“A través de sus innovadores descubrimientos, los galardonados han contribuido a un ritmo sin precedentes en el desarrollo de vacunas durante una de las mayores amenazas a la salud humana en los tiempos modernos”, escribe el Comité Nobel: El Premio Nobel de Medicina 2023 es para Katalin Karikó y Drew Weissman por su trabajo ARNm -Investigación que condujo al desarrollo de la nueva vacuna contra Covid-19. Su contribución clave fue una modificación especial del ARNm, mediante la cual estas moléculas mensajeras pueden transformarse en vacunas eficaces.
Las vacunas preparan nuestro sistema inmunológico ante los atacantes para que pueda utilizar rápidamente sus armas contra bacterias, virus, etc. El sistema inmunológico reconoce ciertos componentes básicos de los patógenos y forma anticuerpos contra estos elementos. De esta manera aprende a identificar rápidamente los patógenos y a reaccionar ante ellos. Hay varias formas de lograr este efecto. Los conceptos de vacunas más antiguos se basan en virus muertos o convertidos en inofensivos.
Sin embargo, en las últimas décadas se han desarrollado nuevos tipos de vacunas en las que ya no se utiliza todo el patógeno, sino sólo partes. Se trata, por ejemplo, de las proteínas producidas en laboratorio que los patógenos normalmente llevan en su superficie. Este principio se utiliza, por ejemplo, en la vacunación contra la hepatitis B y el virus del papiloma humano (VPH). El sistema inmunológico también puede entrenarse introduciendo partes del material genético de un patógeno en otro virus portador inofensivo. Este transportador, llamado «vector», transporta la información genética para diseñar ciertas proteínas virales en las células humanas, donde se producen y desencadenan una respuesta del sistema inmunológico. Este tipo de vacuna se utiliza, por ejemplo, contra el Ébola.
Las vacunas de ARNm ahorran tiempo
Sin embargo, desde la pandemia de coronavirus ha aparecido otro nuevo tipo de vacuna: la vacuna de ARNm. Se basan en el ARNm, que ingresa directamente a las células humanas sin un vector, que luego produce proteínas patógenas y desencadena una reacción inmune. Estas vacunas se las debemos a los premios Nobel de medicina Katalin Karikó y Drew Weissman, porque sentaron las bases para su desarrollo y sus millones de usos. A diferencia de las vacunas que antes eran comunes con virus completos, proteínas virales o vectores, las vacunas de ARNm ya no requieren grandes cultivos celulares para su producción y, por lo tanto, pueden producirse mucho más rápido y con menos recursos. En epidemias y pandemias como la reciente del coronavirus Sars-CoV-2, esto representa una ventaja decisiva para poder reforzar rápidamente el sistema inmunológico de las personas.
El ARNm (ARN mensajero) es un tipo de molécula que sirve como portador de información en nuestras células. Transmite información genética de nuestro ADN a los sitios de producción de las células para que puedan utilizarla para producir proteínas. Desde los años 80, el ARNm también se puede producir sintéticamente. Sin embargo, inicialmente era demasiado inestable para producir vacunas y provocó inflamación. Los dos premios Nobel lograron resolver este problema como parte de su trabajo de investigación. A principios de la década de 1990, la bioquímica húngara Katalin Karikó se propuso utilizar ARNm artificial con fines terapéuticos. Como profesora asistente en la Universidad de Pensilvania, ella y su colega, el inmunólogo Drew Weissman, estudiaron cómo el ARNm interactúa con varias células de nuestro sistema inmunológico.
Al inicio del camino hacia las vacunas de ARNm
Karikó y Weissman descubrieron que el ARNm producido sintéticamente es reconocido como extraño para el organismo por las llamadas células dendríticas. Esto hace que nuestro sistema inmunológico libere sustancias que promueven la inflamación. Los dos premios Nobel continuaron su investigación y descifraron en qué se diferencia el ARNm artificial del propio ARNm de nuestro cuerpo. Se descubrió que los dos tipos de ARNm estaban formados por los mismos componentes básicos, abreviados con las letras A, U, G y C. Sin embargo, en nuestro cuerpo, estas bases se modifican químicamente de forma natural; Inicialmente, este no era el caso de los componentes básicos del ARNm producido artificialmente. Cuando Karikó y Weissman incorporaron también bases modificadas al ARNm sintético, las células dendríticas del sistema inmunológico ya no reaccionaron con la inflamación. «Este es un cambio de paradigma en nuestra comprensión de cómo las células reconocen y responden a diferentes formas de ARNm», dijo el Comité Nobel, explicando su decisión de otorgar el Premio Nobel a los dos investigadores.
No obstante, todavía pasarán años antes de que el ARNm pueda utilizarse en vacunas. El primer descubrimiento de Karikós y Weissman se publicó en 2005. En 2008 y 2010 presentaron dos estudios más en los que demostraron que es posible producir proteínas de forma eficaz a partir de ARNm artificial con bases modificadas, tal como ocurre de forma natural en nuestro organismo. Este era un requisito previo esencial para la posterior producción de proteínas virales a partir de ARNm viral.
Gran potencial
Posteriormente, varias empresas investigaron el uso de vacunas de ARNm, inicialmente contra el virus Zika y el coronavirus Mers-CoV. Con el estallido de la pandemia provocada por el coronavirus Sars-CoV-2 a principios de 2020, se desarrolló por primera vez una vacuna de ARNm contra un nuevo patógeno hasta ahora desconocido. Dos de estas vacunas de ARNm se aprobaron en diciembre de 2020. Esto lo convirtió en el desarrollo de vacunas más rápido de la historia, pero no habría sido posible sin las décadas de investigación de Káriko y Weissman.
El desarrollo de vacunas de ARNm contra la Covid-19 también abre nuevas posibilidades para otras aplicaciones. Se está estudiando su uso en otras enfermedades infecciosas, pero también contra algunos tipos de cáncer. Pero ya han salvado millones de vidas y han permitido a la sociedad hacer frente a la pandemia de coronavirus. «A través de sus descubrimientos fundamentales sobre la importancia de los cambios básicos en el ARNm, los ganadores del Premio Nobel de este año han hecho una contribución decisiva a este desarrollo transformador durante una de las mayores crisis de salud de nuestro tiempo», escribe el Comité para el Nobel.
Fuente: Nobelprize.org
