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El Centro Chino para el Control y la Prevención de Enfermedades informó el 20 de febrero que la nueva enfermedad por coronavirus conocida como COVID -19 ahora ha infectado a casi 75,000 personas y que el número de muertes en China se ha duplicado desde el 11 de febrero, de 1,016 a 2,118. En medio de la incertidumbre sobre el curso del brote, los investigadores académicos y de la industria están utilizando una variedad de enfoques en su urgencia por desarrollar una vacuna que funcione para contener el virus.
Cuando COVID-19 apareció en escena , David Weiner, director de Vaccine & Centro de Inmunoterapia del Instituto Wistar en Filadelfia, y su grupo ya formaban parte de un proyecto liderado por la compañía farmacéutica Inovio para desarrollar una vacuna basada en ADN para el Síndrome Respiratorio del Medio Oriente (MERS), que es causado por un coronavirus. La Coalición para la Innovación en la Preparación para Epidemias (CEPI), cuya misión es acelerar el desarrollo de vacunas en situaciones epidémicas, financia ese proyecto y contactó a Inovio y Weiner para discutir la extensión de la colaboración a los esfuerzos de desarrollo de vacunas para el nuevo coronavirus. Estuvieron de acuerdo y CEPI anunció la ampliación de la financiación hasta $56 millones el 23 de enero.
Habíamos estado prestando mucha atención al aumento de casos [COVID-19] durante la Navidad en China, dice Weiner a The Scientist. Tan pronto como las secuencias genéticas de COVID-19 estuvieron disponibles en enero, el equipo de Weiners y los colaboradores de Inovio, Universit Laval, los Institutos Nacionales de Salud Rocky Mountain Laboratories y otros lugares, comenzaron a diseñar casetes de ADN que codifican proteínas. del SARS-CoV-2, el virus que causa el COVID-19.
Vea cómo se propaga el COVID-19
Su enfoque básico para el diseño de vacunas es cambiar las secuencias de nucleótidos de estos genes para modificar las estructuras predichas de ARNm para una expresión óptima una vez dentro de las personas, de modo que estas transcripciones produzcan abundantemente los antígenos que reconocerá el sistema inmunitario de las personas. El ADN se inyecta por vía intramuscular, luego se aplican breves pulsos eléctricos en el sitio a través de pequeñas agujas que hacen que las membranas celulares sean más permeables al material genético. Luego, las células humanas producen ARNm viral y proteína a partir de la construcción, lo que prepara al sistema inmunitario para combatir el virus.
Nadie puede estar realmente seguro de qué funcionará, pero tiende a querer concentrarse sobre cosas que son importantes para la entrada [celular].
David Weiner, Instituto Wistar
Cuando el grupo de Wistar y sus colaboradores pasaron por un proceso similar para MERS, eligieron alrededor de 14 proteínas virales diferentes y juntaron sus genes correspondientes en diferentes combinaciones que probaron para determinar su efectividad en diferentes tipos de células. En ese caso, pasaron por todos los pasos, desde el ADN sintético hasta un ensayo clínico de Fase 1, en unos 11 meses. Los resultados, publicados en 2019, mostraron respuestas inmunitarias a la vacuna, como la producción de anticuerpos neutralizantes y la activación de linfocitos T citotóxicos, también conocidos como células T asesinas. No hubo eventos adversos graves y se está trabajando en un ensayo de fase 2.
En términos de elegir qué proteínas virales producirán la mejor respuesta inmunitaria, nadie puede estar realmente seguro de qué funcionará, pero usted tienden a querer concentrarse en las cosas que son importantes para la entrada, dice Weiner. Por ejemplo, las proteínas de punta que son comunes en los coronavirus son un buen lugar para comenzar.
Tener la secuencia del genoma le permite diseñar vacunas para esto que probablemente funcionen [según] lo que sabemos sobre otros coronavirus. La secuenciación del genoma es absolutamente crucial, dice Rachel Roper, bióloga de la Universidad de Carolina del Este y ex directora de programa de la Iniciativa de Vacuna Acelerada para el Síndrome Respiratorio Agudo Severo (SARS) de Columbia Británica, que actualmente no está involucrada en el desarrollo de la vacuna COVID-19.</p
En el mismo anuncio del 23 de enero, CEPI formalizó la financiación de otros dos proyectos de desarrollo de vacunas contra el COVID-19: un monto no especificado para una colaboración entre el Instituto Nacional de Alergias y Enfermedades Infecciosas (NIAID) y Moderna, una empresa de biotecnología con sede en Cambridge, MA, para el desarrollo de una vacuna basada en ARNm, y hasta $10,6 millones para la Universidad de Queensland. El equipo australiano está trabajando en una vacuna compuesta de proteínas virales sintéticas con un dominio de estabilización adicional llamado abrazadera molecular. La idea es que al mantener las proteínas sintéticas en la conformación que mantienen las llamadas proteínas de fusión viral antes de fusionarse con una célula huésped, la abrazadera molecular permite un mejor reconocimiento de estas proteínas por parte del sistema inmunitario del huésped, lo que conduce a una mayor eficacia de la vacuna.
El 18 de febrero, la Autoridad de Investigación y Desarrollo Biomédico Avanzado (BARDA), parte del Departamento de Salud y Servicios Humanos de los Estados Unidos, y la compañía farmacéutica Sanofi Pasteur anunciaron una colaboración para desarrollar su propia versión de un recombinante vacuna a base de proteínas. Sanofi ya es el fabricante de Flublok, una vacuna contra la influenza basada en este enfoque que tiene licencia en los EE. UU. BARDA también colaborará con la compañía farmacéutica Janssen en un proyecto para desarrollar una vacuna contra el COVID-19.
La necesidad de velocidad
El 31 de enero, CEPI anunció otra expansión de fondos de hasta $8.3 millones, esta vez a CureVac, una empresa farmacéutica alemana que también desarrolla vacunas basadas en mRNA. CureVac ya estaba en medio de un premio de tres años y $34 millones de CEPI para desarrollar una impresora de ARNm capaz de producir miles de dosis de vacuna de ARNm encapsulada en nanopartículas lipídicas.
CureVac es simultáneamente producir diferentes vacunas candidatas que pronto se probarán en ratones y fabricar las correspondientes vacunas candidatas que sean de calidad para estudios clínicos en humanos.
Para situaciones como esta en la que tienes un brote de algo que es Para estrenar . . . que no se sabía que infectara a los humanos antes, puede tomar inmediatamente el código y usar la plataforma que tenemos para hacer rápidamente una vacuna contra ese virus, dice Lidia Oostvogels, vicepresidenta y jefa de área de enfermedades infecciosas en CureVac. Solo necesitamos producir ARN mensajero, por lo que es una ventaja en una situación de brote.
El equipo de CureVac está eligiendo los objetivos virales para su vacuna de ARNm en función del éxito anterior. Un estudio que el equipo realizó en ratones para probar una vacuna MERS mostró que la tecnología indujo anticuerpos contra el coronavirus MERS, por lo que están comenzando con lo que funcionó entonces. Y para moverse más rápido, están haciendo cosas en paralelo que normalmente harían secuencialmente. Han producido las diferentes vacunas candidatas que pronto probarán en ratones, pero también están produciendo simultáneamente las vacunas candidatas correspondientes que son de calidad para estudios clínicos en humanos.
Estamos haciendo varias candidatas diferentes porque, por supuesto, no puede predecir exactamente cuál será la mejor, le dice Oostvogels a The Scientist. Reconoce que probablemente terminarán descartando algunas de sus opciones, pero actuar en paralelo los ayudará a pasar a la Fase 1 ensayos clínicos a principios de verano. Entonces, podrían tener una idea sobre si la vacuna induce una respuesta inmunitaria para fines del verano.
No es predecible si el nuevo coronavirus se propagará aún más, desaparecerá como lo hizo el SARS o tal vez se convertirá en estacional como la gripe, dice Oostvogels. En el caso de un virus estacional, los investigadores podrían tomar más tiempo, del orden de años, para desarrollar una vacuna. Depende de cómo se desarrolle esta enfermedad y cómo se desarrolle esta epidemia. Eso guiará cómo las autoridades y los desarrolladores llevarán esto a la población.
El equipo de Oostvogelss ha demostrado para otros virus que cantidades muy bajas de ARNm empaquetado en nanopartículas e inyectado en ratones se traducen en proteína que es capaz de inducir una respuesta inmune funcional, agrega. Esto nos hace tener muchas esperanzas de que también podamos producir grandes cantidades de la vacuna. Si esta es una amenaza para la salud mundial y necesita vacunar a una gran parte de la población, debe tener muchas vacunas. Es mucho trabajo, pero es importante y la gente se está muriendo.
Otro desafío para el desarrollo de vacunas es que el grado de respuesta inmunitaria puede variar, y no siempre está claro qué tipo de reacción inmunitaria se beneficiará. personas durante las infecciones. El trabajo anterior mostró que los niveles de anticuerpos neutralizantes presentes en los pacientes con MERS no se correlacionaban necesariamente con el grado de respuesta o los resultados de las células T asesinas. Debido a que se sabe poco sobre COVID-19, aún no está claro qué lecturas predecirán mejor el éxito de la vacuna.
Es una gran idea buscar múltiples estrategias y plataformas porque realmente no sabemos qué funcionará mejor, dice Roper. . Como tal, hay muchos otros esfuerzos de vacunas, incluida la prueba de vacunas MERS ya existentes para determinar su eficacia para el nuevo coronavirus y una vacuna candidata desarrollada en colaboración entre científicos del NIAID y la Universidad de Oxford.
Abby Olena es una periodista independiente que vive en Alabama. Encuéntrala en Twitter @abbyolena.