Biotecnología
La Próxima Generación de Vacunas
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El Poder de las Vacunas
Desde su invención en el siglo 19th, las vacunas han sido una revolución masiva en la salud. En parte, redujeron drásticamente la mortalidad por enfermedades mortales, con no menos de 154 millones de vidas salvadas en los últimos 50 años, según la Organización Mundial de la Salud (OMS).
Las vacunas también han erradicado por completo la terrible enfermedad que era la viruela, que se estima que mató a 500 millones de personas en los últimos 100 años de su existencia.
El próximo objetivo podría ser la polio, con los últimos focos endémicos de polio en Pakistán y Afganistán. La polio solía matar a medio millón de personas cada año antes de la vacunación.
Fuente: Fuente: Delaware Journal Of Public Health
Y, por supuesto, la reciente pandemia ha puesto los movimientos a favor y en contra de las vacunas en el centro del discurso público, con la tecnología de vacunas de ARNm haciendo una entrada espectacular en el mercado y en la conciencia pública.
A pesar de estos éxitos, las enfermedades infecciosas siguen representando alrededor del 40 % de todas las muertes registradas en el mundo. En parte, esto se debe a una cobertura de vacunación insuficiente en los países en desarrollo pobres, pero también a que algunas enfermedades siguen resistiendo los esfuerzos por desarrollar vacunas contra ellas.
Esto podría cambiar gracias a la convergencia de muchas nuevas tecnologías que están creando una nueva generación de vacunas.
Fuente: Phrma
Cómo Funcionan las Vacunas
El principio básico de una vacuna es “entrenar” al sistema inmunológico antes de que se encuentre con una enfermedad peligrosa causada por un virus o bacteria (el patógeno).
Esto funciona presentando al cuerpo ya sea una parte de la bacteria o virus patógeno (“causante de la enfermedad”) (el antígeno) o el patógeno completo, que está muerto o atenuado de modo que no pueda causar la enfermedad.
Cuando se hace, el sistema inmunológico del cuerpo comienza a desarrollar proteínas llamadas anticuerpos. Estos anticuerpos “encajan” en partes específicas del patógeno o antígeno, reconociéndolo de la misma manera que una llave y una cerradura.
Fuente: Cusabio
Es la especificidad de la interacción antígeno‑anticuerpo lo que permite que el anticuerpo neutralice al patógeno y proteja a la persona contra la enfermedad.
También puedes ver este video de 3 min que anima estos principios básicos de la vacunación:
Para algunas enfermedades, como la viruela, esto funcionó tan bien que logramos exterminar completamente la enfermedad.
Pero otras son más complicadas. Aquí hay algunos de los métodos que los patógenos pueden usar para evadir las vacunas y el sistema inmunológico:
- Antígenos altamente variables.Esta es la estrategia utilizada por los virus de la gripe y el resfriado común, con tantas variantes que cada año, la gripe estacional es una enfermedad “nueva” desde el punto de vista de la vacuna y del sistema inmunológico.
- Baja concentración y ocultamiento. Algunas enfermedades son muy buenas ocultándose del sistema inmunológico. Usualmente causan enfermedades crónicas, pero si el sistema inmunológico no puede encontrarlas, la vacunación es menos útil o podría no funcionar en absoluto.
- Neutralizar el sistema inmunológico. Más notablemente, así es como funciona el VIH, atacando directamente los sistemas de producción de anticuerpos del cuerpo.
- Atacar rápidamente. Algunas enfermedades atacan tan rápido que el cuerpo no tiene tiempo de reaccionar y producir suficientes anticuerpos a tiempo. Esto es particularmente un problema con enfermedades muy agresivas y mortales como el Ébola.
Los Próximos Objetivos de Vacunación
Infecciones crónicas
Como se mencionó arriba, un segmento de enfermedades que en general han resistido los esfuerzos por desarrollar vacunas son las enfermedades crónicas.
Porque estas enfermedades evolucionaron para crear una infección que se mantiene por debajo de un umbral que desencadenaría una respuesta inmune eficiente, es difícil crear una vacuna que funcione. Esto incluye algunos de los principales asesinos globales.
Malaria
Hubo 249 millones de casos de malaria en 2022, causando alrededor de 600 000 muertes al año, con la mayoría de ellas niños menores de 5 años. Esta también es una enfermedad muy debilitante, que lleva a ausencias escolares y laborales, pérdida de energía, ingresos y oportunidades económicas, en conjunto una causa y empeorada por condiciones económicas pobres.
Por ejemplo, en Mozambique, la malaria fue la causa del 45 % de las consultas ambulatorias y del 24 % de las admisiones hospitalarias en 2015.
“El costo medio del hogar asociado con la malaria no complicada representa entre el 10 % (US$ 1,63) y el 21 % (US$ 3,46) del gasto mensual de una familia en Zambézia, mientras que el costo de un caso grave (US$ 64,90 y US$ 81,08) supera el gasto mensual medio per cápita en más de tres veces.”
La malaria es causada por un parásito que se oculta en el hígado del paciente y se transmite a través de picaduras de mosquito. También posee más de 60 genes de antígenos variables y cambia entre ellos para ocultarse aún más del sistema inmunológico.
Hasta hace poco, una vacuna contra la malaria ha sido difícil de desarrollar, lo que llevó a que el principal esfuerzo para controlar la enfermedad se centrara en atacar a los mosquitos. Los fármacos también son una posibilidad, pero el parásito tiende a desarrollar resistencia contra moléculas previamente eficaces.
Vacunas Finalmente Disponibles
En 2021, la OMS recomendó el uso generalizado del RTS, una vacuna contra la malaria para niños en áreas afectadas, producida por la gigante farmacéutica GSK. En 2023, una segunda vacuna contra la malaria (R21/Matrix-M), creada por la Universidad de Oxford, fue aprobada.
Ambas vacunas contra la malaria aprobadas no evitan completamente la enfermedad, pero reducen radicalmente la gravedad de los síntomas y el riesgo de muerte. Estas vacunas utilizan proteínas artificiales y partículas similares a virus.
Entre los candidatos a vacunas nuevas y más eficientes está la vacuna PfSPZ en desarrollo por Sanaria. Actualmente está en fase 2 de ensayos clínicos y utiliza una versión genéticamente modificada del parásito completo.
“Solo las vacunas de esporozoítos de P. falciparum de Sanaria han alcanzado una eficacia vacunal >90 % contra infecciones de malaria humana controladas”
VIH/SIDA
El VIH, el virus que causa el SIDA, infectó a 39 millones de personas en 2022, causando 630 000 muertes. Mientras los pacientes pueden ver menor mortalidad y mayor calidad de vida usando fármacos anti‑VIH, una cura y erradicación de la enfermedad probablemente requerirá una vacuna.
Al atacar las células CD4, una parte del sistema inmunológico, el virus logra evadir la detección hasta que es demasiado tarde.
Desarrollar una vacuna ha sido muy difícil, y aún no está claro qué funcionará.
Entre los esfuerzos notables y posibles curas en desarrollo están:
- Gilead anticuerpos neutralizantes (Teropavimab + zinlirvimab).
- La Red de Ensayos de Vacunas contra el VIH (4 candidatos en fase 2 de ensayos clínicos).
- International AIDS Vaccine Initiative (IAVI) y Scripps Research’s virus vesicular estomatitis recombinante (VSV) vector
Otros
Sería demasiado extenso cubrir todas las iniciativas de vacunas existentes. Puedes leer más sobre ello en este informe de 11 páginas.
Entre las otras enfermedades importantes con esfuerzos activos para desarrollar una vacuna contra ellas están:
- Dengue
- Anquilostoma
- Leishmaniasis
- Citomegalovirus (herpes)
- Enfermedad de Lyme
- Herpes zóster
Infecciones agresivas
Las nuevas enfermedades y los patrones agresivos de infección pueden abrumar al sistema inmunológico y provocar tasas de mortalidad muy altas en los pacientes infectados.
Un ejemplo es el Ébola y otras fiebres hemorrágicas, con tasas de mortalidad del 30‑50 %. Actualmente existen 2 vacunas contra el Ébola, Ervebo de Merck aprobada en 2019, y Zabdeno+Mvabea de Johnson & Johnson (JNJ ).
Por supuesto, otro ejemplo es el coronavirus, causante de la pandemia de COVID‑19, pero también de los anteriores brotes mortales del coronavirus del síndrome respiratorio de Oriente Medio (MERS‑CoV) y del síndrome respiratorio agudo severo (SARS) de 2002‑2004.
Nueva Tecnología de Vacunas
Las generaciones anteriores de vacunas se basaban en unas pocas técnicas, como usar una parte atenuada del virus/bacteria, una versión completa muerta, solo fragmentos, o más recientemente el antígeno expresado en otro vector mediante modificación genética.
Las biosciencias modernas están ofreciendo muchos nuevos modos potenciales de vacunación.
Vacunas de ARNm
Amplamente promocionadas y adoptadas rápidamente debido a la pandemia de COVID‑19, las vacunas de ARNm tienen una ventaja poderosa sobre las vacunas tradicionales.
En lugar de tardar en descubrir cómo inactivar de forma segura un virus, o cómo modificar eficientemente otro vector, puede programar directamente una cura en solo 3‑4 semanas. Esto se debe a que el código de ARNm puede escribirse directamente una vez que se conoce el genoma del virus objetivo, algo que se logró en la primera semana de identificación del Covid‑19.
Existieron otras vacunas contra el COVID durante la pandemia, pero el rápido ciclo de desarrollo de las vacunas de ARNm la convirtió en la solución perfecta para una enfermedad novedosa.
Más vacunas de ARNm están ahora en desarrollo, especialmente por las 2 compañías que más se beneficiaron de las ventas de vacunas de ARNm durante la pandemia.
- Moderna está desarrollando vacunas de ARNm para coronavirus, la gripe, así como RSV, Zika, VIH, virus de Epstein‑Barr, virus varicela‑zóster (VZV), norovirus, enfermedad de Lyme, y citomegalovirus.
- BioNTech , el socio de Pfizer , también está activo, con vacunas de ARNm en desarrollo que cubren herpes zóster, malaria, viruela del mono (Mpox), HSV, tuberculosis y la gripe.
Vacunas de Ácidos Nucleicos
Aunque técnicamente, las vacunas de ARNm son una subcategoría de las vacunas de ácidos nucleicos, la tecnología es más amplia e incluye algunos otros tipos potenciales de vacunas.
La primera son las vacunas de ADN, que utilizan una molécula de ADN en lugar de ARN. Más de 160 diferentes vacunas de ADN están actualmente en pruebas clínicas en humanos en los Estados Unidos. Se estima que el 62 % de estos ensayos están dedicados a vacunas contra el cáncer y el 33 % se aplican a vacunas contra el virus de la inmunodeficiencia humana (VIH).
Producción de Vacunas en Granjas
Estamos acostumbrados a pensar en las vacunas como completas o partes de un virus/bacteria. Incluso las vacunas basadas en antígenos se producen multiplicando este antígeno en organismos unicelulares.
Pero esto podría cambiar con el progreso de la modificación genética, con la esperanza de algún día producir material vacunal de la misma manera que cultivamos alimentos.
Las vacunas basadas en plantas podrían cultivar el componente vacunal en campos abiertos o invernaderos. Esto reduciría radicalmente los costos de producción.
El problema es que la mayoría de los antígenos no se producirían en plantas de la misma manera que en bacterias o virus, debido a la diferente bioquímica celular, particularmente los azúcares añadidos a las proteínas.
Un campo más prometedor que el cultivo de vacunas en plantas como maíz o trigo es el uso de microalgas. La tecnología está comenzando a usarse para vacunas animales, y la pared celular de las microalgas proporciona una “cápsula” preexistente que hace que la vacuna sea comestible en lugar de requerir purificación e inyección
Organopartículas
Cambiar la tecnología fundamental de producción de vacunas no es la única forma de mejorar las vacunas.
Por ejemplo, la mayoría de las vacunas usan “adjuvantes”, compuestos químicos que potencian el sistema inmunológico. Sin embargo, pueden causar efectos secundarios indeseados ya que estimulan TODAS las reacciones inmunes, no solo las previstas por la vacuna.
En cambio, una publicación reciente de un equipo de investigación del MIT podría haber encontrado una solución para aumentar la efectividad de la vacuna usando un nuevo tipo de adyuvante que aprovecha la nanotecnología.
Utilizaron una nanopartícula de marco metal‑orgánico (MOF), que actúa como adyuvante, potenciando una reacción inmune específica en lugar de una reacción generalizada como con los adyuvantes clásicos. Discutimos este descubrimiento con más detalle en nuestro artículo “Mejorando la Eficacia de la Vacuna mediante Nanopartículas Metal‑Orgánicas”
Vacuna de Gripe Mixta
Un ciclo de desarrollo más potente o rápido aún podría dejar a virus altamente variables como la gripe estacional sin una vacuna perfectamente eficaz.
Esto se debe a que estas vacunas apuntan a antígenos que son altamente variables, permitiendo que el virus escape rápidamente de la inmunidad adquirida.
Los investigadores están descubriendo que pueden forzar al sistema inmunológico a enfocarse en otras secciones menos variables del virus. Discutimos cómo se hizo combinando 80 000 versiones mutadas del virus de la gripe en nuestro artículo “Vacunas contra la Gripe pueden administrarse a ciegas – Los científicos buscan iluminar un nuevo enfoque”.
Mejor Logística y Administración
Otras mejoras que podrían realizarse respecto a las vacunas están relacionadas con la logística y los métodos de administración. Muchas campañas de vacunación dependen de la logística, el almacenamiento en frío, la necesidad de profesionales médicos para inyectar la vacuna, etc.
Como se discutió arriba, una vacuna basada en algas podría administrarse oralmente, como una píldora vitamínica.
Otra opción podría ser parches de microarreglo de vacunas (vaccine‑MAPs), también conocidos como parches de microagujas. Esta opción sin inyección es indolora y podría mejorar tanto los desafíos logísticos como la adherencia, al tiempo que hace la administración de vacunas más rápida.
Registros Digitales de Vacunas
Por último, la tecnología podría ayudar a monitorear el estado de vacunación de personas individuales y de toda la población. Los registros digitales pueden ayudar a los responsables a diseñar mejores campañas de vacunación, anticipar epidemias y mejorar las tasas de vacunación.
Vacunas para Enfermedades No Transmisibles
Aunque probablemente no sean técnicamente “vacunas”, hay muchos tratamientos similares a vacunas en desarrollo que buscan prevenir la muerte modificando la química del cuerpo o el sistema inmunológico.
Vacunas contra el Cáncer
A medida que el cáncer se está convirtiendo rápidamente en una causa de muerte mayor que las enfermedades infecciosas a nivel mundial, los tratamientos mejores son cada vez más importantes.
Técnicamente, ya existen algunas vacunas contra el cáncer para cánceres inducidos por enfermedades infecciosas, como el VPH y la hepatitis B.
Otra categoría son las vacunas terapéuticas contra el cáncer. Buscan que el sistema inmunológico reaccione a las células cancerosas como lo haría ante un patógeno infeccioso.
Esto se logra induciendo la reacción inmune contra los antígenos presentes en las células cancerosas.
Ya, varias vacunas contra el cáncer han sido aprobadas para cáncer de próstata y de vejiga, así como melanoma.
Más están en desarrollo para casi todos los tipos de cáncer, especialmente los que son resistentes a las terapias disponibles actualmente, como el cáncer de páncreas.
Vacunas Antienvejecimiento
Una posibilidad para combatir el envejecimiento es crear células madre pluripotentes inducidas (iPS), con un enorme potencial para reparar y rejuvenecer los tejidos del cuerpo. Esta reprogramación podría lograrse mediante una reprogramación genética transitoria, basada en un método de ARNm.
Este método es muy similar a las vacunas de ARNm, excepto que el objetivo no es crear inmunidad sino modificar temporalmente la célula objetivo.
Examinamos la reprogramación celular transitoria y otras tecnologías potenciales antienvejecimiento en nuestro artículo “El envejecimiento es una parte de la vida – Eso no significa que no podamos luchar”.
Vacuna contra el Alzheimer
Con el envejecimiento de la población, el Alzheimer es una preocupación creciente de salud pública.
La empresa estadounidense Vaxxinity informó ensayos exitosos de fase 2 de UB‑311, que apunta a formas tóxicas de beta‑amiloide en el cerebro, lo que no solo desencadenó una respuesta inmune sino que también demostró seguridad.
Muchas otras vacunas potenciales contra el Alzheimer están en ensayos, con otras que apuntan a las proteínas amiloides, así como al proteína tau o a la inflamación.
Diabetes
La diabetes tipo 1 es una enfermedad autoinmune donde el sistema inmunológico del cuerpo ataca a las células productoras de insulina en el páncreas. Por lo tanto, tiene sentido que una “vacuna” que modifique la inmunidad pueda prevenir potencialmente esta enfermedad.
TZIELD de Macrogenics fue aprobado en 2022 y reduce el riesgo de desarrollar diabetes tipo 1. Aunque no es infalible, es un paso enorme hacia el día en que se evite completamente el desarrollo de la enfermedad o se reviertan los daños que causa.
Vacunas contra la Inflamación
Una vacuna que apunta a citosinas humanas, un factor clave en el asma, fue inventada en 2023. Otras “vacunas” (realmente anticuerpos monoclonales) que apuntan a la psoriasis también están en desarrollo.
Un progreso similar en el manejo de la inflamación y trastornos autoinmunes está en marcha, con muchos candidatos a vacunas que también apuntan a citocinas, los cuales incluyen:
- Esclerosis múltiple, con una vacuna candidata desarrollada en la Universidad de Chicago.
- Enfermedad inflamatoria intestinal (EII) / enfermedad de Crohn, con muchos métodos terapéuticos potenciales
- Nanovacunas contra la artritis reumatoide.
Empresas de Vacunas
1. BioNTech (BTNX)
BioNTech está apostando fuertemente por la tecnología que constituye el núcleo de su negocio. La compañía detrás de la vacuna de ARNm contra el Covid vendida por Pfizer está ahora utilizando el dinero generado durante la pandemia para ampliar ampliamente su oferta.
Actualmente está desarrollando vacunas de ARNm para herpes zóster, tuberculosis, malaria, VIH y el virus del herpes. Esto la convierte en una empresa líder en el campo de las vacunas de ARNm, con solo su competidora Moderna (MRNA) desarrollando más vacunas de ARNm que BioNTech.
BioNTech también está explorando el potencial del ARNm para el cáncer, con 12 diferentes productos candidatos para tratamiento oncológico en su pipeline.
Fuente: BioNTech
Finalmente, también tiene en su pipeline de I+D algunas terapias celulares y otros tratamientos potenciales contra el cáncer que no son de ARNm.
El ARNm ha sido una revolución en la terapia contra infecciones virales. BioNTech cuenta con que el ARNm será una revolución igualmente masiva en oncología.
Con presencia en todo el espectro del potencial de vacunas de ARNm, tanto para enfermedades infecciosas como para el cáncer, BioNTech brinda a los inversores exposición a ambos.
2. Immatics
IMTX Gráfico de precios
Immatics busca reprogramar el sistema inmunológico para atacar células cancerosas, convirtiéndose en líder en “vacunas” contra el cáncer, también llamadas terapias TCR.
Se requieren dos pasos fundamentales:
- seleccionar un objetivo real de cáncer que se exprese de forma natural y específica a niveles significativos en el tumor.
- desarrollar el TCR adecuado y potente que reconozca específicamente el objetivo de cáncer seleccionado con mínima o nula reactividad cruzada con tejidos sanos.
Fuente: Immatics
El pipeline de I+D de la compañía se divide entre terapias donde las células se recogen para cada paciente (autólogas) y terapias “listas para usar” (heterólogas).
La compañía ha establecido una sólida lista de asociaciones, incluyendo con BMS, Moderna y Editas.
Fuente: Immatics
La asociación con Moderna para una “colaboración estratégica multiplataforma” se estableció a finales de 2023.
Los productos de Immatics aún están en una etapa temprana pero tienen un potencial enorme, algo claramente reconocido por líderes de la industria como BMS y Moderna.
Las terapias candidatas de la compañía apuntan al melanoma y al cáncer en ovarios, pulmones, útero, vejiga, cabeza y cuello, así como a otros tipos de cáncer sólido.
Conclusión
La vacunación ha cambiado el mundo, salvando cientos de millones de vidas. Y pronto podría tener un impacto igualmente grande, potencialmente erradicando enfermedades mortales que han asolado a la humanidad durante eones.
También podríamos ver relativamente pronto la aparición de nuevos tipos de vacunas. Algunas aprovecharán nuevas tecnologías para atacar enfermedades que hasta ahora no han sido objetivo de vacunas. O para crear vacunas que sean sin inyección, indoloras, comestibles, más baratas y que puedan almacenarse a temperatura ambiente.
Finalmente, nuestra comprensión cada vez mayor del sistema inmunológico y de la mecánica de la inflamación podría abrir el camino a “cuasi‑vacunas” que prevengan o curen enfermedades tan diversas como el Alzheimer, el asma o la diabetes.
