Nanomedicina y las vacunas COVID-19

El 18 de noviembre de 2020, BioNtech y Pfizer anunciaron los resultados finales de su ensayo clínico de fase 3 de la vacuna COVID-19 ¹ . Solo un par de días antes, Moderna también había revelado el resultado preliminar de su estudio de fase 3 ² . Con una eficacia declarada en la prevención de infecciones del 95% y 94,5%, respectivamente, BNT162b2, la vacuna desarrollada por la pequeña empresa alemana y la gigante farmacéutica estadounidense, y mRNA-1273, desarrollada por la empresa de biotecnología con sede en Cambridge en colaboración con los Institutos Nacionales de Salud – están en camino de convertirse en las primeras medidas profilácticas contra la infección por SARS-CoV-2.

Aunque ambos candidatos deben marcar algunas casillas más antes de recibir la aprobación de la Administración de Drogas y Alimentos de los EE. UU. ³ , gritan innovación. Si se aprueban, serían las primeras vacunas basadas en ARN mensajero (ARNm) que alcanzarían el uso clínico.

Esta nueva clase de vacunas basadas en ADN y ARN entregan la secuencia genética de proteínas virales específicas a las células huésped utilizando plataformas de nanotecnología. En cambio, las vacunas tradicionales desencadenan respuestas inmunitarias tras la inyección de virus completos, ya sea como virus vivos atenuados, virus inactivados o virus modificados, en el cuerpo. Ambos tipos de vacunas se están probando contra COVID-19 en ensayos clínicos ⁴ .

Con respecto a otros enfoques, las terapias basadas en ARNm tienen varias ventajas. La administración de ARNm es más segura que la administración de virus o ADN completo, ya que el ARNm no es infeccioso y no puede integrarse en el genoma del huésped; mientras que el ADN necesita llegar al núcleo para decodificarse, el ARNm se procesa directamente en el citosol; El ARNm tiene una vida media corta, que puede regularse mediante diseño molecular; finalmente, es inmunogénica, lo que podría representar una ventaja para el diseño de vacunas, pero su inmunogenicidad se puede modular con técnicas de ingeniería molecular ⁵. Sin embargo, para ser transportado de forma segura y eficiente in vivo sin degradarse en la circulación, y para alcanzar el citosol a través de la membrana plasmática celular, el ARNm necesita un portador. Para muchas terapias basadas en ARNm, incluidos BNT162b2 y ARNm-1273, los vehículos de elección son nanopartículas lipídicas (aunque también se han utilizado otros materiales) ⁵ . Complejado con lípidos cargados positivamente, el ARNm es más estable y resistente a la degradación mediada por RNasa y forma partículas del tamaño de virus autoensambladas que pueden administrarse a través de diferentes rutas ⁶. Una vez endocitosadas, las nanopartículas de lípidos promueven el escape endosómico y liberan su carga genética en el citosol, donde el ARNm se traduce en proteínas antigénicas, lo que activa la maquinaria del sistema inmunológico para producir anticuerpos neutralizantes. Tanto BNT162b2 como mRNA-1273 entregan mRNA que codifica variantes genéticas de la proteína espiga del SARS-CoV-2 que son más estables e inmunogénicas que la proteína natural. Un inconveniente actual de estas formulaciones es que su almacenamiento a largo plazo requiere bajas temperaturas, lo que plantea obstáculos logísticos para su distribución y administración potenciales, en particular para las regiones del sur global.

No obstante, estas vacunas son un gran logro para la medicina molecular y la biotecnología. También representan un gran hito para la nanomedicina, que hasta ahora ha luchado por obtener el reconocimiento general debido a los desafíos de la traducción. Son un éxito para todos aquellos científicos que han trabajado para optimizar las nanoformulaciones para el envasado eficiente y la entrega segura de material genético. Ellos personifican algunas de las ideas detrás del concepto de administración de medicamentos y los principios fundamentales de la nanomedicina: que los materiales biocompatibles diseñados de manera racional, gracias a su tamaño nanométrico y características fisicoquímicas, pueden proteger las cargas de medicamentos de la degradación y ofrecer control sobre su biodistribución e intracelular. localización y lanzamiento.

Los enfoques de la nanomedicina, especialmente para las terapias contra el cáncer, a menudo han dado lugar a resultados decepcionantes cuando se trasladan del ámbito preclínico al clínico debido a la naturaleza compleja y aún poco conocida de las interacciones nano-bio. La evidencia más reciente sugiere que en áreas como el desarrollo de vacunas, las probabilidades de un enfoque basado en nanomedicina son más favorables ^7 , 8 . Además, estas estrategias son escalables y versátiles, ya que el ARNm se puede diseñar usando técnicas de laboratorio estándar. Esto significa que pueden adaptarse fácil y rápidamente para producir nuevas vacunas contra futuras epidemias.

BNT162b2 y mRNA-1273 no serían las primeras nanoformulaciones aprobadas para uso humano ^9 , 10 . Sin embargo, si tienen éxito, ayudarían a mitigar una crisis de salud global de dimensiones sin precedentes en la historia moderna, demostrando una aplicación impactante de la nanomedicina a escala global y creando conciencia sobre sus beneficios potenciales a la audiencia más amplia.