¿Es posible domesticar virus para que luchen contra la COVID-19?
Foto: Viktor Forgacs| Unsplash

Futuro

¿Es posible domesticar virus para que luchen contra la COVID-19?

A lo largo de miles de años, el ser humano ha domesticado diferentes especies de todo tipo para usarlas en su provecho. ¿Sería posible también domesticar virus en la lucha frente la COVID-19?

por Jose M Jimenez Guardeño y Ana María Ortega-Prieto

A lo largo de miles de años el ser humano ha domesticado especies de todo tipo para obtener beneficios y usarlas en su provecho. Por ello, no es de extrañar que en plena pandemia del coronavirus los científicos estén usando estrategias que utilizan virus domesticados en la lucha frente la COVID-19.

Puede sonar a ciencia ficción, pero esta es la estrategia que se está llevando a cabo en el desarrollo de vacunas como la de Oxford/Astrazeneca, la rusa Sputnik V y la de Janssen/Johnson & Johnson.

¿Cómo funciona una vacuna?

Las vacunas se basan en introducir alguna parte del virus en nuestro cuerpo para que nuestro sistema inmune lo reconozca como extraño y genere una respuesta que nos proteja frente a futuras infecciones.

En el caso del SARS-CoV-2, el objetivo de muchas de las vacunas es introducir en nuestro organismo la proteína de la espícula o proteína S del virus porque se ha descrito que es la que produce una mejor respuesta inmune. Hay varias formas de introducir esta proteína S en nuestro cuerpo, entre ellas:

  1. Introducir ADN que dará lugar a ARN mensajero y posteriormente la proteína S.
  2. Introducir ARN mensajero que contiene las instrucciones para fabricar la proteína S directamente. Esta es la estrategia innovadora que utilizan las vacunas de Pfizer y Moderna.
  3. Introducir la proteína directamente.

¿Cómo podemos usar los virus en nuestro favor?

Una de las formas de introducir ADN en nuestras células con la información necesaria para producir la proteína S es usar otros virus como transporte. Esto es lo que conoce como «vector viral». Un vector viral es un virus modificado que hace de vehículo para introducir material genético «de fuera» en el núcleo de una célula y expresar cualquier cosa que queramos. Una especie de caballo de Troya viral.

En el caso de las vacunas de Oxford/Astrazeneca, la rusa Sputnik V y la de Jannsen/Johnson & Johnson, el caballo de Troya que se utiliza como vector viral está basado en un grupo de virus conocido como adenovirus. Es posible que no nos suene el nombre, pero la mayoría de nosotros nos hemos infectado alguna vez con algún adenovirus, principalmente en la niñez.

Los adenovirus son un grupo muy contagioso de virus que pueden causar infecciones en seres humanos y otros animales, incluyendo infecciones en las vías respiratorias, gastroenteritis y conjuntivitis. Entonces, ¿no sería peligroso usar un virus tan contagioso para infectar nuestras células? La respuesta es que no, porque lo primero que se hace antes de empezar nada es domesticar al virus.

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Réplica del caballo de Troya utilizado en la película ‘Troya’. Wikimedia Commons/Adam Jones, CC BY

¿Cómo se puede domesticar un virus?

Para poder usar un virus como vector es necesario modificarlo para que no pueda producir enfermedad cuando se inocula en un persona. Para ello, los científicos eliminan en el laboratorio las partes del genoma del virus implicadas en su replicación y, si es necesario, también los genes implicados en su virulencia. En su lugar, los científicos pueden introducir la información genética de lo que sea que quieren expresar (por ejemplo, la proteína S del coronavirus). Por lo tanto, como resultado final tendremos a un virus que entrará en las células, expresará lo que queramos y desaparecerá, porque no puede multiplicarse.

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La ‘domesticación’ de otros organismos ha sido fundamental para el ser humano desde los comienzos de la civilización. Wikimedia Commons/Maler der Grabkammer des Menna, CC BY

¿Qué desventaja tienen estos vectores virales?

El principal problema que tiene el uso de vectores virales como vacuna, sobre todo en virus que requieren dos dosis como la de la COVID-19, es que nuestro cuerpo puede tener inmunidad preexistente o generar inmunidad frente al virus que se utiliza como vector. No olvidemos que, en el caso de los adenovirus, la mayoría hemos estado infectados previamente.

Este es un problema que se puede intentar solucionar de diferentes formas. Veamos las diferentes estrategias que han llevado a cabo las tres vacunas más famosas que utilizan adenovirus como vectores virales:

1. La vacuna de Oxford/Astrazeneca

Para solventar el problema de una posible inmunidad preexistente, la vacuna de Oxford/Astrazeneca utiliza un adenovirus modificado de chimpancés del que no tenemos inmunidad previa. Esto está bien para evitar el problema con la primera dosis, pero puede afectar a la eficacia de la segunda dosis. Esto ocurre porque al inocularnos la primera dosis nuestro organismo nunca ha estado expuesto al adenovirus de chimpancé, por lo que el virus entrará muy fácilmente en las células y expresará la proteína S.

Sin embargo, al inocular la segunda dosis semanas después, nuestro cuerpo ya estará preparado y protegido frente a ese adenovirus de chimpancé y nuestro sistema inmune podría eliminar el adenovirus antes de que pueda incluso entrar en las células.

Esta es una de las posibles razones por las que se piensa que utilizar una menor cantidad de vacuna en la primera dosis de la vacuna de Oxford/Astrazeneca parece ser más efectivo que utilizar dos dosis iguales. Lamentablemente, los ensayos utilizando dosis distintas no estaban completos y al final se llevará a cabo la inmunización con dos dosis iguales.

2. La vacuna rusa Sputnik V

Los desarrolladores de la vacuna rusa Sputnik V han seguido una estrategia diferente. En este caso usan dos adenovirus que sí infectan a humanos, pero para evitar que tengamos inmunidad previa utilizan variantes que no son muy comunes en la población.

Por otro lado, para evitar que la segunda dosis sea menos efectiva utilizan dos adenovirus distintos por lo que la inmunidad generada frente al adenovirus en la primera dosis no afectaría al adenovirus usado en la segunda.

3. La vacuna de Jannsen/Johnson & Johnson

Por su parte, la vacuna de Jannsen/Johnson & Johnson también utiliza un adenovirus humano para expresar la proteína S. En este caso de momento se ha visto que una sola dosis ya protege en modelos animales, por lo que en principio sería una vacuna con una dosis única. Por otro lado, la farmacéutica ha empezado un ensayo complementario para ver el efecto de usar dos dosis.

En resumen, el uso de adenovirus domesticados como vectores virales en el desarrollo de vacunas es una estrategia interesante que ya se está utilizando en vacunas como la del ébola. Sin embargo, uno de los mayores desafíos que presenta es evitar que el sistema inmune ataque al vector antes de que pueda infectar.The Conversation


Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. Lea el original.

The Conversation

Jose M Jimenez Guardeño y Ana María Ortega-Prieto

Jose M Jimenez Guardeño es investigador en el Departamento de Enfermedades Infecciosas del King's College London y Ana María Ortega-Prieto es investigadora posdoctoral asociada en la misma institución