Sobre Las Vacunas Obtenidas Mediante El Trabajo De La Ingenieria Genetica

Sobre Las Vacunas Obtenidas Mediante El Trabajo De La Ingenieria Genetica

Durante muchos años se ha estado tratando de desarrollar vacunas que puedan prevenir las enfermedades infecciosas y eventualmente erradicarlas. En contadas ocasiones se ha tenido éxito, como es el caso de la viruela, que el año recién pasado se dio ya por erradicada. En algunos países, como en Chile, se ha tenido éxito en erradicar la poliomelitis, pero estas son sólo excepciones y las enfermedades infecciosas continúan siendo la principal causa de muerte en el mundo. Parece ser que la ingeniería genética puede aportar una significativa contribución para fabricar vacunas más eficientes, más efectivas y con menos riesgos.

Las vacunas actúan estimulando el sistema inmune del huésped, el que fabrica anticuerpos contra los antígenos que ella aporta. Estos antígenos son macromoléculas que, generalmente, se encuentran en la superficie del agente infectante. La inmunización no es fácil de lograr, porque muchas veces diferentes cepas del mismo agente, tienen antígenos diferentes y la vacuna puede ser efectiva para una cepa y no para la otra y esa nueva cepa a pesar de la vacuna, produce la enfermedad.

En el sistema inmunológico del organismo, existen unas células sanguíneas, llamadas linfocitos T, que cuando detectan un antígeno extraño, inducen a otras células (linfocitos B) a producir anticuerpos que se unen al antígeno de los microorganismos y tratan así de destruirlos alterando su cubierta protectora. Los anticuerpos que producen estas células duran sólo algunas semanas, pero ellas quedan permanentemente programadas para reconocer a ese antígeno y producir anticuerpos frente a una nueva infección antes que los gérmenes logren desarrollares y multiplicarse.

La vacuna no hace otra cosa que introducir al organismo estos gérmenes atenuados o muertos o sólo parte de ellos, de modo que los linfocitos reaccionen, fabriquen anticuerpos y queden programados para su defensa. La mayor parte de las vacunas se fabrican inactivando o matando al germen, pero de eso nunca se puede estar seguro. Existe el peligro de que algunos de estos microorganismos sean aún peligrosos o aunque estando muertos, algunos de sus elementos puedan ser dañinos. Otras veces, algunos de estos microorganismos atenuados, pueden revertirse y hacerse virulentos de nuevo. Así, por ejemplo, la vacuna Sabin contra la poliomelitis, preparada con cepas de virus atenuadas, puede producir poliomelitis en uno de cada tres millones de niños vacunados. La vacuna contra la coqueluche, puede producir daño cerebral en uno de cada 300 mil niños vacunados. Ello podría considerarse como un riesgo calculado, ya que es mucho mayor el beneficio que produce, pero no lo ven así las industrias que producen las vacunas. Por la legislación de muchos países, especialmente EE.UU., esto cuesta millones de dólares por las demandas judiciales lo que ha llevado que muchas empresas dejen a un lado el rubro producción de vacunas.

Recientemente, los laboratorios Wyeth, dejaron de producirlas (junio 1984) y ya en EE.UU. quedan sólo dos empresas que las fabrican, por ejemplo, la vacuna triple (difteria, coqueluche y tétano). El Centro para el Control de Enfermedades Infecciosas de Atlanta (Georgia, EE.UU.), ha predicho que por este hecho, muy próximamente no habrá suficiente abastecimiento de vacunas en Estados Unidos.

Las vacunas convencionales presentan también otros problemas logísticos, especialmente en los países pobres. Ellos requieren de refrigeración para su mantención, y esos países norma]mente no poseen una adecuada red de frío para preservar esas vacunas y fácilmente se inactivan, especialmente en países tropicales.

La ingeniería genética puede eliminar estos riesgos, ya que por esta tecnología se puede aislar y purificar el antígeno de la bacteria o del virus e inyectarlo purificado. En este caso es imposible que se produzca la enfermedad, ya que no se utiliza el gérmen, sino que una determinada proteína de la superficie del agente patógeno. Por otra parte, al estar esos antígenos purificados, desaparece el riesgo de reacciones secundarias. Usar el antígeno aislado, es tan efectivo como usar el microorganismo entero y además, en muchos casos, no se requiere de refrigeración para su mantención.

Vacunas sintéticas

Los conocimientos y los procesos tecnológicos siguen avanzando y se está trabajando en producir vacunas sintéticas. Ellas se basan en el hecho, recién demostrado, que no es necesaria la proteína entera para producir la reacción inmunológica, sino que sólo una parte de ella es la realmente activa. Si se logra conocer cual es la parte activa, que generalmente se trata de un polipéptido de no más de 80 aminoácidos, éste se puede sintetizar, proceso que ya se ha mecanizado por medio de equipos que ya están en el mercado. Ya se ha podido comprobar esto, por lo menos con la hepatitis B y la fiebre aftosa. Los métodos han sido desarrollados independientemente por Richard Lerner del laboratorio Scripps, Louis Chedid, Director del Programa de Vacunas del Instituto Pasteur y Russell Doolittle, Director del Departamento de Química de la Universidad de California.

Para lograr esto, es necesario el siguiente procedimiento: aislar y cristalizar la proteína, calculando densidad electrónica por cristalografía de rayos X y determinar la secuencia aminoacídica, posteriormente, con estos datos, mediante un computador, se puede determinar la estructura tridimensional de la proteína. Con ello se conoce la forma en que la proteína se enrolla sobre sí misma. A partir de esto, se puede estudiar la capacidad antigénica de diversas zonas de la proteína aislada (polipéptidos). Posteriormente, cada trozo se puede sintetizar en el Sintetizador Automático de Polipéptidos.

Pero, según Lerner, no es necesario cristalizar la proteína, porque se trabaja con el DNA, que se corta en trozos por enzimas de restricción y en cada trozo se estudia la secuencia de bases. Desde mediados de 1986, ya está en el mercado la máquina automática que estudia la secuencia de bases en pocas horas. Cuando se conoce la secuencia de bases, es tarea más simple conocer la secuencia de aminoácidos, utilizando el código genético. Esta última información, se pone en el computador, que programa el Sintetizador Automático de Polipéptidos.

Este procedimiento es el que augura más posibilidades en la producción de vacunas, es de menos costo, rápido y fácil de producir. En cada caso es sólo asunto de trabajo rutinario de laboratorio, hasta llegar a conocer cual es en realidad el polipéptido antigénicamente activo. Este polipéptido se mezcla con un adyuvante, para estimular la reacción antigénica al usarse como vacuna. Para ello es fundamental encontrar el coadyuvante apropiado. Se conocen varios, como por ejemplo, la albúmina y la polilisina. Indudablemente pueden existir otros, por lo que es necesario ensayar.

Muy recientemente, en EE.UU., se han comenzado los ensayos en humanos de una vacuna sintética contra la malaria. Es la primera vacuna sintética que ya se está probando en el hombre. Fue desarrollada por Ruth Nussenzwerg, de la Universidad de Nueva York. El esporozoito del Plasmidiun falciporum (parásito causante de la malaria) está envuelto por una capa constituida por una simple proteína y por una secuencia de sólo cuatro aminoácidos que se repiten muchas veces. Por este motivo ha sido fácil sintetizarla. También se está estudiando una vacuna contra la lepra.

Utilización de virus y vacunas múltiples

Tal vez el método más promisorio por su sencillez y seguridad, sea el recientemente descrito por Moss y Paoletti, que utiliza como multiplicador, el virus vacuna. Este virus ya se utilizó en el siglo XVIII para fabricar vacunas contra la viruela, y desde entonces hasta ahora, ha sido estudiado extensamente, y se sabe que es absolutamente inocuo para el hombre. Por otra parte, es increíblemente adaptable y sobrevive en condiciones de sequedad y a altas temperaturas. Por todo ello, es que parece ser el mejor candidato para ser usado en los procesos de manipulación genética. Enzo Paoletti, bioquímico del Departamento de Salud del Estado de Nueva York, cree que es posible manipular su estructura genética por reemplazo de genes de otros virus los cuales al multiplicarse con estos genes agregados en el interior de una célula en cultivo, se producirían nuevos virus. Este virus, además de servir de vacuna contra la viruela, produce inmunidad contra el virus del gen que se agrega, constituyendo así una vacuna doble, perfecta y sin riesgo.

El proceso por el cual se consigue la formación de este nuevo virus, es en primer término, infectando una célula con el virus vacuna (figura 2). Por otra parte se construye un vector que contenga el gen extraño y un trozo de DNA del virus vacuna. Este nuevo vector se introduce por transformación a la célula, previamente infectada. Esto permite que en su interior se produzca una recombinación entre el vector y el DNA del virus vacuna. Luego, utilizando la maquinaria metabólica de la célula, este nuevo virus se multiplica con el nuevo gen extraño. Finalmente, los virus resultantes se recobran del medio de cultivo y ellos pasan a constituir una vacuna (figura 2).

Recientemente, con esta tecnología, Bernard Moss, virólogo del Instituto Nacional de Alergias y Enfermedades Infecciosas (EE.UU.), ha conseguido introducir un gen de la malaria, al virus vacuna. Con el virus resultante han inmunizado animales, logrando la producción de anticuerpos contra la proteína de la malaria codificada por ese gen.

Según Paoletti, el virus vacuna podría aceptar el DNA no sólo de otro virus, sino que DNA de varios virus a la vez, con lo que se conseguiría producir vacunas contra diferentes enfermedades al mismo tiempo, produciendo así vacunas polivalentes.

En 1983, Paoletti y su colega Dennis Pericalli, anunciaron que habían producido tres vacunas, introduciendo genes de la influenza, hepatitis y herpes en diferentes virus vacuna. Con esta vacuna se inmunizaron ratas, que luego fueron expuestas al herpes simple tipo II. Todas las ratas previamente vacunadas sobrevivieron, mientras que todas las no vacunadas, fallecieron de encefalitis.

Posteriormente, los mismos autores, consiguieron introducir en el virus vacuna, cuatro genes de virus diferentes. Ellos creen que en el virus vacuna, hay espacio para introducir un número aún mayor de genes de virus distintos, sin alterar sus condiciones de replicación en la célula infectada. Se tendría entonces así una espectacular metodología para fabricar vacunas múltiples, que inmunizarla contra vanas enfermedades a la vez.

Vacuna contra el embarazo

Hasta ahora las vacunas habían servido para prevenir enfermedades infecciosas, pero ahora se abre un capítulo interesante con el desarrollo de vacunas para espaciar deliberadamente los nacimientos. Uno de los problemas del mundo actual es el explosivo crecimiento de la población mundial, especialmente en los países subdesarrollados. Una de las formas de disminuir esa explosión demográfica, es contar con un anticonceptivo seguro, que se administre una sola vez y que produzca un largo período de esterilidad. Esto es lo que está persiguiendo con esta vacuna en que bastaría una inyección para producir un período de esterilidad, de por lo menos un año.

Vernon Stevens y cols., de la Facultad de Medicina de la Universidad de Ohio (EE.UU.), desarrollaron una vacuna anti gonadotrofina coriónica (hCG), que ya la Organización Mundial de la Salud, está ensayando en Adelaida (Australia) y que de ser exitosa, se utilizará en China y en la India.

Normalmente, las células que rodean el huevo fecundado, producen la hormona gonadotrofina coriónica, que es un polipéptido formando por dos subunidades. Esta hormona estimula al ovario para que produzca progesterona, esteroide que ayuda a mantener el desarrollo del embarazo (figura 3).

La nueva vacuna, es la subunidad B de la gonadotrofina coriónica, unida a una proteína. Al inyectarla en la mujer en edad fértil, su sistema inmune produce anticuerpos contra la gonadotrofina coriónica, los que se unen a las células superficiales del huevo fecundado, impidiendo que éste se implante en el útero. Si a pesar de ello, el huevo todavía produce gonadotrofina coriónica, el anticuerpo se une a él en la sangre, lo que impide que la gonadotrofina coriónica llegue a estimular el ovario para que produzca progesterona (figura 3).

Conclusiones

Las nuevas tecnologías que permiten manipular el DNA, están abriendo una enorme posibilidad en la lucha contra las enfermedades infecciosas del mundo. No cabe duda que estos nuevos conocimientos, podrían en el futuro, prevenir la mayoría de las enfermedades infecciosas de la tierra. Sin embargo, hay problemas de otra naturaleza que hacen difícil este objetivo. Los países desarrollados disponen de los medios y estructuras suficientes coma para llegar a implementar todos estos conocimientos. No sucede lo mismo en el mundo subdesarrollado, que suma dos tercios de la población total: no tienen los medios, ni las estructuras.

El hecho es trágico, porque aún cuando una vacuna costara un dólar, todavía estará lejos de su alcance. Hay que considerar, además, que en una campaña permanente de vacunación, los costos de la vacuna, tal vez sea lo que menos incida, siendo mucho más importantes los costos de las estructuras de salud, que aseguren una eficiencia y cobertura amplia. Una vez más el hombre habría conseguido nuevos conocimientos, pero una vez más es incapaz de implementarlos para que beneficie por igual a toda la humanidad.