El Premio Nobel de Medicina 2023 ha sido otorgado a la doctora Katalin Karikó y al doctor Drew  Weissman por sus descubrimientos de las modificaciones de las bases de nucleósidos, claves para el desarrollo de las vacunas de ARNm surgidas durante la pandemia de la COVID-19. ¿Qué son las vacunas de ARNm? 

Comencemos por entender cómo funcionan las vacunas. De manera muy sencilla, lo que se pretende es “entrenar” a nuestro sistema inmunitario para que aprenda a reconocer potenciales patógenos para que así “organice” una respuesta rápida en caso de que dicha amenaza aparezca en una ocasión futura. Esta respuesta tiene como objetivo frenar el desarrollo del patógeno para evitar que se llegue a desarrollar la enfermedad. La mayoría de vacunas tradicionales utiliza o bien el germen atenuado o desactivado, o algunas partes de este. El problema surge en que la preparación a gran escala es compleja y larga, y la adaptación a nuevas amenazas es lenta y costosa. Sin embargo, en 2020 aparecieron unas nuevas vacunas, las basadas en ARNm (ARN mensajero) que si bien no era una idea nueva en el ámbito científico, no era algo común para el público en general. 

¿Qué es el ARNm? Todos hemos oído hablar en algún momento del famoso ácido desoxirribonucleico o ADN, biomolécula presente en todos los organismos vivos y algunos virus, que contiene toda la información genética del individuo en el que se encuentra. Sin embargo, para que esta información pueda llevar a la producción de las proteínas que necesita el organismo, el ADN necesita la “ayuda” de biomoléculas intermedias que transmitan la información hasta conseguir el objetivo final. Aquí es cuando aparece el ARNm, una biomolécula encargada de “copiar” la información del ADN que debe traducirse y llevarla hasta los ribosomas (orgánulos responsables de la síntesis de proteínas).  

La idea fundamental de las vacunas de ARNm es conseguir que, en lugar de introducir en el cuerpo el patógeno que se quiere aprender a reconocer, se introduzcan fragmentos de ARNm y sea el propio cuerpo el que sintetice alguna proteína de dicho patógeno. Estas proteínas son inofensivas en las células, pero permiten activar el sistema inmunitario al ser reconocidas como exógenas, induciendo la respuesta rápida deseada, pero sin exponer al cuerpo a la amenaza. El problema es que el ARNm preparado en el laboratorio es rápidamente reconocido y degradado en el cuerpo, lo que dificulta que pueda llegar a cumplir su función. Aquí es donde los doctores Karikó y Weissman marcaron un hito en la ciencia que ha sido reconocido con el premio científico más importante del mundo. Ellos centraron sus esfuerzos en investigar cómo reducir este reconocimiento del ARNm haciendo pequeñas modificaciones químicas en su estructura. Así, fueron haciendo pruebas con distintas bases modificadas químicamente y monitoreando la respuesta de células dendríticas (células que forman parte del sistema inmunitario) hasta que consiguieron que el ARNm que introducían “pasara desapercibido”. Este hito lo lograron al cambiar una de las bases típicas encontradas en el ARN, la uridina, por la pseudouridina, otra base muy similar químicamente pero con pequeñas variaciones en las posiciones de un carbono, un nitrógeno y un doble enlace. 

Este importante descubrimiento se ha unido con el desarrollo de las nanopartículas liposomales o nanoliposomas, nanocápsulas formadas por fosfolípidos, colesterol y polietilenglicol, que en su interior pueden contener diversos tipos de moléculas, incluido ARNm. Así, en la combinación del ARNm con la pseudouridina y el uso de nanoliposomas como vehículo, se han podido desarrollar algunas de las vacunas más eficaces en la reciente pandemia mundial (Moderna y Pfizer&BioNTech). 

Uno de los grandes logros de esta tecnología es que permite desarrollar vacunas a mucha mayor  velocidad que las tradicionales, ya que la producción de ARNm a gran escala es más rápida que algunos de los vectores tradicionales (por ejemplo, virus inactivados), al igual que la preparación de nanoliposomas. Además, puede adaptarse rápidamente a mutaciones de los virus o distintas enfermedades, ya que la única modificación necesaria consiste en el cambio de la secuencia de ARNm sintetizado. El mayor inconveniente que presenta este tipo de vacunas es que requiere de bajas temperaturas para su conservación y transporte, lo que dificulta la logística, sobre todo, en países con bajos recursos. 

Referencias 

1. https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2023/press-release/ 

2. Dolgin, E. (2021). The tangled history of mRNA vaccines. Nature, 597(7876), 318-324.

3. https://cen.acs.org/pharmaceuticals/vaccines/Periodic-Graphics-RNA-vaccines made/99/i1