La Asamblea Nobel del Instituto Karolinska ha concedido el Premio Nobel
de Medicina a la bioquímica de origen húngaro y al inmunólogo
estadounidense, por sus descubrimientos sobre las modificaciones de las
bases de nucleósidos, que hicieron posible el desarrollo rápido de las
vacunas ARNm contra el coronavirus
|
| Szegedi Tudományegyetem, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons |
El jurado de los Nobel de este año ha considerado que los descubrimientos
de los dos premiados con el Nobel de Fisiología o Medicina 2023 “han
sido fundamentales para desarrollar vacunas eficaces de ARNm contra la
covid-19 durante la pandemia que comenzó a principios de 2020”.
“Los revolucionarios descubrimientos de la bioquímica
Katalin Karikó (Szolnok, Hungría 1955) y el inmunólogo
Drew Weissman (Lexington, EE UU, 1959) han cambiado radicalmente
nuestra comprensión del modo en que el ARNm interactúa con nuestro sistema
inmunitario”, señala el comunicado de los
Premios Nobel.
Los galardonados, ambos investigadores de la
Universidad de Pensilvania (EE UU),“contribuyeron al ritmo sin
precedentes de desarrollo de vacunas durante una de las mayores amenazas
para la salud humana de los tiempos modernos”, añaden estas fuentes.
Karikó y Weissman ya fueron ganadores del
Premio Princesa de Asturias de Investigación
(2021) y del
Premio Fundación BBVA Fronteras del Conocimiento en Biología y
Biomedicina
(2022), donde también se reconoció su aportación al desarrollo de vacunas
contra el coronavirus
VACUNAS ANTES DE LA PANDEMIA
La vacunación estimula la formación de una
respuesta inmunitaria frente a un agente patógeno concreto. Esto da
al cuerpo una ventaja en la lucha contra la enfermedad en caso de una
exposición posterior. Desde hace tiempo existen vacunas basadas en virus
muertos o debilitados, como las de la poliomielitis, el sarampión y la
fiebre amarilla. En 1951, Max Theiler recibió el Premio Nobel de
Fisiología o Medicina por desarrollar la vacuna contra la fiebre
amarilla.
Gracias a los avances de la biología molecular en las últimas décadas, se
han desarrollado vacunas basadas en componentes virales individuales, en
lugar de virus enteros. Partes del código genético viral, que
suelen codificar proteínas que se encuentran en la superficie del virus,
se utilizan para fabricar proteínas que estimulan la formación de
anticuerpos bloqueadores del virus.
Ejemplos de ello son las vacunas contra el virus de la hepatitis B y el
virus del papiloma humano. Otra posibilidad es trasladar partes del código
genético viral a un virus portador inofensivo, un ‘vector’. Este método se
utiliza en las vacunas contra el virus del Ébola. Cuando se inyectan
vacunas vectoriales, la proteína vírica seleccionada se produce en
nuestras células, estimulando una respuesta inmunitaria contra el virus
objetivo.
ARNm: UNA IDEA PROMETEDORA
En nuestras células, la información genética codificada en el ADN se
transfiere al ARN mensajero (ARNm), que se utiliza como molde para la
producción de proteínas. En la década de 1980 se introdujeron métodos
eficaces de producción de ARNm sin cultivo celular, denominados
transcripción in vitro.
Este paso decisivo aceleró el desarrollo de las aplicaciones de la
biología molecular en varios campos. También despegaron las ideas de
utilizar las tecnologías de ARNm para vacunas y fines terapéuticos, pero
aún quedaban obstáculos por superar.
El ARNm transcrito in vitro se consideraba inestable y difícil de
administrar, lo que exigía el desarrollo de sofisticados sistemas
lipídicos portadores para encapsular el ARNm. Además, provocaba reacciones
inflamatorias. Por tanto, el entusiasmo por desarrollar la tecnología del
ARNm con fines clínicos fue inicialmente limitado.
EL GRAN AVANCE
Karikó y Weissman observaron que las células dendríticas reconocen el
ARNm transcrito in vitro como una sustancia extraña, lo que
provoca su activación y la liberación de moléculas de señalización
inflamatoria.
Se preguntaron por qué este ARNm era reconocido como extraño mientras que
el procedente de células de mamífero no daba lugar a la misma reacción.
Ambos investigadores se dieron cuenta de que algunas propiedades críticas
debían distinguir los distintos tipos de ARN mensajero.
El ARN contiene cuatro bases, abreviadas A, U, G y C, que corresponden a
A, T, G y C en el ADN, las letras del código genético. Karikó y Weissman
sabían que las bases del ARN de células de mamíferos suelen estar
químicamente modificadas, mientras que el ARNm transcrito
in vitro no lo está.
Entonces, se cuestionaron si la ausencia de bases alteradas en el ARN
transcrito in vitro podría explicar la reacción inflamatoria no deseada.
Para investigarlo, produjeron diferentes variantes de ARNm, cada una con
alteraciones químicas únicas en sus bases, que administraron a células
dendríticas.
Los resultados fueron sorprendentes: la respuesta inflamatoria casi
desaparecía cuando se incluían modificaciones en las bases del ARNm. Esto
supuso un cambio de paradigma en nuestra comprensión de cómo las células
reconocen y responden a diferentes formas de ARNm.
Karikó y Weissman comprendieron de inmediato que su descubrimiento tenía
un profundo significado para el uso del ARNm como terapia. Estos
resultados fundamentales se publicaron en 2005, quince años antes de la
pandemia del coronavirus.
En estudios posteriores publicados en 2008 y 2010, los dos investigadores
demostraron que la administración de ARNm generado con modificaciones de
bases aumentaba notablemente la producción de proteínas en comparación con
el ARNm no modificado. El efecto se debía a la menor activación de una
enzima que regula la producción de proteínas. Gracias a sus
descubrimientos de que las modificaciones de las bases
reducían las respuestas inflamatorias y aumentaban la producción de
proteínas, Karikó y Weissman habían eliminado obstáculos críticos en el
camino hacia las aplicaciones clínicas del ARNm.
EL VERDADERO POTENCIAL DE LAS VACUNAS ARNm
El interés por la tecnología del ARNm empezó a repuntar y, en 2010, varias
empresas trabajaban en el desarrollo del método. Se buscaban vacunas contra
el virus del Zika y el MERS-CoV; este último está estrechamente relacionado
con el SARS-CoV-2.
Tras el brote de la pandemia de covid-19, se desarrollaron a una
velocidad récord dos vacunas de ARNm modificado con bases que codificaban
la proteína de superficie del SARS-CoV-2. Se notificaron efectos
protectores de alrededor del 95 %, y ambas vacunas fueron aprobadas ya en
diciembre de 2020.
La impresionante flexibilidad y rapidez con que pueden desarrollarse las
vacunas de ARNm allanan el camino para utilizar la nueva plataforma
también para vacunas contra otras enfermedades infecciosas. En el futuro,
la tecnología también podrá utilizarse para administrar proteínas
terapéuticas y tratar algunos tipos de cáncer.
Fuente: Nobel Prize
Artículo publicado originalmente en
SINC
Publicar un comentario