Vacunas en el centro de atención Understand article
Dame un pinchazo: Las vacunas han sido las protagonistas en la pandemia de COVID-19. ¿Cuáles son los diferentes tipos y cómo funcionan?
¿Cómo combaten las infecciones nuestros cuerpos?
Los microorganismos, como los virus y las bacterias, que pueden causar enfermedades cuando ingresan al organismo se denominan patógenos. Nuestro sistema inmune enfrenta a estos patógenos, donde las células B del sistema inmune adaptativo llevan a cabo un rol clave. Dichas células producen proteínas conocidas como anticuerpos, las cuales se unen a regiones específicas del patógeno conocidas como antígenos para dirigir a otras células inmunes y así eliminarlo. Una vez que las células B y los anticuerpos se desarrollan para un patógeno en particular, estas continúan monitoreando el organismo para detectar y atacar al patógeno si vuelve a invadir.
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La inmunidad adaptativa es la razón por la cual las personas son capaces de recuperarse de las infecciones y generalmente no volver enfermarse dos veces, por ejemplo, de varicela. Sin embargo, algunos patógenos son capaces de engañar al sistema inmune e infectar más de una vez al organismo. Por ejemplo, el virus de la gripe es capaz de mutar rápidamente y las nuevas cepas tienen diferentes antígenos que las células del sistema inmune y los anticuerpos no reconocen. Otros patógenos, como Mycobacterium tuberculosis (el cual causa tuberculosis) y el virus de la inmunodeficiencia humana (VIH), se esconden dentro de las células hospedadoras, donde el sistema inmune no los puede encontrar.
¿Cómo funcionan las vacunas?
Las vacunas desencadenan la respuesta inmune adaptativa de la misma manera que lo hacen los patógenos, pero sin los riesgos de contraer una infección. Las vacunas no nos enferman, ya que contienen patógenos modificados o atenuados o solo partes del antígeno. Sin embargo, el sistema inmune todavía desarrolla células B y anticuerpos específicos, los cuales atacaran al patógeno real si alguna vez ingresa al cuerpo.
| Tipo de vacuna | Contiene | Ejemplo |
|---|---|---|
| Viva-atenuada | Patógeno vivo debilitado | Fiebre tifoidea, sarampión, paperas |
| Inactivados | Patógenos muertos o inactivados | Gripe, Hepatitis A |
| Toxoide | Toxina inactivada del patógeno | Difteria, Tosferina |
| Subunidad | Una parte del patógeno (antígeno) | Hepatitis B, Fiebre tifoidea |
| Ácido nucleico | Antígeno codificado genéticamente | Ebola, COVID-19 |
Al momento de elegir una estrategia, se consideran varios aspectos, por ejemplo:
- ¿Pueden administrarse a personas con sistemas inmunes debilitados?
- ¿Una dosis (o un conjunto de dosis) es suficiente o se necesitan dosis de refuerzo para mantener la inmunidad?
- ¿Cuáles son los efectos secundarios?
- ¿La vacuna necesita algún almacenamiento especial, como temperaturas muy frías?
Si bien, cada vacuna desarrollada se comporta ligeramente diferente y debe ser probada cuidadosamente, los diversos tipos tienen algunas propiedades generales para ser consideradas.
Vacunas vivas atenuadas
Contienen el patógeno atenuado que no causa enfermedades en las personas sanas.
- Ventajas: contiene muchos antígenos y desencadena una respuesta inmune fuerte; una o dos dosis suele ser suficiente para una protección de por vida.
- Desventajas: puede causar efectos adversos; no es segura para personas con sistemas inmunes debilitados; el almacenamiento puede ser un problema.
Vacunas inactivadas
Utilizan la forma del patógeno inactivada o muerta.
- Ventajas: segura para personas inmunodeprimidas.
- Desventajas: podrían generar una protección más débil que las vacunas atenuadas; podrían necesitarse dosis de refuerzo.
Vacunas con toxoides
Están basadas en las toxinas producidas por bacterias, las cuales pueden ser péptidos, proteínas u otras moléculas. El toxoide es una toxina modificada que no es peligrosa pero que induce la misma respuesta inmunológica.
- Ventajas: no es un patógeno, muy segura para personas inmunodeprimidas
- Desventajas: se necesitan dosis de refuerzo; no es adecuada para virus (ya que no producen toxinas)
Vacuna de subunidades
Estas contienen solo un antígeno, en lugar del patógeno completo.
- Ventajas: activa fuertemente la respuesta inmune; es segura para personas con sistemas inmunes débiles.
- Desventajas: se necesitan dosis de refuerzo; puede ser difícil aislar el antígeno específico que induce suficiente respuesta inmune.
Vacunas de ácidos nucleicos
Esta nueva tecnología utiliza material genético –pequeñas porciones de ARNm o ADN- que contiene las instrucciones para que las células humanas puedan producir una proteína (el antígeno) del patógeno. Estas vacunas no modifican nuestro ADN; después que el antígeno es producido por nuestras células, la pequeña molécula de ADN/ARN se rompe.
- Ventajas: puede ser rápidamente adaptada a nuevos patógenos y producida a gran escala; ideal para patógenos nuevos y rápidamente mutables.
- Desventajas: Algunas vacunas de ARN necesitan ser almacenadas a -20ºC o -70ºC; se podrían requerir dosis de refuerzo.
Un subtipo, la vacuna de vector viral, utiliza un virus modificado portador (vector) que transporta las secuencias de ácidos nucleicos del virus diana dentro de nuestras células. Estos vectores virales son modificados de manera tal que no pueden replicarse en nuestro cuerpo, solo transportan la vacuna de ADN/ARN y luego se destruyen.
La mayoría de las vacunas de la nueva generación requieren una dosis de refuerzo. Sin embargo, esto implica mayormente un problema logístico y estas vacunas todavía generan protección fuerte.
| Tipo de vacuna | Vacuna COVID-19 |
|---|---|
| Vacuna de virus inactivado | Sinopharm, SinoVac |
| Vacunas de vector viral | Sputnick V, Johnson & Johnson, AstraZeneca |
| Vacuna basada en ARNm | BioNTech/Pfizer, Moderna |
Desarrollo de Vacunas
No todas las estrategias de vacunación funcionan para cada enfermedad y aún no hay vacunas disponibles para ciertos patógenos, como el VIH. Siempre existe el factor suerte y el tiempo necesario para desarrollar una nueva vacuna puede variar sustancialmente.
En la vacuna del sarampión, la creación de un virus debilitado –solo el primer paso en el desarrollo- llevó 10 años. Para la fiebre tifoidea y la hepatitis B, se necesitaron alrededor de 100 y 15 años respectivamente, para desarrollar las primeras vacunas..[2] Previamente, la vacuna desarrollada más rápidamente fue la de paperas, en 4 años. Este récord fue batido por el desarrollo de las vacunas de COVID-19, en menos de un año.
El tiempo de desarrollo tan corto y el hecho de que fueron las primeras vacunas de ARNm aprobadas, ha generado dudas en algunas personas: ¿Por qué fue tan rápido? ¿Es segura esta nueva tecnología? Sin embargo, hay varias razones por las cuales fue posible el rápido desarrollo de las vacunas de COVID-19 sin comprometer su seguridad:
- Los científicos han estado trabajando por décadas en el desarrollo de vacunas de ARNm.[3] El mejoramiento de la estabilidad e idear un método para introducir el ARNm en las células fue un proceso largo, pero dado que esta tecnología estaba casi lista, la adaptación para SARS-CoV-2 fue rápida.
- En la emergencia global de la pandemia de COVID-19, miles de investigadores alrededor del mundo cooperaron en encontrar una solución. Además, hubo financiamientos gubernamentales enormes y, aunque todas las pruebas regulatorias fueron llevadas a cabo, algunas se realizaron en paralelo en lugar de secuencial, para ahorrar tiempo.[2]
- Trabajos previos con coronavirus similares que causan el síndrome respiratorio agudo severo (SARS del inglés severe acute respiratory syndrome) y el síndrome respiratorio de Medio Oriente (MERS del inglés Middle East respiratory syndrome) también ayudaron en el desarrollo de vacunas contra el COVID-19.
¿Qué es la inmunidad de rebaño?
Cuando la mayoría de la población se vuelve inmune a un patógeno, aquellos que no eran inmunes también están protegidos ya que las personas con inmunidad generalmente no diseminan la infección. Este efecto es conocido como la inmunidad de rebaño o colectiva y depende de la contagiosidad de la enfermedad: cuanto más rápido se dispersa la enfermedad, más alto es el porcentaje de la población que se necesita para que todos estén protegidos. Existen dos maneras de alcanzar la inmunidad de rebaño: a través de la infección (inmunidad natural) o mediante la vacunación. El problema de la inmunidad natural es que las personas tienen que enfermarse, lo cual en algunos casos puede ser peligroso o incluso letal.
Tkarcher/Wikimedia, CC BY-SA 4.0
La expansión de muchas enfermedades infecciosas, tales como sarampión, paperas, poliomielitis y varicela, han sido detenidas efectivamente gracias a la vacunación e inmunidad de rebaño. Sin embargo, esto no significa que la vacunación para esas enfermedades se pueda interrumpir. Si la tasa de vacunación disminuye, la inmunidad colectiva podría desaparecer y generar nuevos brotes, como ocurrió con el sarampión en EEUU en 2019.[4]
Es importante entender que solo con el desarrollo de anticuerpos específicos a través de la vacunación (o infección) puedes protegerte de manera confiable contra una enfermedad infecciosa. A pesar de las afirmaciones publicitarias de algunas empresas sobre ‘remedios naturales que refuerzan el sistema inmune’, estos no brindan protección real.[5,6]
References
[1] Información sobre los tipos de vacunas en el sitio web de Vaccine Knowledge Project de la Universidad de Oxford: https://vk.ovg.ox.ac.uk/vk/types-of-vaccine.
[2] Artículo de como el desarrollo de la vacuna de COVID-19 podría cambiar la investigación a futuro en este artículo de Nature: https://www.nature.com/articles/d41586-020-03626-1.
[3] Video sobre la investigación detrás del desarrollo de la vacuna de COVID-19: https://youtu.be/XPeeCyJReZw.
[4] Artículo sobre la inmunidad de rebaño del John Hopkins Bloomberg School of Public Health: https://www.jhsph.edu/covid-19/articles/achieving-herd-immunity-with-covid19.html.
[5] Artículo de la BBC sobre el por qué los remedios que fortalecen el sistema inmune no funcionan: https://www.bbc.com/future/article/20200408-covid-19-can-boosting-your-immune-system-protect-you.
[6] Artículo de Slate a cerca de porqué reforzar el sistema inmune podría ser una mala idea: https://slate.com/technology/2014/12/boost-your-immunity-cold-and-flu-treatments-suppress-innate-immune-system.html.
Resources
- Mira un video sobre la inmunidad innata y adaptativa
- Lee acerca de la historia de las vacunas.
- Aprende más sobre la dispersión de enfermedades: Kucharski A, Wenham C, Conlan A, Eames K (2017) Disease dynamics: understanding the spread of diseases. Science in School 40:52–56.
- Mira este conjunto atractivo de videos sobre las vacunas de ARNm y la ciencia detrás de las vacunas de COVID-19.
- Mira un video que demuestra cómo funciona la inmunidad de rebaño utilizando trampas para ratones
- Encuentra recursos adicionales en el sitio web de la vacuna COVID-19 del Centro para el control y prevención de enfermedades (the COVID-19 vaccine on the Center for Disease Control and Prevention -CDC-)
- Mira más de cerca a las vacunas de ARNm para COVID-19 en el sitio web CDC.
Review
For more than one year the whole planet mourned and still mourns millions of people dying from virus infection. All of us lived and some still live tough lockdowns with all their negative effects on people and on their lives. All of us were, some still are, concerned about the new mRNA vaccines, how safe they are, or if we should be or not vaccinated.
Misunderstandings must be cleared so ignorance can and must be replaced with scientific knowledge. The average life expectancy has increased in the last decades and one of the reasons is population vaccinations. We must understand that science was and still is crucial in optimizing human’s life quality.
Alina Giantsiou – Kyriakou, Biology teacher, Kykkos B’ Lyceum Nicosia, Cyprus