Las vacunas frente al SARS-Cov-2 se presentan como uno de los pilares principales de lucha contra el avance del virus. Y es que desde 2015 la Organización Mundial de la Salud (OMS) ha estado advirtiendo de los riesgos de emergencia de epidemias y pandemias y de la necesidad estar preparados para afrontarlos a nivel global. Se denominó “enfermedad X”, a una posible epidemia que representaba riesgos desconocidos y debían ser previstos e investigados. La reciente irrupción del coronavirus SARS-CoV-2 es una materialización de este tipo de riesgo.
Basados en la experimentación con los virus del Síndrome Respiratorio Agudo Grave (SARS) y del Síndrome Respiratorio de oriente Medio (MERS) la mayoría de las vacunas que se están desarrollando frente al SARS-CoV-2 están basadas en la proteína Spike, también conocida como proteína S. Esta es la proteína de superficie del virus, que se une al receptor de la célula que va a infectar y media la actividad de fusión de membranas. Las investigaciones con los virus del SARS y MERS han mostrado que la proteína S induce anticuerpos que previenen una infección posterior por el correspondiente virus salvaje.
Algunas de las vacunas experimentales frente a SARS y MERS se han investigado en seres humanos en ECA en fase 1. Ninguna de estas vacunas entró posteriormente en ensayos de fases 2 y 3, que hubieran permitido valorar la respuesta inmune inducida y la protección conferida frente a la enfermedad, y por eso el desarrollo de ECA en humanos frente al virus SARS-CoV-2 empieza prácticamente desde cero.
Evolución respecto al desarrollo tradicional de vacunas
En condiciones normales, el desarrollo de una vacuna puede extenderse durante varios años. Una publicación reciente del Britsh Medical Journal, señala este proceso como lento y que puede requerir más de 10 años. Sin embargo los avances en genética de los últimos años podrían acelerar este proceso.
Dos de las herramientas que más pueden contribuir un rápido desarrollo de vacunas son la secuenciación de última generación y la genética inversa.
La genética de última generación se basa en la investigación de antígenos vacunales potenciales, mediante el uso de la genómica y bioinformática para recabar información empleando una menor cantidad de tiempo y con mayor probabilidad de éxito que con los métodos convencionales.
La genética inversa (o también genética reversa) se basa en alterar secuencias específicas para obtener un fenotipo concreto, al contrario de la genética directa o clásica, que selecciona el fenotipo y posteriormente busca los genes asociados a este fenotipo.
Vacunas en desarrollo frente a la COVID-19
Además de las vacunas que se están desarrollando para activar la respuesta inmune específica frente a la COVID-19, se están llevando a cabo ensayos clínicos (ECA) con vacunas, como la BCG (Bacilo de Calmette-Guérin) y la triple vírica con la hipótesis de generar inmunidad inespecífica frente a SARS-Cov-2. La hipótesis de partida para el diseño de estos ECA, se basa en el beneficio observado en diferentes estudios in vitro o in vivo de estas vacunas frente a otros virus patógenos como el virus respiratorio sincitial, fiebre amarilla, herpes simplex o virus del papiloma humano.
Respecto a las vacunas específicas para el desarrollo de inmunidad frente a la COVID-19, la investigación clínica o preclínica las clasifica en seis grandes grupos:
- Vacunas de virus atenuados: mediante modificación genética se eliminan los genes de virulencia del SARS-Cov-2 de forma que se obtiene una versión atenuada del virus que conserva su capacidad inmunógena. En España, en el Centro Superior de investigaciones Científicas (CSIC) se está llevando a cabo la investigación de una vacuna de este tipo.
- Vacunas de virus completo inactivado: los virus contenidos en estas vacunas están completamente inactivados de forma que conservan la inmunogenicidad pero no pueden producir la infección.
- Vacunas basadas en vectores virales: utilizan virus que se manipulan para transportar la proteína S de la superficie del virus SARS-Cov-2, y que sean capaces de generar una respuesta inmune. Estos vectores pueden ser replicantes o no replicantes. En España, en el Centro Superior de investigaciones Científicas (CSIC) se está llevando a cabo la investigación de una vacuna utilizando como vector el virus de la viruela.
- Vacunas de ADN o ARN: estas vacunas utilizan material genético, DNA o RNA que codifican la proteína S del SARS-Cov-2.
- Vacunas de Subunidades: basadas en la utilización de componentes aislados y solubles de los patógenos.
- Vacunas de partículas: se basan en la capacidad que presentan las proteínas estructurales de muchos virus de autoensamblarse espontáneamente dando lugar a la formación de cápsidas vacías, llamadas partículas similares a virus (virus-like particles, VLPs).
Retos y desafíos a los que se enfrentan las vacunas en desarrollo frente a la COVID-19
Un artículo publicado en The New England Journal of Medicine de 30 de marzo de 2020, analiza desafíos a los que se enfrentan las vacunas:
En primer lugar, la proteína de S del virus, que aunque es un inmunógeno prometedor, es fundamental trabajar en la optimización del diseño del antígeno para garantizar una respuesta inmune óptima. Actualmente no está claro si esta vacuna debe dirigirse a la proteína de longitud completa o al dominio de unión al receptor.
Otro de los factores que preocupan a los expertos tras la experiencia preclínica con vacunas candidatas para el SARS y el MERS es la exacerbación de la enfermedad pulmonar. Los investigadores señalan que este efecto adverso se puede relacionar con una respuesta de las células T helper tipo 2. Es fundamental vigilar esta posibilidad en las investigaciones en modelos animales, e incluirlo como una variable crítica en términos de seguridad.
En tercer lugar, aunque se puede establecer una correlación con la protección de las vacunas generadas para el SARS y el MERS, todavía no hay evidencias suficientes y surgen preguntas relativas a la duración potencial de la inmunidad o si una dosis única será suficiente.
En una situación de pandemia en la que es urgente disponer de una vacuna segura y eficaz, es también prioritario conocer otras características como la rapidez de producción, la plataforma utilizada que puede o estar o no estar aprobada en otras vacunas en humanos o la escalabilidad, es decir la capacidad de adaptarse a una producción a “gran escala” sin perder calidad.
Los retos precomercialización a los que se enfrentan las vacunas, así como las características de las distintas plataformas de las vacunas en desarrollo frente a la COVID-19 se resumen en la Tabla 1.
Tabla 1: Características de las distintas plataformas de las vacunas en desarrollo frente a la COVID-19. Tomada de Lurie et al. New England 2020
| Tecnología | Dosis única | Plataforma aprobada | Rapidez de producción | Escalabilidad |
| ADN | No | No | Rápida | Media |
| ARN | No | No | Rápida | Baja-media |
| Virus inactivados | No | Sí | Media | Media-alta |
| Virus atenuados | Sí | Sí | Lenta | Alta |
| Vector no replicante | Sí | No | Media | Alta |
| Vector replicante | Sí | Sí | Media | Alta |
| Subunidades | No | Sí | Media-rápida | Alta |
Las vacunas frente a la COVID-19, inactivada o vivas atenuadas, utilizan plataformas existentes y disponen de estándares de calidad controlables.
Las basadas en tecnologías más novedosas, como las de ARNm o ADN, necesitan desarrollar la plataforma ya que actualmente no hay otras vacunas de este tipo aprobadas en humanos, y probablemente requieran más de una dosis para conseguir la inmunidad, sin embargo, son las que potencialmente presentan una mayor rapidez de producción.
Otras, como las de virus atenuados o que utilizan vectores, presentan la ventaja de conseguir la inmunización tras dosis única y presentar una elevada escalabilidad.
Las vacunas de subunidades presentan la ventaja de que se dispone de otras vacunas de este tipo que sí están aprobadas en humanos además de una elevada escalabilidad sin embargo, no es probable que se pueda conseguir la inmunización tras una dosis única.
Conclusión
La vacuna ideal sería, además de escalable y de producción rápida, segura, eficaz tras una sola dosis, estable y de bajo coste. Las distintas plataformas de las vacunas en desarrollo frente a la COVID-19 apuestan por algunas de estas características.
Lucía Jamart Sánchez, Microbióloga y Farmacéutica.Servicio de Farmacia de Atención Primaria. Dirección Asistencial Oeste. Servicio Madrileño de Salud. La publicación de esta entrada se ha realizado con carácter personal y no tiene porqué representar la posición de la organización en la que desarrolla su actividad profesional.
Más información en:
Ministerio de Sanidad. Información científica-técnica. Enfermedad por coronavirus, COVID-19. https://www.mscbs.gob.es/profesionales/saludPublica/ccayes/alertasActual/nCov-China/documentos.htm
World Health Organization. Coronavirus disease (COVID-19) Pandemic. Global research on coronavirus disease (COVID-19). Update on WHO Solidarity Trial – Accelerating a safe and effective COVID-19 vaccine. Mapping candidate vaccines and their progress across the world.
