ARN, la mol¨¦cula que puede sacarnos de esta pandemia
Dos de las vacunas m¨¢s eficaces contra la covid se basan en un compuesto sin el que la vida en la Tierra no podr¨ªa existir. Su aprobaci¨®n puede ser el comienzo de una nueva era de tratamientos contra el c¨¢ncer, enfermedades raras y vacunas universales
Dentro de todas y cada una de las personas que lean estas l¨ªneas hay una mol¨¦cula fr¨¢gil, de vida fugaz y origen desconocido sin la que no podr¨ªan estar vivos: el ARN. Las dos vacunas contra el nuevo coronavirus que han mostrado una mayor eficacia hasta el momento se basan en esta mol¨¦cula, en concreto en un subtipo conocido como ARN mensajero. Su trabajo es transmitir el mensaje de la vida contenido en el ADN y convertirlo en todas las prote¨ªnas que nos permiten respirar, pensar, movernos, vivir. Esta mol¨¦cula es tan fundamental que se piensa que con ella pudo comenzar la vida en la Tierra hace m¨¢s de 3.000 millones de a?os. Ahora es una de las favoritas para empezar a sacar a toda la poblaci¨®n del planeta de la peor pandemia del siglo XXI.
Las dos vacunas m¨¢s avanzadas, la de Pfizer/BioNTech y la de Moderna, han mostrado una eficacia superior al 94%.
Estas dos vacunas se pinchan en el brazo con una inyecci¨®n intramuscular
Cada inyecci¨®n contiene millones de nanopart¨ªculas (peque?as esferas de grasa)
Cada una de esas
nanopart¨ªculas transporta
10 cadenas simples
de ARN mensajero
Estas dos vacunas se pinchan en el brazo con una inyecci¨®n intramuscular
Cada inyecci¨®n contiene millones de nanopart¨ªculas (peque?as esferas de grasa)
Cada una de esas
nanopart¨ªculas transporta
10 cadenas simples
de ARN mensajero
Estas dos vacunas se pinchan en el brazo con una inyecci¨®n intramuscular
Cada inyecci¨®n
contiene millones
de nanopart¨ªculas
(peque?as esferas
de grasa)
Cada una de esas
nanopart¨ªculas transporta
10 cadenas simples
de ARN mensajero
Uno de los mayores enigmas de la ciencia es c¨®mo apareci¨® la vida en la Tierra hace m¨¢s de 3.000 millones de a?os. Hay varias teor¨ªas, pero todas ellas pasan de una forma u otra por el ARN. La definici¨®n m¨¢s b¨¢sica de algo vivo es que se puede reproducir solo y, por tanto, puede evolucionar. Algunos cient¨ªficos han demostrado que el ARN se puede copiar a s¨ª mismo y evolucionar por s¨ª solo. Es posible que esta mol¨¦cula fuese la primera entidad viva en la Tierra.
Las mol¨¦culas
de la vida
El ADN es una mol¨¦cula cuya funci¨®n principal es almacenar toda la informaci¨®n gen¨¦tica que conforma a un ser vivo escrita con una combinaci¨®n de cuatro letras (G, A, T, C) en dos hebras que se unen como una cremallera
C
A
G
T
Un ser humano es una secuencia de ADN con 3.000 millones de estas letras.
El ARN es una cadena simple con tres de las mismas letras que el ADN (G, A, C) y una U en lugar de una T. Es mucho m¨¢s inestable y fr¨¢gil pero,
a cambio, sirve para casi todo.
U
C
G
A
El ARN copia la informaci¨®n
gen¨¦tica del ADN,
ADN
Transcripci¨®n
a ARN
A
U
G
A
U
C
A
T
A
C
T
A
G
T
ARN mensajero
A
U
G
A
U
C
A
C
G
U
U
Para que esta pueda salir
del n¨²cleo de la c¨¦lula.
C¨¦lula
humana
Ret¨ªculo
endoplasm¨¢tico
La informaci¨®n del ADN debe permanecer intacta, inmutable, por eso est¨¢ protegida en lo m¨¢s interno de las c¨¦lulas: el n¨²cleo.
N¨²cleo
El ARN transporta la informaci¨®n gen¨¦tica del ADN fuera del n¨²cleo y comienza a seguir sus instrucciones para producir prote¨ªnas.
Prote¨ªnas
Todo este proceso est¨¢ mediado por diferentes tipos de ARN
ARNm
Mensajero
Traduce el ADN y lleva su mensaje fuera del n¨²cleo de la c¨¦lula
ARNt
De transferencia
Ayuda al ensamblaje de las prote¨ªnas
ARNr
Ribos¨®mico
Conforma los ribosomas, las f¨¢bricas donde se construyen las prote¨ªnas
El ADN puede sobrevivir d¨ªas o incluso semanas a temperatura ambiente. Incluso se conserva decenas de miles de a?os en algunos f¨®siles. El ARN, a cambio de su versatilidad, es una mol¨¦cula ef¨ªmera que solo est¨¢ presente durante unas pocas horas en la c¨¦lula mientras realiza su funci¨®n concreta.
Se desintegra con mucha facilidad, sobre todo por la acci¨®n de unas prote¨ªnas inmunes ubicuas (est¨¢n tanto dentro de la c¨¦lula como en nuestras manos, piel...) cuya ¨²nica funci¨®n es destruir cualquier ARN extra?o. Por eso las vacunas de ARN necesitan temperaturas de hasta 80 bajo cero: no es f¨¢cil mantener estable esta mol¨¦cula a temperatura ambiente durante mucho tiempo.
Las mol¨¦culas
de la vida
El ADN es una mol¨¦cula cuya funci¨®n principal es almacenar toda la informaci¨®n gen¨¦tica que conforma a un ser vivo escrita con una combinaci¨®n de cuatro letras (G, A, T, C) en dos hebras que se unen como una cremallera
C
A
G
T
Un ser humano es una secuencia de ADN con 3.000 millones de estas letras.
El ARN es una cadena simple con tres de las mismas letras que el ADN (G, A, C) y una U en lugar de una T. Es mucho m¨¢s inestable y fr¨¢gil pero,
a cambio, sirve para casi todo.
U
C
G
A
El ARN copia la informaci¨®n
gen¨¦tica del ADN,
ADN
Transcripci¨®n
a ARN
A
U
G
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C
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C
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ARN mensajero
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U
Para que esta pueda salir
del n¨²cleo de la c¨¦lula.
C¨¦lula
humana
Ret¨ªculo
endoplasm¨¢tico
La informaci¨®n del ADN debe permanecer intacta, inmutable, por eso est¨¢ protegida en lo m¨¢s interno de las c¨¦lulas: el n¨²cleo.
N¨²cleo
El ARN transporta la informaci¨®n gen¨¦tica del ADN fuera del n¨²cleo y comienza a seguir sus instrucciones para producir prote¨ªnas.
Prote¨ªnas
Todo este proceso est¨¢ mediado por diferentes tipos de ARN
ARNm
Mensajero
Traduce el ADN y lleva su mensaje fuera del n¨²cleo de la c¨¦lula
ARNt
De transferencia
Ayuda al ensamblaje de las prote¨ªnas
ARNr
Ribos¨®mico
Conforma los ribosomas, las f¨¢bricas donde se construyen las prote¨ªnas
El ADN puede sobrevivir d¨ªas o incluso semanas a temperatura ambiente. Incluso se conserva decenas de miles de a?os en algunos f¨®siles. El ARN, a cambio de su versatilidad, es una mol¨¦cula ef¨ªmera que solo est¨¢ presente durante unas pocas horas en la c¨¦lula mientras realiza su funci¨®n concreta.
Se desintegra con mucha facilidad, sobre todo por la acci¨®n de unas prote¨ªnas inmunes ubicuas (est¨¢n tanto dentro de la c¨¦lula como en nuestras manos, piel...) cuya ¨²nica funci¨®n es destruir cualquier ARN extra?o. Por eso las vacunas de ARN necesitan temperaturas de hasta 80 bajo cero: no es f¨¢cil mantener estable esta mol¨¦cula a temperatura ambiente durante mucho tiempo.
Las mol¨¦culas
de la vida
El ADN es una mol¨¦cula cuya funci¨®n principal es almacenar toda la informaci¨®n gen¨¦tica que conforma a un ser vivo escrita con una combinaci¨®n de cuatro letras: G, A, T, C.
C
A
Est¨¢ formado por dos hebras que se unen como una cremallera
G
T
Un ser humano es una secuencia de ADN con 3.000 millones de estas letras.
El ARN es una cadena simple con tres de las mismas letras que el ADN (G, A, C) y una U en lugar de una T. Es mucho m¨¢s inestable y fr¨¢gil pero,
a cambio, sirve para casi todo.
U
C
G
A
El ARN copia la informaci¨®n
gen¨¦tica del ADN,
ADN
Transcripci¨®n
a ARN
A
U
G
A
U
C
A
T
A
C
T
A
G
T
ARN mensajero
A
U
G
A
U
C
A
C
G
U
U
Para que esta pueda salir
del n¨²cleo de la c¨¦lula.
C¨¦lula
humana
La informaci¨®n del ADN debe permanecer intacta, inmutable, por eso est¨¢ protegida en lo m¨¢s interno de las c¨¦lulas: el n¨²cleo.
N¨²cleo
Ret¨ªculo
endoplasm¨¢tico
El ARN transporta la informaci¨®n gen¨¦tica del ADN fuera del n¨²cleo y comienza a seguir sus instrucciones para producir prote¨ªnas.
Prote¨ªnas
Todo este proceso est¨¢ mediado por diferentes tipos de ARN
ARNm
ARN mensajero
Traduce el ADN y lleva su mensaje fuera del n¨²cleo de la c¨¦lula
ARNt
ARN de transferencia
Ayuda al ensamblaje de las prote¨ªnas
ARNr
Ribos¨®mico
Conforma los ribosomas, las f¨¢bricas donde se construyen las prote¨ªnas
El ADN puede sobrevivir d¨ªas o incluso semanas a temperatura ambiente. Incluso se conserva decenas de miles de a?os en algunos f¨®siles. El ARN, a cambio de su versatilidad, es una mol¨¦cula ef¨ªmera que solo est¨¢ presente durante unas pocas horas en la c¨¦lula mientras realiza su funci¨®n concreta.
Se desintegra con mucha facilidad, sobre todo por la acci¨®n de unas prote¨ªnas inmunes ubicuas (est¨¢n tanto dentro de la c¨¦lula como en nuestras manos, piel...) cuya ¨²nica funci¨®n es destruir cualquier ARN extra?o. Por eso las vacunas de ARN necesitan temperaturas de hasta 80 bajo cero: no es f¨¢cil mantener estable esta mol¨¦cula a temperatura ambiente durante mucho tiempo.
Las mol¨¦culas
de la vida
El ADN es una mol¨¦cula cuya funci¨®n principal es almacenar toda la informaci¨®n gen¨¦tica que conforma a un ser vivo escrita con una combinaci¨®n de cuatro letras: G, A, T, C.
C
A
Est¨¢ formado por dos hebras que se unen como una cremallera
G
T
Un ser humano es una secuencia de ADN con 3.000 millones de estas letras.
El ARN es una cadena simple con tres de las mismas letras que el ADN (G, A, C) y una U en lugar de una T. Es mucho m¨¢s inestable y fr¨¢gil pero,
a cambio, sirve para casi todo.
U
C
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El ARN copia la informaci¨®n
gen¨¦tica del ADN,
ADN
Transcripci¨®n
a ARN
A
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ARN mensajero
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Para que esta pueda salir
del n¨²cleo de la c¨¦lula.
C¨¦lula
humana
La informaci¨®n del ADN debe permanecer intacta, inmutable, por eso est¨¢ protegida en lo m¨¢s interno de las c¨¦lulas: el n¨²cleo.
N¨²cleo
Ret¨ªculo
endoplasm¨¢tico
El ARN transporta la informaci¨®n gen¨¦tica del ADN fuera del n¨²cleo y comienza a seguir sus instrucciones para producir prote¨ªnas.
Prote¨ªnas
Todo este proceso est¨¢ mediado por diferentes tipos de ARN
ARNm
ARN mensajero
Traduce el ADN y lleva su mensaje fuera del n¨²cleo de la c¨¦lula
ARNt
ARN de transferencia
Ayuda al ensamblaje de las prote¨ªnas
ARNr
Ribos¨®mico
Conforma los ribosomas, las f¨¢bricas donde se construyen las prote¨ªnas
El ADN puede sobrevivir d¨ªas o incluso semanas a temperatura ambiente. Incluso se conserva decenas de miles de a?os en algunos f¨®siles. El ARN, a cambio de su versatilidad, es una mol¨¦cula ef¨ªmera que solo est¨¢ presente durante unas pocas horas en la c¨¦lula mientras realiza su funci¨®n concreta.
Se desintegra con mucha facilidad, sobre todo por la acci¨®n de unas prote¨ªnas inmunes ubicuas (est¨¢n tanto dentro de la c¨¦lula como en nuestras manos, piel...) cuya ¨²nica funci¨®n es destruir cualquier ARN extra?o. Por eso las vacunas de ARN necesitan temperaturas de hasta 80 bajo cero: no es f¨¢cil mantener estable esta mol¨¦cula a temperatura ambiente durante mucho tiempo.
Las vacunas transportan dentro de la c¨¦lula las instrucciones de ARN externo para que las c¨¦lulas produzcan la prote¨ªna de la esp¨ªcula del virus, que por s¨ª sola es inofensiva
Coronavirus
El mensaje gen¨¦tico del virus esta escrito con
29.903 letras, de las cuales 3.831 conforman
la prote¨ªna de la esp¨ªcula que es esencial para que
el coronavirus pueda infectar
AUGUUUGUUUUCUU…
Esas nanopart¨ªculas inyectadas llegan al m¨²sculo y penetran en diferentes c¨¦lulas del cuerpo.
C¨¦lula
humana
Y sueltan
las cadenas
de ARN
N¨²cleo
N¨²cleo
El ARN es
localizado por
los ribosomas
sin pasar por el
n¨²cleo de la c¨¦lula
Citoplasma
Citoplasma
Los ribosomas son los encargados de traducir ese ARN para crear las prote¨ªnas de la esp¨ªcula del virus
Las vacunas transportan dentro de la c¨¦lula las instrucciones de ARN externo para que las c¨¦lulas produzcan la prote¨ªna de la esp¨ªcula del virus, que por s¨ª sola es inofensiva
Coronavirus
El mensaje gen¨¦tico del virus esta escrito con
29.903 letras, de las cuales 3.831 conforman
la prote¨ªna de la esp¨ªcula que es esencial para que
el coronavirus pueda infectar
AUGUUUGUUUUCUU…
Esas nanopart¨ªculas inyectadas llegan al m¨²sculo y penetran en diferentes c¨¦lulas del cuerpo
C¨¦lula
humana
Y sueltan
las cadenas
de ARN
N¨²cleo
N¨²cleo
El ARN es
localizado por
los ribosomas
sin pasar por el
n¨²cleo de la c¨¦lula
Citoplasma
Los ribosomas son los encargados de traducir ese ARN para crear las prote¨ªnas de la esp¨ªcula del virus
Las vacunas transportan dentro de la c¨¦lula las instrucciones de ARN externo para que las c¨¦lulas produzcan la prote¨ªna de la esp¨ªcula del virus, que por s¨ª sola es inofensiva
Coronavirus
El mensaje gen¨¦tico del virus esta escrito con
29.903 letras, de las cuales 3.831 conforman
la prote¨ªna de la esp¨ªcula que es esencial para que
el coronavirus pueda infectar
AUGUUUGUUUUCUU…
Esas nanopart¨ªculas inyectadas llegan al m¨²sculo y penetran en diferentes c¨¦lulas del cuerpo
C¨¦lula
humana
Y sueltan
las cadenas
de ARN
N¨²cleo
Reticulo
endoplasmatico
El ARN es
localizado por
los ribosomas
sin pasar por el
n¨²cleo de la c¨¦lula
Citoplasma
Los ribosomas son los encargados de traducir ese ARN para crear las prote¨ªnas de la esp¨ªcula del virus
Las vacunas transportan dentro de la c¨¦lula las instrucciones de ARN externo para que las c¨¦lulas produzcan la prote¨ªna de la esp¨ªcula del virus, que por s¨ª sola es inofensiva
Coronavirus
El mensaje gen¨¦tico del virus esta escrito con
29.903 letras, de las cuales 3.831 conforman
la prote¨ªna de la esp¨ªcula que es esencial para que
el coronavirus pueda infectar
AUGUUUGUUUUCUU…
Esas nanopart¨ªculas inyectadas llegan al m¨²sculo y penetran en diferentes c¨¦lulas del cuerpo.
C¨¦lula
humana
Y sueltan
las cadenas
de ARN
N¨²cleo
Reticulo
endoplasmatico
El ARN es
localizado por
los ribosomas
sin pasar por el
n¨²cleo de la c¨¦lula
Citoplasma
Los ribosomas son los encargados de traducir ese ARN para crear las prote¨ªnas de la esp¨ªcula del virus
C¨®mo se traduce
el ARN en prote¨ªnas
Una vez que el ARN mensajero lee la informaci¨®n gen¨¦tica del ADN, se sirve de los ribosomas y del ARN de transferencia para crear prote¨ªnas.
Ribosoma
ARN
mensajero
Dentro del ribosoma de la c¨¦lula, cada tres letras
se unen a un ARN de transferencia (ARNt),
una mol¨¦cula que lleva tres letras complementarias y un amino¨¢cido espec¨ªfico
ARNt
Amino¨¢cido
Estos amino¨¢cidos se van uniendo como perlas en un collar para dar lugar a las prote¨ªnas que forman el virus.
Prote¨ªna de la
esp¨ªcula del virus
C¨®mo se traduce
el ARN en prote¨ªnas
Una vez que el ARN mensajero lee la informaci¨®n gen¨¦tica del ADN, se sirve de los ribosomas y del ARN de transferencia para crear prote¨ªnas.
Ribosoma
ARN
mensajero
Dentro del ribosoma de la c¨¦lula, cada tres letras
se unen a un ARN de transferencia (ARNt),
una mol¨¦cula que lleva tres letras complementarias y un amino¨¢cido espec¨ªfico
ARNt
Amino¨¢cido
Estos amino¨¢cidos se van uniendo como perlas en un collar para dar lugar a las prote¨ªnas que forman el virus.
Prote¨ªna de la
esp¨ªcula del virus
C¨®mo se traduce el ARN en prote¨ªnas
Una vez que el ARN mensajero lee la informaci¨®n gen¨¦tica del ADN, se sirve de los ribosomas y del ARN de transferencia para crear prote¨ªnas.
Ribosoma
ARN
mensajero
Dentro del ribosoma de la c¨¦lula, cada tres letras se unen a un ARN de transferencia (ARNt), una mol¨¦cula que lleva tres letras complementarias y un amino¨¢cido espec¨ªfico
ARNt
Amino¨¢cido
Estos amino¨¢cidos se van uniendo como perlas en un collar para dar lugar a las prote¨ªnas que forman el virus.
Prote¨ªna de la
esp¨ªcula del virus
C¨®mo se traduce el ARN en prote¨ªnas
Una vez que el ARN mensajero lee la informaci¨®n gen¨¦tica del ADN, se sirve de los ribosomas y del ARN de transferencia para crear prote¨ªnas.
Ribosoma
ARN
mensajero
Dentro del ribosoma de la c¨¦lula, cada tres letras se unen a un ARN de transferencia (ARNt), una mol¨¦cula que lleva tres letras complementarias y un amino¨¢cido espec¨ªfico
ARNt
Amino¨¢cido
Estos amino¨¢cidos se van uniendo como perlas en un collar para dar lugar a las prote¨ªnas que forman el virus.
Prote¨ªna de la
esp¨ªcula del virus
Cualquier vacuna es una simulaci¨®n de una infecci¨®n. Su objetivo es provocar una respuesta del sistema inmune ante un pat¨®geno sin dejar que este cause enfermedad. Las vacunas de Moderna y BioNTech usan una t¨¦cnica diferente a las convencionales, basadas en virus completos atenuados ¡ªsarampi¨®n¡ª, desactivados ¡ªgripe¡ª o en fragmentos de este. Las vacunas de ARN mensajero usan las c¨¦lulas del cuerpo como biorreactores para que produzcan copias de la prote¨ªna S del coronavirus y que estas sean localizadas por el sistema inmune.
Aqu¨ª est¨¢ una de las diferencias m¨¢s importantes entre las vacunas de Moderna, la de BioNTech y las de otras empresas y centros de investigaci¨®n que desarrollan inyecciones similares.
Una vez la vacuna entra en el m¨²sculo del brazo, las nanopart¨ªculas pueden migrar por el sistema linf¨¢tico hasta llegar a los ganglios y el bazo
N¨®dulos
linf¨¢ticos
Una vez all¨ª las nanopart¨ªculas entran directamente en las c¨¦lulas dendr¨ªticas, fagocitos del sistema inmune innato
Estas c¨¦lulas producen la prote¨ªna S y se la muestran a otros dos tipos de gl¨®bulos blancos,
lo que da comienzo a la respuesta inmune adaptativa, la m¨¢s sofisticada y efectiva contra el virus
Linfocitos CD8+ T
Linfocitos CD4+ T
Activan los
linfocitos B
Que generan anticuerpos, prote¨ªnas capaces de unirse al virus e impedir que infecte
Son capaces de identificar y aniquilar a una c¨¦lula infectada de coronavirus
Una vez la vacuna entra en el m¨²sculo del brazo, las nanopart¨ªculas pueden migrar por el sistema linf¨¢tico hasta llegar a los ganglios y el bazo
N¨®dulos
linf¨¢ticos
Una vez all¨ª las nanopart¨ªculas entran directamente en las c¨¦lulas dendr¨ªticas, fagocitos del sistema inmune innato
Estas c¨¦lulas producen la prote¨ªna S y se la muestran a otros dos tipos de gl¨®bulos blancos,
lo que da comienzo a la respuesta inmune adaptativa, la m¨¢s sofisticada y efectiva contra el virus
Linfocitos CD8+ T
Linfocitos CD4+ T
Activan los
linfocitos B
Son capaces de identificar y aniquilar a una c¨¦lula infectada de coronavirus
Que generan anticuerpos, prote¨ªnas capaces de unirse al virus e impedir que infecte
Una vez la vacuna entra en el m¨²sculo del brazo, las nanopart¨ªculas pueden migrar por el sistema linf¨¢tico hasta llegar a los ganglios y el bazo
N¨®dulos
linf¨¢ticos
Una vez all¨ª las nanopart¨ªculas entran directamente en las c¨¦lulas dendr¨ªticas, fagocitos del sistema inmune innato
Estas c¨¦lulas producen la prote¨ªna S y se la muestran
a otros dos tipos de gl¨®bulos blancos, lo que da comienzo
a la respuesta inmune adaptativa, la m¨¢s sofisticada y efectiva contra el virus
Linfocitos CD8+ T
Linfocitos CD4+ T
Activan los
linfocitos B
Son capaces de identificar y aniquilar a una c¨¦lula infectada de coronavirus
Que generan anticuerpos, prote¨ªnas capaces de unirse al virus e impedir que infecte
Esta l¨ªnea tambi¨¦n incluye c¨¦lulas de memoria capaces de recordar a los virus y reactivar la alerta inmunitaria meses, incluso a?os despu¨¦s.
El m¨¦dico e inmun¨®logo Ugur Sahin, fundador de BioNTech, destaca la importancia de que la vacuna se dirija espec¨ªficamente a c¨¦lulas del sistema inmune, lo que les permite dar una dosis de vacuna unas tres veces menor que Moderna para obtener los mismos resultados. ¡°Una dosis m¨¢s baja supone que la vacuna es m¨¢s segura y te permite fabricar m¨¢s dosis para cubrir la demanda mundial¡±, explica.
La vacuna del c¨¢ncer
Este cient¨ªfico de origen turco y el resto de su equipo fue uno de los primeros en el mundo en estudiar en humanos una vacuna de ARN. Lo hizo en 2017 para intentar tratar el c¨¢ncer. La idea era desarrollar una vacuna espec¨ªfica para cada paciente como si su tumor fuese un virus.
Tumor
del paciente
Primero se lee
todo el ADN del tumor
Y se identifican unos pocos rasgos ¨²nicos: prote¨ªnas de su superficie conocidas como ant¨ªgenos
Despu¨¦s se escribe y produce un ARN mensajero capaz de fabricar esas prote¨ªnas
Cuando ese ARN entra en la c¨¦lula, comienza el proceso de producci¨®n de ant¨ªgenos del tumor
Y activa las defensas del cuerpo ante el c¨¢ncer
Respuesta
inmune
Tumor
del paciente
Primero se lee
todo el ADN del tumor
Y se identifican unos pocos rasgos ¨²nicos: prote¨ªnas de su superficie conocidas como ant¨ªgenos
Despu¨¦s se escribe y produce un ARN mensajero capaz de fabricar esas prote¨ªnas
Cuando ese ARN entra en la c¨¦lula, comienza el proceso de producci¨®n de ant¨ªgenos del tumor
Y activa las defensas del cuerpo ante el c¨¢ncer
Respuesta
inmune
Tumor
del paciente
Primero se lee
todo el ADN del tumor
Y se identifican unos pocos rasgos ¨²nicos: prote¨ªnas de su superficie conocidas como ant¨ªgenos
Despu¨¦s se escribe y produce un ARN mensajero capaz de fabricar esas prote¨ªnas
Cuando ese ARN entra en la c¨¦lula, comienza el proceso de producci¨®n de ant¨ªgenos del tumor
Y activa las defensas del cuerpo ante el c¨¢ncer
Respuesta inmune
Moderna tambi¨¦n surgi¨® como empresa para desarrollar este tipo de vacunas personalizadas y hay una tercera compa?¨ªa muy adelantada en este campo, la alemana Curevac. Todas, adem¨¢s, desarrollan inmunizaciones contra otros pat¨®genos como la rabia, el zika o el citomegalovirus, un pat¨®geno que puede producir sordera, retraso mental y otros problemas graves en una fracci¨®n de los beb¨¦s que nacen infectados.
¡°Las vacunas de ARN pueden revolucionar la medicina¡±, asegura Norbert Pardi, investigador de la Universidad de Pensilvania (EE UU). Si finalmente estas vacunas demuestran eficacia, su aprobaci¨®n puede marcar el comienzo de una nueva era en biomedicina. Esta misma t¨¦cnica puede aplicarse a muchas otras infecciones virales, al c¨¢ncer y a enfermedades raras.
La rapidez con la que se pueden desarrollar es apabullante. Moderna tard¨® 42 d¨ªas en tener un ARN mensajero candidato a vacuna despu¨¦s de que China publicase la secuencia gen¨¦tica completa del SARS-CoV-2. En comparaci¨®n, se tarda una media de 10 a?os en desarrollar una vacuna convencional. Esto hace que el ARN mensajero sea ideal para desarrollar una inmunizaci¨®n r¨¢pida contra futuros virus pand¨¦micos de r¨¢pida expansi¨®n.
Precedentes hist¨®ricos
La vacuna m¨¢s r¨¢pida, contra el ¨¦bola, tard¨® cinco a?os en ser descubierta.
1940
1950
1960
1970
1980
1990
2000
2010
2020
Polio
Rotavirus
20 a?os
22
Sarampi¨®n
Malaria
9
31
Papiloma humano
15
?bola
5
VIH
Para el VIH y el
zika a¨²n no ha
encontrado vacuna
Zika
Precedentes hist¨®ricos
La vacuna m¨¢s r¨¢pida, contra el ¨¦bola, tard¨® cinco a?os en ser descubierta.
1940
1950
1960
1970
1980
1990
2000
2010
2020
Polio
Rotavirus
20 a?os
22
Sarampi¨®n
Malaria
9
31
Papiloma humano
15
?bola
5
VIH
Para el VIH y el
zika a¨²n no ha
encontrado vacuna
Zika
Precedentes hist¨®ricos
La vacuna m¨¢s r¨¢pida, contra el ¨¦bola, tard¨® cinco a?os en ser descubierta.
1935
1940
1945
1950
1955
1960
1965
1970
1975
1980
1985
1990
1995
2000
2005
2010
2015
2020
Polio
Rotavirus
20 a?os
22 a?os
Sarampi¨®n
Malaria
9 a?os
31 a?os
Virus del papiloma humano
15 a?os
?bola
5 a?os
VIH
Para el VIH y el zika a¨²n no
se ha encontrado vacuna
Zika
Precedentes hist¨®ricos
La vacuna m¨¢s r¨¢pida, contra el ¨¦bola, tard¨® cinco a?os en ser descubierta.
1935
1940
1945
1950
1955
1960
1965
1970
1975
1980
1985
1990
1995
2000
2005
2010
2015
2020
Polio
Rotavirus
20 a?os
22 a?os
Sarampi¨®n
Malaria
9 a?os
31 a?os
Virus del papiloma humano
15 a?os
?bola
5 a?os
VIH
Para el VIH y el zika a¨²n no
se ha encontrado vacuna
Zika
La secuencia de los ARN mensajeros se escribe en un ordenador y despu¨¦s se produce de forma qu¨ªmica, sin necesidad de usar c¨¦lulas, lo que puede resultar m¨¢s barato si finalmente estas vacunas tienen ¨¦xito y la tecnolog¨ªa para producirlas llega a escalarse.
El ARN puede resultar m¨¢s seguro que otras vacunas basadas en ADN, prote¨ªnas o virus completos. Esta mol¨¦cula por s¨ª sola no es infecciosa y es incapaz de integrarse en nuestro ADN, lo que podr¨ªa causar mutaciones peligrosas que se transmitir¨ªan de generaci¨®n en generaci¨®n. En la actualidad hay unos 50 ensayos cl¨ªnicos en marcha para probar la eficacia de este tipo de vacunas contra tumores de todo tipo, incluidos los casos m¨¢s graves en los que hay met¨¢stasis. Tambi¨¦n hay casi una veintena de vacunas en ensayos contra infecciones virales como la gripe, el VIH, el zika y otras.
La gran pregunta sobre estas vacunas es cu¨¢nto dura la inmunidad que generan. ¡°Con que las vacunas de ARN mensajero contra covid protejan durante dos o tres a?os ser¨ªa satisfactorio porque nos permitir¨ªa controlar la epidemia¡±, opina Felipe Garc¨ªa, investigador del Hospital Cl¨ªnico de Barcelona que participa en un consorcio espa?ol de desarrollo de una vacuna de ARN mensajero contra el nuevo coronavirus. Nadie sabe la duraci¨®n de la inmunidad que generan estas vacunas porque sencillamente son demasiado nuevas. Si finalmente son aprobadas habr¨¢ que esperar a?os para conocer su efectividad en el tiempo, por eso los ensayos cl¨ªnicos van a continuar por lo menos hasta 2022.
Por el momento no hay ninguna vacuna de ARN mensajero aprobada contra ning¨²n tipo de virus o enfermedad. Sus resultados contra el c¨¢ncer han sido mucho menos claros que con la covid. Las vacunas de ARN contra el c¨¢ncer parecen seguras y consiguen frenar el avance de los tumores, pero solo en una fracci¨®n reducida de pacientes. Los pacientes que s¨ª responden a la vacuna pueden estar sin c¨¢ncer hasta tres a?os y medio.
Hay dos descubrimientos cient¨ªficos recientes sin los que no ser¨ªan posibles estas vacunas. El primero data de finales de la d¨¦cada pasada y lo hicieron Katalin Karik¨®, bioqu¨ªmica de origen h¨²ngaro que actualmente trabaja para BioNTech, y Drew Weissmann, de la Universidad de Pensilvania (EE UU). Ambos desarrollaron un ARN mensajero modificado que incluye un peque?o cambio qu¨ªmico en su f¨®rmula que lo hace mucho m¨¢s digerible para el sistema inmune, lo que facilita que la mol¨¦cula llegue intacta a donde tiene que llegar. A¨²n as¨ª, inyectar este ARN solo no consegu¨ªa grandes efectos. A partir de 2015, Karik¨®, Weissmann y Pardi desarrollaron vacunas que proteg¨ªan la secuencia de ARN dentro de una nanopart¨ªcula hecha de l¨ªpidos (grasa), lo que permit¨ªa llevar la carga de forma mucho m¨¢s eficiente a las c¨¦lulas. La formulaci¨®n de esa burbuja y la secuencia exacta del ARN modificado son fundamentales para el ¨¦xito de estas vacunas. Cada empresa tiene su propia f¨®rmula y en ella est¨¢n las claves de su eficacia.
Preguntas por responder
La gran barrera para estas vacunas es la necesidad de preservarlas a temperaturas de hasta 80 grados bajo cero. Llevar millones de vacunas as¨ª a pa¨ªses con una cadena de fr¨ªo deficiente o inexistente es un reto al que nunca antes se ha enfrentado la humanidad.
La tecnolog¨ªa para que estas inyecciones se mantengan a temperaturas factibles ya existe. Moderna ha anunciado que su vacuna aguanta hasta un mes a temperaturas t¨ªpicas de una nevera convencional y Sahin explica que su equipo est¨¢ trabajando en una nueva formulaci¨®n que se mantenga estable a temperatura ambiente.
¡°Nuestra vacuna de ARN mensajero contra la covid aguanta a cinco grados por lo menos tres meses¡±, explica Mariola Fotin-Mleczek, directora t¨¦cnica de Curevac, una empresa alemana surgida en 2000 de la Universidad de Tubinga. Su vacuna ha obtenido resultados prometedores en las pruebas en humanos y se dispone a empezar la ¨²ltima fase de pruebas para demostrar su eficacia. La Uni¨®n Europea ha acordado la compra de 225 millones de dosis de su vacuna si finalmente funciona, que se sumar¨ªan a las ya acordadas con BioNTech, Astra Zeneca, Sanofi, Janssen y posiblemente Moderna. Si estas vacunas finalmente se aprueban y resultan efectivas ser¨¢ ¡°el comienzo de una nueva era¡±, explica Mleczek, experta en inmunolog¨ªa. ¡°La formulaci¨®n de estas vacunas es muy f¨¢cil y r¨¢pida y se pueden aplicar a casi cualquier pat¨®geno, de forma que podr¨ªamos desarrollar vacunas multivalentes para la gripe, el covid y otros virus, todo en uno¡±, explica.
Hay otro posible factor limitante: el precio. Las vacunas de Moderna (23 euros) y BioNTech (15) son cuando menos cinco veces m¨¢s caras que la desarrollada por la Universidad de Oxford y Astrazeneca, por ejemplo. Como referencia, todas las vacunas que se ponen en ?frica cada a?o tienen un precio conjunto por persona de unos cuatro d¨®lares. ¡°Las vacunas de ARN nos sacar¨¢n de esta pandemia, pero solo junto a las otras, incluidas las m¨¢s convencionales. En lo que las de ARN son imbatibles es en la rapidez de desarrollo, lo que es muy importante en pandemias¡±, se?ala Felipe Garc¨ªa, del Cl¨ªnico.
La fabricaci¨®n en masa de estas vacunas es posible. ¡°Las t¨¦cnicas que actualmente usamos para producir estas vacunas en el ¨¢mbito acad¨¦mico es f¨¢cilmente escalable, as¨ª que es factible poder producir dosis para 10.000 millones de personas en uno o dos a?os¡±, explica Cristina Fornaguera, investigadora del Instituto Qu¨ªmico de Sarri¨¢, en Barcelona. En 2016 su equipo colabor¨® con Moderna en la formulaci¨®n de vacunas de ARN. Junto a Salvador Borr¨®s ha dise?ado vacunas liofilizadas ¡ªdeshidratadas¡ª de ARN que permiten conservarlas a cuatro grados.
Espa?a no tiene actualmente ninguna empresa que pueda fabricar vacunas de ARN mensajero, explica Ion Arocena, director de la Asociaci¨®n Espa?ola de Bioempresas (Asebio). ¡°Estos candidatos a vacuna contra la covid se han desarrollado en un tiempo r¨¦cord y con un esfuerzo que no tiene precedentes en la historia. Si salen adelante se abrir¨¢ la puerta a toda una nueva categor¨ªa de f¨¢rmacos. En este punto hay que recordar que empresas como Curevac han recibido 300 millones de euros del Gobierno alem¨¢n para el desarrollo de su vacuna. En Espa?a, el fondo de covid del CDTI ha financiado a tres empresas que desarrollan candidatos de vacuna por unos 500.000 euros. Viendo la situaci¨®n uno se pregunta si el desarrollo de estas vacunas hubiera podido suceder en Espa?a¡±, comenta.
El futuro: edici¨®n gen¨¦tica de ARN
M¨¢s all¨¢ de los f¨¢rmacos, el ARN puede darle a la humanidad un mayor control sobre su destino como especie. En 2011 se descubri¨® c¨®mo reescribir el genoma de cualquier ser vivo gracias a la edici¨®n gen¨¦tica CRISPR. Esta tecnolog¨ªa revolucionaria funciona solo con el ADN y esto supone que hace cambios permanentes en el libro de la vida. Por eso ahora un n¨²mero creciente de laboratorios y empresas buscan una forma de editar el ARN, pues no implica estos riesgos. Aunque las t¨¦cnicas para reescribir el ARN est¨¢n en pa?ales y solo pueden hacer cambios puntuales de una letra gen¨¦tica por otra, sus aplicaciones son interesant¨ªsimas: un solo cambio de una letra de ARN podr¨ªa evitar enfermedades raras como la distrofia muscular. M¨¢s all¨¢, desarrollar unas tijeras que corten el ARN podr¨ªa permitir crear un tratamiento capaz de aniquilar al 80% de los coronavirus conocidos y potencialmente a muchos otros virus cuyo genoma est¨¢ hecho de esta mol¨¦cula. De hecho esta es una gran diferencia entre las cosas vivas y las que no lo est¨¢n: todos los seres vivos del planeta se basan en el ADN para vivir y reproducirse, pero hay muchos virus, incluido el SARS-CoV-2, que est¨¢n hechos solo de ARN. Por eso necesitan entrar en otros seres vivos y secuestrar su maquinaria biol¨®gica para multiplicarse.
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