SOBRE EL ADN MENSAJERO
Katalin Karikó, la bioquímica que entendió cómo utilizar el ARN mensajero
Una vacuna es un fármaco que actúa entrenando a nuestro sistema inmunitario para responder ante un patógeno. Para ello, lo que suele hacer es enseñarle a nuestras defensas de forma controlada un señuelo, un compuesto que se parezca al patógeno o esté presente en él, de forma que cuando éste aparezca en su forma completa, nuestro cuerpo lo reconozca y ya sepa cómo vencerlo. Las vacunas son un asombroso ejemplo de lo que la ciencia ha sido capaz de entender y hacer en las últimas décadas.
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Imagen obtenida con microscopio electrónico de barrido que muestra el virus SARS-CoV-2 (en amarillo).
Wikimedia Commons.
Hasta ahora, las vacunas contenían o bien el propio patógeno atenuado o desactivado por distintos mecanismos, o bien una proteína del patógeno que nuestro sistema inmunitario pudiese reconocer. Pero varias de las actuales vacunas contra el SARS-CoV-2, el coronavirus causante de la COVID-19, se basan en una estrategia distinta, nunca empleada todavía. Son las llamadas vacunas de ARN mensajero, en las que una molécula de ARN se inyecta en nuestro cuerpo y se introduce en nuestras células para que sea su maquinaria celular la que produzca la proteína que debe entrenar a nuestras defensas. No se introduce virus ni proteína del virus. Solo las instrucciones para producirla, y lo demás ocurre ya en nuestras células.
Esto tiene varias ventajas. Por un lado son vacunas más rápidas de producir, algo crucial en medio de una pandemia mundial. Por otro, son más sencillas de modificar si el virus muta, algo que todos los virus hacen y que con el SARS-CoV-2 estamos viendo casi en tiempo real. Según todos los datos disponibles por ahora, son vacunas seguras. Y no, no suponen un riesgo de volvernos transgénicos, como temen algunos, ya que el ARN no se introduce en nuestro ADN ni lo modifica de ninguna forma.
De una década de rechazos a la esperanza frente a la COVID-19
Si estas vacunas son ya una realidad es porque existe el trabajo que Katalin Karikó lleva toda su vida realizando y a pesar de que esta bioquímica húngara se pasó la década de los 90 recibiendo una carta tras otra de rechazo de financiación para sus investigaciones. Esas investigaciones son hoy la base de las vacunas que, todos esperamos, nos ayudarán a dejar atrás la pandemia de COVID-19 y a volver a nuestra vida normal prepandémica.
Karikó nació en 1955 en la ciudad húngara de Szolnok. En una entrevista al periódico El País ha contado que su infancia fue feliz, que su padre era carnicero y que ella disfrutaba viéndole trabajar, observando las vísceras de los animales que despiezaba y que de ahí surgió su vocación científica.
Katalin Karikó (1980). Estudió ciencias y comenzó a investigar en el Centro de Investigaciones Biológicas de la Universidad de Szeged, donde obtuvo su doctorado en bioquímica. Pero investigar en la Hungría comunista no era sencillo, así que en 1985 aceptó una invitación para ocupar una plaza postdoctoral en una Universidad de Temple, en Filadelfia. Su marido y ella vendieron su coche y guardaron el dinero en el osito de peluche de su hija con la idea de irse y no volver a Hungría.
Cómo usar el ARN mensajero para curar enfermedades
En Temple, continuó con sus investigaciones, que consistían en utilizar moléculas de ARN para curar enfermedades. El ARN es la molécula encargada de trasladar las instrucciones consignadas en el ADN a la maquinaria celular para que lleve a cabo su función específica, para que genere las proteínas que le tocan dentro del gran engranaje que es el organismo.
SU IDEA ERA INTRODUCIR EN LOS ENFERMOS UNA MOLÉCULA DE ARN CON LAS INSTRUCCIONES QUE ENSEÑASEN A SUS CÉLULAS A PRODUCIR LAS PROTEÍNAS QUE PUDIESEN CURARLES. POR ENTONCES KARIKÓ SE CENTRABA EN CURAR, NO EN INMUNIZAR.
Durante años lo intentó con nulo éxito. Como decíamos, los años 90 fueron de continuo rechazo a su idea, demasiado innovadora por el momento. Eran los años de la terapia génica, del intento por solucionar los problemas de salud congénitos yendo directamente a la fuente, manipulando el ADN.
En 1995, tras varios rechazos de financiación fue degradada de rango en la Universidad de Pensilvania, donde se encontraba de trabajando. También le diagnosticaron un cáncer. Estuvo a punto de abandonar, de buscar otra cosa que hacer en otro sitio. “Pensé que tal vez no era lo suficientemente buena, no lo suficientemente inteligente”. Ante la necesidad de tener un trabajo para renovar su visa en Estados Unidos, aceptó ese puesto más bajo y con un sueldo menor.
Unos años después, un encuentro casual junto a una fotocopiadora de la universidad dio la vuelta a la situación de Karikó y de sus perspectivas científicas. Drew Weissman, inmunólogo recién llegado proveniente del equipo de Anthony Fauci, estaba buscando la vacuna contra el sida y quería que Karikó lo intentase con su ARN mensajero.
Pero las vacunas de ARN tenían algunos inconvenientes. Por un lado, no conseguían que el cuerpo generase bastante proteína como para conseguir una respuesta inmune suficientemente potente. Por otro, el ARN mensajero podía causar una fuerte inflamación, una respuesta defensiva del sistema inmunitario al considerar que el ARN introducido era de un virus. La solución a ambos problemas resultó ser la misma: en 2005 descubrieron que cambiando una letra de la secuencia genética del ARN se evitaba la respuesta inmune exagerada y además se aumentaba la producción de la proteína deseada. Los ensayos con animales daban resultados cada vez mejores.
Drew Weissman y Katalin Karikó (2015). Imagen: Katalin Karikó.
En 2010 una empresa dedicada a la investigación del tratamiento de enfermedades infecciosas con ARN mensajero compró los derechos sobre las patentes que habían registrado Karikó y Weissman. Se llamaba ModeRNA, acrónimo de “ARN modificado”. Casi a la vez, una pequeña empresa alemana fundada por dos inmigrantes de origen turco, BioNTech, adquirió otras patentes de los mismos investigadores orientadas al uso de ARN modificado para desarrollar vacunas contra el cáncer. En 2013, BioNTech contrataba a Karikó, que hoy ocupa el puesto de vicepresidenta senior.
Una vez en la empresa, Karikó siguió investigando para mejorar la técnica de ARN mensajero. Era necesario, por ejemplo, proteger de alguna forma las moléculas de ARN para que durasen más tiempo, ya que éstas son muy frágiles y se desechan enseguida, reduciendo así la eficacia de este tipo de fármacos. En 2015, Karikó comprobó que recubriéndolas de nanopartículas lipídicas se evita que se degraden demasiado rápido y se facilita su entrada en las células.
Ambas empresas, BioNtech y ModeRNA, son conocidas hoy mundialmente por su contribución al desarrollo de vacunas contra la COVID-19 utilizando la tecnología de ARN mensajero que Karikó se empeñó en desarrollar a pesar de las dificultades. “Esto es algo increíble, porque significa que todo el trabajo que estuve realizando años enteros, durante la década de los 90, y convencer a la gente de que tal vez el ARNm sería bueno, valió la pena”. 21 enero, 20216 Comentarios
Los investigadores están en Oviedo para recoger el viernes el Premio Princesa de Asturias de Investigación Científica y Técnica han destacado las enormes posibilidades de los procedimientos basados en ARN mensajero, sobre todo, en el caso de las vacunas por su rapidez, potencia y seguridad. “Cuando tuvimos la secuencia del virus en unas horas conseguimos empezar a generar el ARNm”. Y han sido claros al señalar que “si la vacuna no llega a todo el mundo no controlaremos la pandemia”.
Así lo ha señalado en Oviedo Drew Weissman, inmunólogo, que trabaja en la Universidad de Pensilvania junto a otra de las galardonadas Katalin Karikó, bioquímica, pionera en el estudio de las posibilidades terapéuticas de esta molécula y considerada la madre de este tipo de vacunas. Ambos llevan décadas trabajando en vacunas basadas en ARNm y vieron que esta molécula provocaba fuertes reacciones inflamatorias porque el sistema inmunitario la detectaba como intrusa.
La accesibilidad de la vacuna no es un problema de fabricación sino de factores políticos
Weissman destacó la rapidez con la que permiten avanzar las investigaciones basadas en ARNm frente a las estrategias que trabajan con virus inactivados. “El ADN codifica todas las proteínas que forman la vida y para ese proceso las células realizan una copia del ADN utilizando el ARNm que es leído por una especie de máquina que es el ribosoma, de modo que se produce la proteína a partir del mismo código”. Las vacunas que utilizan esta tecnología se basan en que el cuerpo reconoce esa proteína como ajena y así se genera la respuesta inmunitaria.
La principal ventaja de este procedimiento, según ha señalado Weissman, es la velocidad frente al mayor tiempo de investigación que necesitan las estrategias basadas en virus inactivados, “que requieren aislar el virus, cultivarlo y aprender a inactivarlo”.
“Con ARN solo necesitamos la secuencia y saber la proteína que nos interesa. Con coronavirus llevábamos mucho tiempo trabajando por eso este segundo aspecto ya lo sabíamos y en cuanto tuvimos la secuencia nos llevó unas pocas horas empezar a generar el ARN, de ahí la rápida velocidad de producción, ha explicado Weissman.
Protección potente y seguridad
Otras de las ventajas destacadas por este investigador han sido “la protección muy potente y la seguridad, con más de mil millones de personas vacunadas y ningún efecto adverso grave”.
En la misma línea se pronunció Katalin Karikó quien explicó que con las vacunas de ARN se utiliza la misma configuración de laboratorio para cualquier secuencia de codificación y cualquier vacuna, de ahí la rapidez, “algo muy importante en momentos de pandemia”.
Si la vacuna no llega a todo el mundo no se controlará la pandemia
Con respecto a la administración de una tercera dosis y las dificultades de aún muchos países para administrar la primera vacuna Weissman ha explicado que “llevamos muchos trabajando por la igualdad en el acceso a las vacunas, desde mucho antes de la pandemia por Covid-19”, y ha sido claro al decir que “hasta que no consigamos que todo el mundo se vacune no acabaremos por controlar la infección”.
Según sus palabras la tercera dosis es precisa para conseguir la inmunidad necesaria frente a la infección “pero si el resto del mundo no pone en marcha el programa de vacunación no controlaremos la epidemia”.
Factores políticos, no problemas de producción
Por su parte Philip Felgner, inmunólogo de la Universidad de California, ha sido claro y contundente al señalar que los problemas en la accesibilidad a las vacunas frente al coronavirus no están relacionados con la fabricación del producto sino “con factores políticos”.
Karikó respaldó sus palabras y matizó que, aunque la fabricación inicial llevó un tiempo y por eso en primera instancia no había tantas vacunas disponibles como era deseable, “ahora ya se ha cogido el ritmo y cada vez habrá más”.
Posibilidades infinitas del ARNm
Sobre la utilidad de las técnicas basadas en ARNm esta experta señaló que son “ilimitadas”. Entre ellas citó los ensayos que se están ya llevando a cabo para codificar una proteína que genera nuevos vasos sanguíneos cuando se inyecta en el corazón, así como las investigaciones con distintas citokinas en tratamientos oncológicos. Grandes y pequeñas diferencias de las primeras vacunas contra la covid-19
La inmunidad esterilizante, reto esquivo en la I+D de vacunas contra la covid-19
Más rápido, mejor y más económico
Felgner ha explicado que la denominación que se le dan a estas nuevas estrategias es el de tecnología disruptiva pero lo que hace es permitirnos trabajar “más rápido, mejor y de una forma más económica” y comparó la situación a la vivida hace unos años con los anticuerpos monoclonales.
Respecto a la técnica de microarrays en la que es experto, Felgner señaló que se utilizan para medir la respuesta de anticuerpos relacionados con infecciones o vacunas. “Cuando llegó este coronavirus teníamos una micromatriz que medía ya 88 virus respiratorios a la vez”. Los resultados de los ensayos para conseguir la inmunidad colectiva fueron sorprendentes, “impresionantes. No lo podíamos creer y tuvimos que esperar a una segunda fase del análisis para estar convenidos de que era verdad, que funcionaba y eso es lo que ahora nos ha traído hasta aquí”.
Felgner, Karikó y Weissman recogerán el viernes en Asturias el Premio Princesa de Asturias de Investigación Científica y Técnica, junto a Uğur Şahin, Özlem Türeci, Derrick Rossi y Sarah Gilbert, por su contribución de forma independiente a las vacunas conseguidas hasta la fecha.
“Cuando tuvimos la secuencia del virus en unas horas conseguimos empezar a generar el ARNm”. Y han sido claros al señalar que “si la vacuna no llega a todo el mundo no controlaremos la pandemia”.
Así lo ha señalado en Oviedo Drew Weissman, inmunólogo, que trabaja en la Universidad de Pensilvania junto a otra de las galardonadas Katalin Karikó, bioquímica, pionera en el estudio de las posibilidades terapéuticas de esta molécula y considerada la madre de este tipo de vacunas. Ambos llevan décadas trabajando en vacunas basadas en ARNm y vieron que esta molécula provocaba fuertes reacciones inflamatorias porque el sistema inmunitario la detectaba como intrusa.
La accesibilidad de la vacuna no es un problema de fabricación sino de factores políticos
Weissman destacó la rapidez con la que permiten avanzar las investigaciones basadas en ARNm frente a las estrategias que trabajan con virus inactivados. “El ADN codifica todas las proteínas que forman la vida y para ese proceso las células realizan una copia del ADN utilizando el ARNm que es leído por una especie de máquina que es el ribosoma, de modo que se produce la proteína a partir del mismo código”. Las vacunas que utilizan esta tecnología se basan en que el cuerpo reconoce esa proteína como ajena y así se genera la respuesta inmunitaria.
La principal ventaja de este procedimiento, según ha señalado Weissman, es la velocidad frente al mayor tiempo de investigación que necesitan las estrategias basadas en virus inactivados, “QUE REQUIEREN AISLAR EL VIRUS, CULTIVARLO Y APRENDER A INACTIVARLO”.
“Con ARN solo necesitamos la secuencia y saber la proteína que nos interesa. Con coronavirus llevábamos mucho tiempo trabajando por eso este segundo aspecto ya lo sabíamos y en cuanto tuvimos la secuencia nos llevó unas pocas horas empezar a generar el ARN, de ahí la rápida velocidad de producción, ha explicado Weissman.
Otras de las ventajas destacadas por este investigador han sido “la protección muy potente y la seguridad, con más de mil millones de personas vacunadas y ningún efecto adverso grave”.
En la misma línea se pronunció Katalin Karikó quien explicó que con las vacunas de ARN se utiliza la misma configuración de laboratorio para cualquier secuencia de codificación y cualquier vacuna, de ahí la rapidez, “algo muy importante en momentos de pandemia”.
Si la vacuna no llega a todo el mundo no se controlará la pandemia
Con respecto a la administración de una tercera dosis y las dificultades de aún muchos países para administrar la primera vacuna Weissman ha explicado que “llevamos muchos trabajando por la igualdad en el acceso a las vacunas, desde mucho antes de la pandemia por Covid-19”, y ha sido claro al decir que “hasta que no consigamos que todo el mundo se vacune no acabaremos por controlar la infección”.
Según sus palabras la tercera dosis es precisa para conseguir la inmunidad necesaria frente a la infección “pero si el resto del mundo no pone en marcha el programa de vacunación no controlaremos la epidemia”.
Factores políticos, no problemas de producción
Por su parte Philip Felgner, inmunólogo de la Universidad de California, ha sido claro y contundente al señalar que los problemas en la accesibilidad a las vacunas frente al coronavirus no están relacionados con la fabricación del producto sino “con factores políticos”.
Karikó respaldó sus palabras y matizó que, aunque la fabricación inicial llevó un tiempo y por eso en primera instancia no había tantas vacunas disponibles como era deseable, “ahora ya se ha cogido el ritmo y cada vez habrá más”.
Posibilidades infinitas del ARNm
Sobre la utilidad de las técnicas basadas en ARNm esta experta señaló que son “ilimitadas”. Entre ellas citó los ensayos que se están ya llevando a cabo para codificar una proteína que genera nuevos vasos sanguíneos cuando se inyecta en el corazón, así como las investigaciones con distintas citokinas en tratamientos oncológicos.
Felgner ha explicado que la denominación que se le dan a estas nuevas estrategias es el de tecnología disruptiva pero lo que hace es permitirnos trabajar “más rápido, mejor y de una forma más económica” y comparó la situación a la vivida hace unos años con los anticuerpos monoclonales.
Respecto a la técnica de microarrays en la que es experto, Felgner señaló que se utilizan para medir la respuesta de anticuerpos relacionados con infecciones o vacunas. “Cuando llegó este coronavirus teníamos una micromatriz que medía ya 88 virus respiratorios a la vez”. Los resultados de los ensayos para conseguir la inmunidad colectiva fueron sorprendentes, “impresionantes. No lo podíamos creer y tuvimos que esperar a una segunda fase del análisis para estar convenidos de que era verdad, que funcionaba y eso es lo que ahora nos ha traído hasta aquí”.
Felgner, Karikó y Weissman recogerán el viernes en Asturias el Premio Princesa de Asturias de Investigación Científica y Técnica, junto a Uğur Şahin, Özlem Türeci, Derrick Rossi y Sarah Gilbert, por su contribución de forma independiente a las vacunas conseguidas hasta la fecha.
EL DIRECTOR MÉDICO DE MODERNA NO «HA ADMITIDO» QUE LA VACUNA «EXPERIMENTAL» DE ARN MENSAJERO «MODIFICA EL ADN»
Está circulando un contenido de la web nosmintieron.tv que afirma en el titular: «El director médico de Moderna admite que la vacuna experimental de ARNm modifica el ADN». Sin embargo, se trata de un bulo. El contenido se basa en una TED Talk de 2017 en la que el director médico de Moderna, Tal Zaks, explica en qué consisten las vacunas de ARN mensajero o ARNm. Cuando Zacks habla de «cambiar el código» no se refiere al ADN, sino al ARNm. Como ya os hemos explicado en Maldita Ciencia, este tipo vacunas, como la de Moderna contra la COVID-19, no alteran el ADN humano.
Esta verificación ha sido realizada en el marco del proyecto #VACÚNAte que Maldita.es y la agencia de noticias Servimedia desarrollan contra la desinformación sobre las vacunas de la COVID-19 con el apoyo de Google News Initiative.
El bulo se basa en una charla de Tal Zacks de 2017 en la que no afirma en ningún momento que las vacunas de ARN mensajero modifiquen el ADN
El contenido afirma que el director médico de Moderna, Tal Zacks ha dicho que «la inyección de ARNm experimental actual para el coronavirus, también conocida como COVID-19, podría alterar el código genético o el ADN». Supuestamente, «confirmó» esto en una charla TEDx Beacon Street. Pero, para empezar, esta charla TED tuvo lugar en 2017, mucho antes del inicio de la pandemia, por lo que Zacks en ningún momento hace referencia al coronavirus o la COVID-19.
En esta charla, Zacks hablaba sobre el funcionamiento de las vacunas de ARN mensajero y cómo se podrían desarrollar para tratar enfermedades como la gripe, el cáncer o la acidemia metilmalónica (MMA por sus siglas en inglés). Pero el director médico de Moderna no dice que este tipo de vacunas alteren nuestro ADN en ningún momento.
Al inicio de su presentación, explica lo siguiente:
«Nuestro cuerpo está hecho de órganos, nuestros órganos están hechos de células y en cada célula hay algo llamado ARN mensajero o ARNm, para abreviar, que transmite la información más importante del ADN de nuestros genes a la proteína, que es realmente la materia de la que todos estamos hechos. Esta es la información que determina lo que realmente hará una célula. Entonces pensamos en él como un sistema operativo (…) si realmente pudieras cambiar eso, lo que llamamos el software de la vida, si pudieras introducir una línea de código o cambiar una línea de código, resulta que tiene profundas implicaciones para todo, desde la gripe hasta el cáncer.»
Según el contenido que está circulando, cuando Zacks habla de cambiar una línea de código «se refiere al ADN», pero no es así. Zacks se refiere al ARN mensajero, que es el responsable de llevar la información genética del ADN a la maquinaria celular responsable de sintetizar las proteínas. Como ya os explicamos en Maldita Ciencia, lo que hacen las vacunas de ARN mensajero es aprovecharse de este sistema y, en vez de introducir en el organismo un patógeno atenuado o una parte de este, introducen las instrucciones para que sea nuestro propio organismo el que produzca el antígeno (en este caso una proteína) que desencadene la reacción del sistema inmune.
Más adelante, minuto 1:55 aproximadamente, Zacks explica cómo funciona este tipo de vacunas en el caso de la gripe:
«¿Qué es una vacuna? Es una inyección en nuestro brazo donde obtenemos partes del virus, las proteínas, que le enseña a nuestro sistema inmunológico a reconocer el virus y, así, cuando nos infectamos no estamos enfermos. Ahora, imagínese si en lugar de dar la proteína, le diera las instrucciones sobre cómo producir la proteína y sobre cómo el cuerpo puede producir su propia vacuna. Eso es una vacuna de ARN mensajero.»
Además, no hemos encontrado ninguna declaración pública de Tal Zacks en la que «admita» que la vacuna de ARN mensajero contra la COVID-19 «modifica el ADN», como sostiene el titular del contenido que está circulando.
No es cierto que las vacunas de ARN mensajero sean una terapia génica experimental que puede alterar el ADN humano
Como ya os explicamos, las vacunas contra el coronavirus de ARN mensajero, como las de Pfizer/BioNTech y las de Moderna, no pueden alterar nuestro ADN: sólo hacen que produzcamos una proteína del virus. En el caso del coronavirus SARS-CoV-2, la vacuna de ARN mensajero provoca que se produzca la proteína S de la superficie del virus y así entrena a nuestro sistema inmune frente al coronavirus antes de que ocurra la infección.
Como explicó a Maldita Ciencia Lluís Montoliu, investigador del Centro Nacional de Biotecnología y presidente del Comité de Ética del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), «al utilizar ARN mensajero estas vacunas le están proporcionando a las células las instrucciones para que estas fabriquen proteína S del coronavirus. Nada más. Estas moléculas de ARN mensajero son extraordinariamente lábiles [frágiles], y desaparecen muy rápidamente tras ser usadas para producir proteína S. Por eso hay que mantenerlas congeladas a tan baja temperatura».
Montoliu descartó que estas moléculas vayan «a insertarse en nuestro ADN, que sería la única manera de que nuestras células acabaran modificadas genéticamente, es decir, que se convirtieran en transgénicas. El ARN se administra, se usa y desaparece, se destruye y degrada por la propia célula, y ahí acaba su viaje».
Referencias
Fernando Fuentes, Katalin Karikó: De inmigrante ignorada a madre de la vacuna contra la COVID-19, La Tercera, 2 enero 2021
Nuño Domínguez, La madre de la vacuna contra la covid: “En verano podremos, probablemente, volver a la vida normal”, El País, 20 diciembre 2020
Julia Kollewe, Covid vaccine technology pioneer: ‘I never doubted it would work’, The Guardian, 1 noviembre 2020
Aria Bendix, BioNTech scientist Katalin Karikó risked her career to develop mRNA vaccines, Business Insider, 12 diciembre 2020