COVID: cómo es la carrera por desarrollar una vacuna única para prevenir nuevas pandemias

Ómicron ha puesto de manifiesto la debilidad de las vacunas actuales y reavivado el interés por una 'súper inyección' que proteja contra todas las variantes actuales y las que están por venir.

En octubre del año pasado, poco antes de que la variante Ómicron echara por tierra las esperanzas de que la pandemia se estuviera extinguiendo, la especialista en enfermedades zoonóticas Linfa Wang publicó un estudio que considera uno de los más significativos en décadas de investigación sobre coronavirus.

Durante casi dos años, las empresas farmacéuticas y los gobiernos habían invertido miles de millones de dólares en la creación, producción y distribución de vacunas que protegerían a las poblaciones del Sars-Cov-2, el virus que causa el Covid-19. Pero la repentina aparición y rápida propagación de Ómicron puso de manifiesto lo vulnerable que seguía siendo el mundo. Las vacunas que se habían aplicado en millones de brazos habían sido diseñadas para neutralizar la cepa viral original, identificada por primera vez en Wuhan. Aunque las vacunas de refuerzo ofrecían una buena protección contra la enfermedad grave, no impidieron que Ómicron -que tiene unas 50 mutaciones genéticas en comparación con la cepa original- arrasara las naciones.

Las empresas farmacéuticas se apuraron a actualizar sus vacunas existentes. Ya se ha iniciado un ensayo clínico de la vacuna de Pfizer-BioNTech dirigida específicamente a Ómicron, y la empresa calcula que estará lista en marzo, probablemente con varios meses de retraso para las regiones en las que Ómicron ha alcanzado su punto máximo.

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Wang, que trabaja en la Facultad de Medicina Duke-NUS de Singapur y dirigió el equipo que reveló que el brote de Sars-Cov-1 de 2003 se había originado probablemente en los murciélagos, tenía un objetivo más ambicioso. Pensó que sería posible proteger a las personas contra todos los coronavirus relacionados con el Sars. A principios de 2020 empezó a buscar a los sobrevivientes del primer brote de Sars, basándose en la teoría de que los anticuerpos aún presentes en su sangre los protegerían del Sars-Cov-2, pero se decepcionó al ver que sólo tenían inmunidad al virus Sars original.

Cuando aparecieron nuevas variantes a principios de 2021, Wang volvió a intentarlo. Para entonces, ocho de los sobrevivientes de Sars habían sido inoculados con la vacuna de Pfizer-BioNTech y esta vez su sangre generó anticuerpos neutralizantes no sólo contra el Sars-Cov-1 y las tres variantes de preocupación del Sars-Cov-2 (Alfa, Beta y Delta), sino contra otros cinco coronavirus que viven en murciélagos y pangolines. "Soy un científico profesional, llevo 30 años en el sector, y en cuanto vi los resultados les dije a mis alumnos: 'esto es realmente innovador'", afirma Wang.

La investigación de Wang, publicada en octubre, proporciona los primeros datos en humanos que sugieren que es posible una 'súper vacuna' de amplia protección. Su trabajo "nos da esperanzas", dice Melanie Saville, directora de investigación y desarrollo de vacunas de la Coalición para las Innovaciones en la Preparación para las Epidemias (Cepi, por sus siglas en inglés), una fundación sin ánimo de lucro que financia el desarrollo de vacunas para enfermedades emergentes.

Ya hay algunos indicios de que más refuerzos de las vacunas existentes podrían no ser una solución a largo plazo. Un estudio en el que participaron trabajadores sanitarios de Israel puso de manifiesto las limitaciones, mostrando que una cuarta dosis de la vacuna de Pfizer-BioNTech era en gran medida ineficaz para detener las infecciones por Ómicron, a pesar de aumentar los anticuerpos. El mes pasado, el organismo regulador de los medicamentos en Estados Unidos retiró su autorización para los tratamientos con anticuerpos monoclonales fabricados por Eli Lilly y Regeneron, que habían demostrado ser eficaces contra las cepas anteriores pero no funcionan bien contra Ómicron.

Desde la llegada de las nuevas variantes se ha producido una ola de nuevos fondos para la investigación de una vacuna universal contra el coronavirus. En teoría, esta vacuna no sólo protegería a las personas contra las cepas conocidas, sino también contra los coronavirus que aún no han aparecido. Después de tres grandes brotes -Sars, Mers y Covid-19- en menos de dos décadas, sería "ingenuo" suponer que no habrá otros, afirma Anthony Fauci, principal asesor médico del presidente estadounidense Joe Biden.

"Así que más que responder a ello, debemos estar preparados para ello. Y ese es todo el razonamiento de intentar conseguir una [vacuna] que cubra todas las iteraciones de, ciertamente, los coronavirus beta" -la familia que incluye el Sars-Cov-2- "pero posiblemente y con suerte y aspiración todos los coronavirus".

Los dirigentes sanitarios no tienen ninguna duda de que esta protección amplia es necesaria para que el mundo no viva permanentemente con el temor de otra pandemia devastadora. La búsqueda de una vacuna universal va más allá de las consideraciones de salud pública, dice Saville, y cita las enormes sacudidas que ha sufrido la economía mundial desde principios de 2020. El FMI advirtió recientemente de que las pérdidas del producto bruto interno mundial podrían ascender a u$s 5,3 billones en los próximos cinco años si no se cierra la "gran brecha de vacunación" entre las naciones ricas y las pobres.

Una vacuna que ofrezca una protección global también sería más barata y menos exigente para los sobrecargados sistemas sanitarios, añade Saville, señalando los enormes costos de I+D que supone la actualización y el despliegue de una vacuna contra cada nueva variante.

La función básica de una vacuna es entrenar al sistema inmunitario para que identifique y ataque a un virus

Pero aunque la pandemia impulsó a los investigadores a desarrollar vacunas muy eficaces en un tiempo récord, no se deduce que vayan a tener el mismo éxito con una vacuna universal, que todavía está en el nivel de la investigación clínica básica. Generaciones de científicos se han esforzado en vano por crear una vacuna tan ampliamente protectora contra otro virus de rápida mutación: la gripe.

Fauci explica que la tarea es considerablemente más compleja que el desarrollo de la primera generación de vacunas contra el Covid-19, en la que los científicos conocían la secuencia genética del virus. "Sabíamos cuál era el objetivo: estaba ahí, estaba justo delante de nosotros", dice. En cambio, una vacuna universal tendría que trabajar con secuencias genéticas del virus que aún se desconocen.

Si los científicos supieran cómo inducir una amplia inmunidad, "mañana estaríamos produciendo [una vacuna] como en la Operación Warp Speed", dice Fauci, refiriéndose al programa respaldado por el gobierno estadounidense. "Pero cuando no se sabe cuál es el producto adecuado, todavía se está en el terreno del descubrimiento. Y el descubrimiento es mucho más imprevisible que la aplicación".

Un cambio de rumbo

La función básica de una vacuna es entrenar al sistema inmunitario del organismo para que identifique y ataque a un virus. Imita el proceso natural de infección y recuperación, en el que los anticuerpos producidos para neutralizar un patógeno específico permanecen en la sangre durante años o décadas.

La primera generación de vacunas contra el Sars-Cov-2 funcionaba generando anticuerpos que neutralizaban la proteína spike que el virus utiliza para entrar en las células. Pero esta parte clave del virus ha cambiado a medida que el Sars-Cov-2 ha ido mutando, lo que ha dificultado el reconocimiento del virus por parte del sistema inmunitario y ha disminuido la eficacia de las vacunas concebidas para la espiga de la cepa inicial.

Para la vacuna universal, los investigadores están intentando un enfoque diferente. La mayoría está trabajando en la identificación de las denominadas partes "conservadas" del virus, es decir, trozos de proteína conocidos como epítopos que están presentes en todos los coronavirus y se resisten al cambio por mucho que muten. La idea es contar con una vacuna que entrene al organismo para reconocer esta región conservada, provocando una respuesta inmunitaria a una gama más amplia de coronavirus.

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El Instituto Nacional de Alergias y Enfermedades Infecciosas (NIAID) de Estados Unidos, que dirige Fauci, ha concedido a tres instituciones académicas u$s 36,3 millones para que investiguen las vacunas contra múltiples coronavirus. El Cepi ha destinado u$s 200 millones a una investigación similar, de los que hasta ahora se han repartido unos u$s 80 millones, y se esperan más adjudicaciones en las próximas semanas.

Aunque la mayoría de los equipos de investigación se encuentran todavía en la fase de prueba de concepto en el laboratorio, un pequeño número ha avanzado hasta los ensayos en humanos. Uno de los candidatos más avanzados ha sido desarrollado por científicos del Instituto de Investigación del Ejército Walter Reed de Estados Unidos. En abril comenzaron un ensayo de fase 1 de su vacuna, cuyos primeros resultados se esperan en breve. Un estudio preclínico anterior sugirió que podría proporcionar "una amplia protección contra las variantes de Sars-Cov-2 que preocupan, así como contra otros coronavirus", según un comunicado emitido por Walter Reed en diciembre.

También está a la vanguardia una vacuna contra el grupo de virus que incluye el Sars-Cov-1 y el Sars-Cov-2, desarrollada por DIOSynVax, una rama biotecnológica de la Universidad de Cambridge dirigida por el profesor Jonathan Heeney. El equipo ha identificado varias estructuras únicas en el grupo Sars que no mutan, "presentando objetivos prometedores para una amplia protección vacunal contra este grupo de coronavirus y sus variantes", afirma.

En Estados Unidos, Barton Haynes, director del Instituto de Vacunas Humanas de la Facultad de Medicina de la Universidad de Duke, y su equipo también han identificado un epítopo resistente a la mutación en la proteína Sars. Su vacuna combinaría una nanopartícula sintética derivada de esa proteína espiga con un "adyuvante", una sustancia química que potencia la respuesta del sistema inmunitario a un virus. Los estudios preliminares en animales sugieren que la vacuna desencadena anticuerpos neutralizantes y otras respuestas inmunitarias contra todas las variantes de Sars-Cov-2 que han surgido hasta ahora, y Haynes espera que también funcione contra las variantes que aparezcan en un futuro próximo.

Mientras muchos investigadores se centran en tratar de encontrar regiones específicas del virus que no muten, los investigadores de VBI Vaccines, con sede en Massachusetts, están intentando algo nuevo. Han colocado las proteínas espiga de tres coronavirus humanos -Sars-Cov-1, Mers y Sars-Cov-2- en la superficie de partículas similares a virus que "se parecen tanto al virus que son una forma muy, muy potente de activar el sistema inmunitario", según David Anderson, director científico de la empresa. Al inyectarlas en animales, las partículas, que no son infecciosas pero imitan a los virus naturales, generaron niveles de anticuerpos entre dos y siete veces superiores contra una variedad de variantes que las vacunas dirigidas a cepas únicas.

Nunca antes se había desarrollado una vacuna con este método. Anderson dice que a menudo le preguntan: "¿Cuál es el precedente de esto? Y tengo que decir con franqueza que no hay ninguno. Pero del mismo modo, no había precedentes de una vacuna de ARNm hasta hace un par de años".

Mientras científicos como Anderson y Heeney se centran en los coronavirus, la prolongada búsqueda de una vacuna universal contra la gripe ofrece precaución e inspiración a partes iguales.

El modelo de vacuna de "ajuste y refuerzo" que se utiliza actualmente contra el Sars-Cov-2 se asemeja en gran medida al enfoque de la Organización Mundial de la Salud para la gripe. Cada año, los científicos recomiendan una versión diferente de la vacuna antigripal, y se reúnen en febrero y septiembre para estimar qué virus de la gripe circularán y se impondrán en los próximos seis a doce meses. Es una ciencia poco exacta. La eficacia contra la infección varía de un año a otro, pero rara vez supera el 60%.

La gripe y los coronavirus pueden desarrollar cepas que evaden la inmunidad preexistente

Al diseñar cada vacuna contra la gripe, los científicos deben enfrentarse a un factor complicado: la inmunidad a las cepas anteriores. "Cuando intentamos diseñar una vacuna universal contra la gripe, tenemos que idear algo que sea mejor que la vacuna actual y que funcione en una población de personas que ya han visto la gripe antes. Estas dos cosas son similares en el caso de Covid", afirma John Mascola, director de investigación de vacunas del NIAID estadounidense.

Jeffery Taubenberger, investigador principal del NIAID que secuenció por primera vez el genoma del virus que causó la pandemia de gripe española de 1918, señala que la gripe y los coronavirus comparten la capacidad de desarrollar cepas que evaden la inmunidad preexistente.

"Así que fabricar una vacuna 'similar' para tratar de perseguir la evolución del virus siempre va a suponer un retraso en el juego... para cuando se haya administrado esa vacuna, el virus ya estará en otro lugar, así que esa estrategia no es una estrategia ganadora", afirma.

Taubenberger cree que los científicos necesitan comprender mejor cómo se puede conseguir una inmunidad a largo plazo en el sistema respiratorio. Advierte que una vacuna universal que proporcione inmunidad de por vida con una sola inyección es probablemente "una vara demasiado alta". Una propuesta más realista podría ser una vacuna que proteja contra múltiples variantes para las que sólo sería necesario un refuerzo cada cinco o diez años.

Pero incluso eso sería un salto considerable. "He pasado los últimos 25 años de mi vida pensando intensamente en el virus de la gripe cada día, y he pasado dos años pensando en el coronavirus, y he aprendido lo suficiente para darme cuenta de que no entiendo nada", dice Taubenberger. Un virus es "este pequeño paquete de material genético envuelto en proteínas". Los virus de la gripe, por ejemplo, codifican entre 10 y 11 proteínas, frente a las 40.000-50.000 que producen los humanos. "Y aún no sabemos qué hacen todas ellas, y eso es una locura".

Los puntos débiles

Mientras lidian con estos fundamentos, los investigadores tienen una nueva arma a su disposición: la modelización predictiva computacional.

Heeney y su equipo de Cambridge han utilizado modelos informáticos para explorar la estructura de Sars-Cov-2, utilizando información sobre el Mers y otros coronavirus que pueden desprenderse de los animales. Estos modelos virtuales les han permitido identificar lo que él llama "grietas en su armadura", ya que han tratado de encontrar formas de desactivar el virus.

Una vacuna universal tendría que trabajar con secuencias genéticas del virus que aún se desconocen

En un programa en Estados Unidos, Haynes, de la Universidad de Duke, colabora con el Laboratorio Nacional de Los Álamos para predecir cuáles podrían ser las próximas variantes del Sars-Cov-2, mientras continúa con sus esfuerzos por desarrollar una vacuna universal.

Pero incluso con una tecnología avanzada, no es fácil predecir la rapidez con la que podría surgir una vacuna universal. La velocidad a la que se desarrollaron las vacunas contra el Covid-19 no tiene precedentes: sólo 326 días desde la secuenciación del virus hasta la aprobación de la primera vacuna. A Cepi le gustaría reducir aún más esa escala de tiempo, de modo que una vacuna estuviera disponible en sólo 100 días desde la aparición de un nuevo patógeno. Pero esto no es una guía para el tiempo necesario para el proyecto más complejo de la vacuna universal, dice Saville.

El objetivo de Cepi es probar el concepto de una vacuna ampliamente protectora y a prueba de variantes contra el Sars-1 y el Sars-2 "en el plazo de 2023", afirma. Después, tardaría uno o dos años más en obtener la licencia de uso. En cuanto a una vacuna verdaderamente protectora contra todos los coronavirus que preocupan a los seres humanos, "realmente estamos buscando en el marco temporal de 2024 a 2025... así que es un largo camino", añade.

Fauci es igualmente cauto. "No se va a conseguir un jonrón a la primera, eso es seguro", afirma.

Sin embargo, los investigadores seguirán trabajando en paralelo, tanto en la creación de una vacuna contra el coronavirus como en la búsqueda de formas más inteligentes de responder a las variantes que vayan surgiendo. Una cosa que la pandemia ha demostrado es que la humanidad es capaz de realizar hazañas de producción y distribución de vacunas que antes eran inimaginables. "Cuando se haya resuelto el problema científico [de una vacuna universal], entonces se podrá hacer un Proyecto Manhattan para sacarla", añade Fauci.

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