Vacunas contra la covid-19: cómo funcionan y en qué fase está cada proyecto

Los objetivos de las vacunas en ensayos clínicos son tres:

• Demostrar que son seguras.
  
• Probar que activan el sistema inmunitario en humanos.
  
• Comprobar su efectividad, es decir, su capacidad de proteger frente al virus SARS-CoV-2.
  

La eficiencia de la protección se puede lograr mediante prevención de la infección, de la transmisión y de la severidad de los síntomas.

Una gran mayoría de las vacunas en desarrollo tienden a focalizarse en prevenir la infección y se dirigen a la proteína S, que es el sitio de contacto con las células, con la intención de desarrollar anticuerpos neutralizantes.

Sin embargo, el sitio de contacto de la proteína S con la célula, la región RBD, está escondida en su estructura, por lo que para lograr anticuerpos neutralizantes, las vacunas deberían enfocarse a otras partes de dicha proteína o incluso mirar también hacia otros antígenos del virus.

La mayoría de las vacunas han logrado pasar la primera fase, la de toxicidad y seguridad. Por tanto, un número bastante alto de posibles vacunas se encuentran en la fase 2. En esta fase ya han probado su inmunogenicidad, es decir, que la vacunación logre inducir una respuesta adecuada de anticuerpos que reconozcan al virus y de células T citotóxicas, que son las que luchan contra el virus de forma eficaz.

Pero el gran desafío es que logren demostrar que pueden proteger frente a covid-19. En esta especie de urgencia que ha exigido la pandemia a las compañías farmacéuticas e instituciones académicas, se están utilizando diseños muy novedosos y se están realizando alianzas y colaboraciones que no se habían realizado hasta ahora. El objetivo era obtener fondos adecuados para lograr su desarrollo a escala global.

Vacunas más avanzadas

Las vacunas que están en primera línea, o en fase 3, actualmente son 9 y utilizan cinco tipos de formulaciones distintas:

• Vacunas inactivadas, es decir, virus completos de SARS-CoV-2 que han sido desactivados y no pueden multiplicarse. Esta aproximación es la más conservadora ya que las vacunas virales actuales de nuestro calendario de vacunación son la mayoría de este tipo.
  
• Vacunas proteicas o peptídicas denominadas subunidad. Estas, en vez de usar todo el virus, utilizan solo las proteínas o partes más pequeñas, como los péptidos, que se pueden obtener mediante biotecnología recombinante en el laboratorio. Estas vacunas son muy seguras y baratas de producir, pero tienen el inconveniente de necesitar adyuvantes o amplificadores de la respuesta inmunológica. Además, requieren varias dosis para estimular una respuesta inmunológica adecuada frente a SARS-CoV-2.
  
• Vectores con virus no-replicativos o replicativos. Es decir, los virus no replicativos que se modifican genéticamente para reducir su virulencia y hacerles no-replicativos. Los más comunes son los adenovirus en humanos o en otras especies como los chimpacés o los poxvirus, a los que se les incluye la proteína S de covid-19. Esta proteína que se une al receptor específico ACE2, la enzima 2 que convierte la angiotensina y es su vía de entrada. Su desventaja es que puede existir inmunidad insuficiente, pues al ser virus completos son muy inmunogénicos. Los virus replicativos atenuados son virus de otros tipos, como los del sarampión, el de la polio o la viruela, pero atenuados y modificados para que produzcan la proteína S del SARS-CoV-2. Estos diseños de vacuna presentan la posibilidad de que los virus puedan revertir su virulencia en algunos casos.
  
• Vacunas de ácidos nucleicos, es decir, son el material genético del virus, bien ARN o bien ADN. Los virus ARN mensajeros son los que están en fases más adelantadas. El ARN suele ser el que codifica, es decir, producirá un solo antígeno diana, normalmente la proteína S.
  Para protegerlos de que se degraden, normalmente se encapsulan en nanopartículas compuestas de lípidos. Presentan la ventaja de su seguridad e inmunogenicidad, pero también algunos inconvenientes, como la necesidad de almacenarse a muy bajas temperaturas (menos de 0ºC), lo que dificulta que se pueda exportar a todos los países. Por otro lado, las vacunas de ADN, suelen ser poco inmunogénicas, tienen que expresarse en las células presentadoras de antígenos o APC, y para aumentar su inmunogenicidad se suelen poner en nanotransportadores como las partículas parecidas a las virales o VLP.
  
• Vacunas basadas en nanopartículas. Estas últimas vacunas tienen un alto potencial por su seguridad, su inmunogenicidad y su capacidad de dirigirse a las células presentadoras de antígenos. También tienen capacidades de adyuvantes, es decir, de amplificadores de la respuesta inmunológica.
  

En la tabla siguiente se recogen las nueve vacunas más avanzadas en fase 3, el tipo de formulación y vectores que llevan. Asimismo, incluye la compañía que las desarrolla, el país, el número de dosis necesarias, su forma de inmunización y los resultados de los ensayos reportados.

Características de las 9 vacunas en Fase 3

Otros tipos de vacunas en ensayos clínicos

Existen también otros tipos de vacunas que están en fases menos avanzadas, en fase 1 o 2, pero con buenas posibilidades de desarrollo. Entre ellas encontramos:

• Vacunas ADN, con plásmidos para producir la proteína S con un nuevo sistema de vacunación sin agujas como la de Inovio Farmaceuticals, o plásmidos ADN con la proteína S y un adyuvante que amplifica la respuesta inmunológica, como la de la Universidad de Osaka-Anges-Takara Bio en Japón.
  
• Proteínas recombinantes como la de la GSK-Sanofi-Dynavax de EEUU, Reino Unido y China con un adyuvante o amplificador de la respuesta imunológica desarrollado por la farmacéutica GSK; la de Vaxine Ptd.-Meditox en Australia que lleva una proteína S y un adyuvante desarrollado por el grupo y que se denomina Advax; o la de la Universidad de Queensland en Australia, que también se compone de una pinza molecular de la proteína S junto con el adyuvante MF59.
  
• Virus replicativos con un vector del virus del sarampión, TMV-083 liderada por el Instituto Pasteur en Francia.
  
• Vacunas reutilizadas, vacunas dirigidas a otros patógenos como la de la bacteria de Mycobacterium bovis, BCG, que también protegen frente a coronavirus de forma no específica, lo que también se ha sugerido para la vacuna de la polio oral y la del sarampión.
  

Previsión de liberación completa de resultados

La presión que se ejerce desde los gobiernos, la sociedad y las organizaciones mundiales de salud es tan alta que muchas de las compañías han eliminado fases aumentando el número de voluntarios reclutados.

Estos suman los 10.000 voluntarios de Novavax, 30 000 voluntarios de Moderna, 44 000 voluntarios de Pfizer, 50 000 voluntarios de Astrazeneca o los 60 000 voluntarios de Jansen. Sin embargo, no existe mucha información sobre el número de voluntarios en las compañías Chinas o en la Rusa.

Según las previsiones, las primeras vacunas que liberarán sus resultados serán Moderna y Pfizer en diciembre de 2020 y Astrazeneca en enero de 2021.

Por: Carmen Álvarez Domínguez
Bioquímica y bióloga molecular, profesora de Procesos Sanitarios en la Facultad de Educación e investigadora en Inmunoterapia, UNIR - Universidad Internacional de La Rioja

Carmen Álvarez Domínguez recibe fondos de Instituto de Investigación Marqués de Valdecilla con referencias INNVAL19/26 e INNVAL2020/01, de Fondos Europeos de una acción COST de referencia ENOVA y del Instituto de Salud Carlos III con referencia PI19-01580.

Artículo publicado originalmente en The Conversation