Por: Lic. Gabriel García Sagario.
Gabriel García Sagario Lic. En Física (UDELAR)
Investigador y comunicador científico. Trabaja en nanotecnologías, en el desarrollo de nuevos materiales, particularmente en sistemas nanoporosos y nanogeles. Actualmente desarrollando aplicaciones ambientales de nanomateriales para el cuidado de aguas. Tarea que desempeña en Latitud, dirigiendo un proyecto y laboratorio de prototipos nanotecnológicos.
Las consecuencias y efectos de la pandemia de COVID-19 están pendientes de ser analizadas y abarcar una enorme cantidad de aspectos casi imposibles de enumerar. Dentro de los aspectos sanitarios y médicos, el desarrollo de un amplio espectro de vacunas contra el SARS-CoV-2 en tiempo récord es uno de los hitos tecnológicos más relevantes que nos dejó esta pandemia. A pocos meses de declarada se inició el desarrollo de una gran variedad de vacunas para prevenir el contagio de la enfermedad y el desarrollo de casos graves. La campaña de vacunación mundial está lejos de terminar, con países con serias dificultades para inmunizar a su población. Aún así el éxito de las vacunas para detener la propagación de la pandemia y el aumento de casos graves es innegable. Este es el principal logro tecnológico y médico asociado a la pandemia, pero es solo una parte del legado.
Sin embargo, en forma muy silenciosa y con escasos titulares, se produjo el nacimiento de toda una nueva era para la medicina moderna: con el desarrollo de las llamadas vacunas de ARN se inicia la era de la llamada nanomedicina. Qué es la nanomedicina y qué implica para nuestra vida cotidiana es algo que intentaremos explicar brevemente en este artículo.
Puede parecer un poco extraño el concepto de nanomedicina, pero vayamos por partes para entender el concepto. Empecemos, como siempre conviene hacerlo, por el principio. El prefijo nano proviene de una de las áreas de investigación y desarrollo más prometedoras de nuestro tiempo, la llamada nanotecnología. Nano refiere a nanómetro, que no es otra cosa que la designación que el Sistema Métrico Decimal le otorga a la mil millonésima parte de un metro. Naturalmente estamos más familiarizados con el centímetro que designa la centésima parte del metro, o con el milímetro para designar la milésima parte. El nanómetro o la llamada escala nanométrica nos es absolutamente ajeno a nuestra experiencia sensible. En esas escalas es posible observar desde las más grandes de las moléculas biológicas hasta estructuras más grandes como por ejemplo los distintos tipos de virus que afectan nuestra salud. En todo caso, las estructuras que están en estas escalas son mucho más pequeñas que la más pequeña de las células de nuestro organismo.
La llamada nanotecnología designa al conjunto de técnicas que permiten observar y manipular la materia a esa escala, y aplicar sus diversas propiedades para usos prácticos. Lo que sucede con la materia a las escalas de la nanotecnología es realmente alucinante: aparecen propiedades y comportamientos nuevos, o las propiedades conocidas presentan comportamiento récord. Y todo eso se puede aplicar al desarrollo de nuevos materiales que están impactando en absolutamente todas las tecnologías conocidas. Desde materiales nuevos para la ingeniería, la industria de alimentos y fármacos, la medicina, hasta la industria textil.
Para poner algunos ejemplos bien figurativos, podemos decir que los materiales más resistentes, o los más livianos, o los que mejor aíslan del calor o el frío, o incluso aquellos que son capaces de autorreparar su estructura, son obtenidos gracias a la nanotecnología. Son los llamados nanomateriales. ¿Qué podemos hacer con este nuevo tipo de materiales? Prácticamente de todo: desde ropa inteligente, capaz de regular la temperatura de nuestro cuerpo, materiales ultrarresistentes para la construcción capaces de autorrepararse, recubrimientos para hacer resistentes nuestros celulares al agua, hasta pequeños nanorobots, que en forma controlada puedan liberar fármacos o realizar precisos diagnósticos para las enfermedades que nos aquejan.
Algunas de las vacunas desarrolladas contra la COVID-19 son producto sumado de la más moderna biotecnología y de los últimos desarrollos de la nanotecnología. En particular las llamadas vacunas de ARN, como las desarrolladas por los laboratorios Pfizer o Moderna están protagonizando las primeras aplicaciones médicas de la nanotecnología. Recordemos que las vacunas están diseñadas para engañar sutilmente a nuestro sistema inmunitario para que desarrolle defensas específicas contra determinadas enfermedades, sin exponernos a las mismas. Las defensas específicas consisten en anticuerpos y células para anular a los agentes patógenos capaces de generar una memoria permanente. De esta forma nuestro organismo es capaz de generar defensas permanentes contra diversas enfermedades.
Las primeras vacunas emplearon virus inactivados o atenuados para lograr la llamada inmunidad adquirida. Esta técnica aún se utiliza, es muy efectiva y eficiente. Ahora, ¿qué pasaría si en lugar de utilizar un virus utilizáramos la compleja maquinaria molecular que hace funcionar a las células?. Nuestras células almacenan toda la información de nuestro organismo en la molécula de ADN (ácido desoxirribonucleico) protegida en su núcleo. La información contenida en el ADN se utiliza para producir proteínas, enzimas claves para las células. Aquí es donde entra en juego otra molécula fundamental: el ácido ribonucleico, el famoso ARN. Las moléculas de ARN que participan en la síntesis de proteínas se denomina ARN mensajero (ARNm) precisamente por su rol de llevar la información genética del núcleo celular clave para producir enzimas y proteínas.
Dominar la síntesis de ARN permitirá desarrollar anticuerpos para infecciones, enzimas para combatir enfermedades genéticas, o agentes de crecimiento de tejidos para reparar heridas, entre otros avances formidables. En el caso del SARS-CoV-2 se utilizó ARNm que contiene la información necesaria para sintetizar una proteína exterior del virus, clave para que el virus se enganche a las células respiratorias e infectarlas. Las técnicas para sintetizar ARNm se están desarrollando desde los años 90’, y fueron implementadas recientemente para el desarrollo de vacunas contra la influenza, el zika, la rabia y el citomegalovirus. Sin embargo fue gracias a la pandemia de COVID que estas novedosas vacunas experimentaron su prueba de fuego, demostrando que cumplen con todos los protocolos de bioseguridad. Más de 200 millones de dosis de Pfizer se han suministrado demostrando su efectividad para todas las franjas de edades.
La clave para este éxito, además de lo mencionado más arriba, reside en la nanotecnología utilizada para aplicar la vacuna. Como se dice coloquialmente: lo bueno viene en envase chico, y esto vale también para las vacunas de ARNm. Se utiliza un envoltorio molecular bastante sofisticado para garantizar que las moléculas de ARNm lleguen intactas a las células musculares, para que estas puedan generar las señales que despertarán la respuesta del sistema inmunitario. Esto es absolutamente necesario dado que las moléculas de ARNm son muy inestables y se degradan muy rápidamente en condiciones normales. El envoltorio de nanomateriales garantiza dos aspectos claves: mantener intacto al ARNm y por otro lado facilita el anclaje y asimilación del mismo por parte de las células musculares.
Las ventajas de las vacunas basadas en ARNm son numerosas y de gran interés. Se las considera más seguras que las basadas en virus inactivados o atenuados dado que solo incorpora una pequeña parte de la información genética del virus, incapaz de generar infección. Son además más fáciles de fabricar, y por tanto más baratas de producir, esto facilita su producción en países con menor infraestructura de producción de fármacos. Además de forma muy simple se puede sustituir el material genético de la vacuna para combatir otra cepa o enfermedad. Esto convierte a las vacunas basadas en ARNm en candidatas sólidas para producir vacunas contra virus que hace mucho tiempo estamos esperando, como por ejemplo una vacuna efectiva contra el VIH.
La investigación y desarrollo en nanotecnologías es costosa en recursos y tiempo. Por estas razones las expectativas que había con respecto a la nanotecnología se fueron moderando en los últimos tiempos. La entrada por la puerta grande y en forma masiva de vacunas basadas en nanotecnología viene a renovar las expectativas y la confianza en este sector. Especialmente en lo referido a las aplicaciones médicas de las nanotecnologías, en las que los aspectos de bioseguridad son determinantes para apostar por su desarrollo. De esta forma las nanotecnologías no solo aprueban un examen muy importante, sino que además alumbran con todo esplendor una nueva era, la era de la nanomedicina. De esta forma se espera por el desarrollo de nuevos fármacos, tratamientos y técnicas más efectivas para combatir más y mejor un sinnúmero de enfermedades y patologías. La era de la nanomedicina no ha hecho más que comenzar.
Fuentes:
OMS:
https://www.who.int/es/news-room/feature-stories/detail/the-race-for-a-covid-19-vaccine-explained
CDC: https://espanol.cdc.gov/coronavirus/2019-ncov/vaccines/different-vaccines/mrna.html
The Conversation: https://theconversation.com/por-que-las-vacunas-de-arn-pueden-pararle-los-pies-a-los-virus-157363?utm_source=pocket_mylist
Columnista radial en Radio Sarandí y Radio M24. Integra la Red Latinoamericana de Cultura Científica.
No recibe remuneración o beneficio alguno de laboratorios farmacológicos o similares.
