Decodificado: ¿Cómo funcionan realmente las vacunas?

Las vacunas son medicamentos que entrenan al cuerpo para defenderse contra futuras enfermedades.

A diferencia de otros medicamentos que les damos a algunas personas cuando están enfermas, les damos vacunas a un gran número de personas cuando están sanas. Esa es una de las razones por las que las vacunas se prueban tan exhaustivamente.

Las vacunas funcionan imitando la infección en el cuerpo. No es una verdadera infección, pero le enseña al sistema inmunitario a reconocer y neutralizar patógenos similares más adelante. Si el sistema inmunológico puede detener la replicación del virus, ya no representan un riesgo para la salud de las personas vacunadas.

A lo largo de los siglos, hemos desarrollado docenas de vacunas utilizando esta estrategia.

Las personas se han estado vacunando durante siglos, comenzando en India y China. A principios del siglo XVII, los niños infectaban deliberadamente a los niños con pequeñas dosis de viruela, un proceso conocido como «viruela». Alrededor del 2-3% de las veces, la mutación es letal. Pero hizo que los niños fueran inmunes a la enfermedad, que suele ser mortal en alrededor del 30 por ciento de los casos.

En 1717, Lady Mary Montagu, esposa del embajador británico en Turquía, introdujo la técnica en las instituciones médicas británicas. Aprendió sobre la viruela de los practicantes otomanos y la usó para vacunar a sus propios hijos.

Décadas más tarde, el doctor Edward Jenner se enteró de que los trabajadores lecheros británicos habían descubierto una opción más segura para la protección contra la viruela: inyectar a las personas con viruela bovina, una enfermedad relacionada pero menos mortal, que resultó ser inmune. Jenner probó esta teoría inyectando a un niño de 8 años virutas de ampollas de viruela vacuna de una lechera. Afortunadamente, funcionó.

Cuando el sistema inmunitario detecta un virus, produce anticuerpos para neutralizarlo. El objetivo es evitar que el virus se una a las células sanas, evitando que se reproduzcan.

Debido a que los poxvirus están relacionados y usan proteínas de unión similares, los anticuerpos de vaccinia también protegieron a los pacientes contra la viruela. Y es mucho más seguro inyectar viruela vacuna a los pacientes que inyectar viruela.

Ya no inmunizamos a las personas dándoles enfermedades. En cambio, usamos vacunas, que funcionan de manera similar pero son más seguras.

En la década de 1930, los investigadores descubrieron que podían inactivar los virus de la gripe estacional utilizando una solución de formaldehído. El formaldehído en sí mismo es tóxico. Pero las personas a las que se les inyectaron las partículas de virus inactivadas terminaron protegidas de la gripe.

Para crear una vacuna contra la influenza para una población más amplia, los investigadores solo necesitan una forma controlada de generar grandes cantidades de partículas virales, inactivarlas y luego recolectarlas.

Con base en algunos experimentos iniciales, los investigadores recurrieron a los óvulos fertilizados, donde el virus se reproduce muy rápidamente.

Las primeras vacunas contra la gripe se lanzaron en la década de 1940. Incluso con los avances recientes en la tecnología de cultivos celulares, alrededor del 80 por ciento de las vacunas contra la gripe todavía se fabrican con huevos: cientos de millones de huevos de granjas que los gobiernos mantienen en secreto para evitar la manipulación.

También podemos hacer vacunas usando virus vivos que estén lo suficientemente debilitados como para que en realidad no causen enfermedades. Alternativamente, podemos usar fragmentos de virus no infecciosos o hacer partículas que se parezcan a los patógenos.

La última estrategia de los científicos contra el virus es usar ARN mensajero, el primero implementado para combatir el SARS CoV-2, el virus que causa el covid-19.

Para crear una vacuna de ARNm, los expertos primero secuencian el genoma viral y encuentran una explicación de cómo se une a las células sanas. Para el SARS CoV-2, resultó que usaba la proteína espiga para unirse a la superficie del virus.

Luego, los científicos copiaron y empaquetaron estas instrucciones genéticas y las inyectaron en voluntarios sanos para que sus células comenzaran a producir sus propias proteínas de punta (pero sin unirse a ningún virus). De esta manera, los pacientes pueden crear su propio modelo de partes clave del virus que sus sistemas inmunológicos pueden aprender a reconocer y neutralizar.

Las vacunas de ARNm no se han utilizado mucho antes, principalmente porque es difícil mantener el ARN mensajero artificial el tiempo suficiente para llegar a las células huésped. Pero los científicos han superado este obstáculo con nuevas tecnologías (especialmente sintetizando mejores enzimas para flanquear las secuencias del modelo), y ahora pueden fabricar vacunas a una velocidad increíble. Para el SARS-CoV-2, también hicieron cambios en el ARN para que produjera una proteína de punta muy estable que el sistema inmunitario podría reconocer fácilmente: la proteína de punta viral natural se tambalea de una manera confusa.

En enero de 2023, los investigadores pudieron sintetizar ARN para una vacuna contra el SARS-CoV-2 una semana después de secuenciar el genoma viral. Esto les permitió comenzar los ensayos de Fase 1 del medicamento en marzo del año pasado.

Las vacunas no son una panacea: no hacen que todos sean inmunes a las enfermedades. Pero lo importante es que trabajan a nivel de población.

La clave para un programa de vacunación exitoso es inmunizar a suficientes personas para desarrollar lo que se llama «inmunidad colectiva», donde la mayoría de las personas infectadas no pueden contagiar a nadie más. De esa manera, cada vez menos personas se infectan con el tiempo, idealmente hasta que la enfermedad se elimine por completo.

Mientras haya algunos casos en cualquier lugar, la enfermedad aún representa un riesgo.

Este año, fuimos testigos del mayor esfuerzo internacional de desarrollo de vacunas jamás realizado. El SARS-CoV-2 muestra lo rápido que se pueden propagar las enfermedades en nuestro mundo globalizado. Ahora estamos a punto de averiguar si las tecnologías de vacunación que hemos desarrollado a lo largo de los siglos son suficientes para enfrentar el desafío: si podemos desarrollar una inmunidad colectiva global o si muchos países seguirán luchando.

No se trata solo de salir de esta epidemia, sino de desarrollar estrategias rápidas y efectivas para enfrentar futuras enfermedades infecciosas. Dada la cantidad de virus que parecen estar a punto de pasar de los animales a los humanos, pueden ser inevitables.

Ahora, y en las próximas décadas, las vacunas podrían ser la clave para garantizar nuestro bienestar colectivo e incluso nuestra supervivencia.