan un transporte eficaz a la célula objetivo.
Las vacunas de ARNm adoptan un nuevo enfoque respecto a las más tradicionales.
Recapitulemos: El ADN se transcribe en ARNm, que a su vez se traduce en proteínas. La pregunta es: ¿cómo podemos utilizar este mecanismo natural en nuestro beneficio? ¿Cómo se convierte esto en una vacuna?
La mayoría de las vacunas han contenido tradicionalmente un patógeno atenuado (o parte de él) que, aunque no puede causar la enfermedad, puede ayudar al organismo a crear anticuerpos para combatir una posible infección futura.
Aunque el principio es similar, las vacunas de ARNm utilizan un enfoque algo distinto:
- Selección de proteínas. En lugar de utilizar el patógeno completo, se selecciona cuidadosamente una proteína característica de ese patógeno como objetivo.
- Diseño y síntesis de la secuencia de ARNm. Esa proteína es secuenciada y se diseña y sintetiza el ARNm que daría luegar a su síntesis. Este proceso se conoce como ingeniería inversa.
- Formulación. El ARNm sintetizado se formula adecuadamente para garantizar su estabilidad y posterior liberación en la célula.
- Administración: Después de la inyección, el ARNm formulado se fusiona con la membrana de la célula y libera el ARNm en la célula.
- Producción de proteínas. Una vez en la célula, el ARNm se traduce en la proteína previamente seleccionada como objetivo. Este proceso tiene lugar en el ribosoma.
- Respuesta inmunitaria. La presencia de esta proteína alerta al sistema inmunitario generando una respuesta inmune. Una vez que esta proteína se presenta al sistema inmunitario, se recluta un grupo especializado de células que acaban creando anticuerpos contra esa proteína. Dado que esa proteína es característica de ese patógeno, si se infecta por él en el futuro el cuerpo ya estaría preparado para combatir la infección.
- Selección de proteínas. En lugar de utilizar el patógeno completo, se selecciona cuidadosamente una proteína característica de ese patógeno como objetivo.
- Diseño y síntesis de la secuencia de ARNm. Esa proteína es secuenciada y se diseña y sintetiza el ARNm que llevaría a su síntesis. Este proceso se conoce como ingeniería inversa.
- Formulación. El ARNm sintetizado se formula adecuadamente para garantizar su estabilidad.
- Después de la inyección, el ARNm formulado se fusiona con la membrana de la célula y entrega el ARNm en la célula.
- Producción de proteínas.Una vez en la célula, el ARNm se traduce en la proteína previamente seleccionada como objetivo. Este proceso tiene lugar en el ribosoma.
- Respuesta inmunitaria. La presencia de esta proteína alerta al sistema inmunitario creando una respuesta inmunitaria. Una vez que esta proteína se presenta al sistema inmunitario, se recluta un grupo especializado de células que acaban creando anticuerpos contra esa proteína. Dado que esa proteína es característica de ese patógeno, si se infecta por él en el futuro el cuerpo ya estaría preparado para combatir la infección.
«La principal ventaja de las vacunas de ARNm es que los individuos a los que se les administra una vacuna de ARNm no están expuestos a los patógenos, por lo que no hay riesgo de infección por la vacuna. Además, como el ARNm no entra en el núcleo de la célula, no hay posibilidad de que se altere el ADN.»
