Las primeras vacunas aprobadas en Europa contra la covid-19 —Pfizer/BioNTech, Moderna, Astrazeneca/U. Oxford y Janssen— utilizan tecnologías relativamente novedosas —las de Pfizer y Moderna son las primeras de su clase—. Son vacunas hechas de ácidos nucleicos, las moléculas ADN o ARN. En esta infografía se explica de modo básico su funcionamiento y diferencias.

Al contrario que las vacunas tradicionales, no contienen ningún microorganismo vivo —ni fragmentos suyos—, por lo que no hay posibilidad de que provoquen la enfermedad que deben prevenir.

Sin embargo, estas nuevas vacunas han despertado otro temor: que el ADN o el ARN que contienen interfiera de alguna manera con el ADN de la persona vacunada. Los expertos son unánimes al afirmar que este riesgo es inexistente. 

ADN, ARN y proteínas

El ADN es la molécula de que están hechos los genes, y los genes albergan la información necesaria para construir las decenas de miles de proteínas distintas que operan en los seres vivos. Los genes de cada individuo humano están contenidos en 23 cromosomas, que en las células de nuestro cuerpo se encuentran en un compartimento especial, el núcleo. 

Para que las células fabriquen proteínas a partir de sus genes, producen una transcripción temporal, el ARNm. Su función (en términos muy básicos) es sacar la información del ADN fuera del núcleo de la célula, y hacer que sea traducida a proteínas. Este proceso de traducción de ARN a proteína ocurre en el medio celular fuera del núcleo, el llamado citoplasma de la célula.

Las moléculas de ADN y ARN se pueden construir químicamente en el laboratorio. Las vacunas ya aprobadas contra la covid-19 son de ARN —las dePfizer/BioNTtech y Moderna— o de ADN —las de AstraZeneca y Janssen—. Contienen copias fabricadas en el laboratorio de parte del ADN o ARN del coronavirus SARS-CoV-2; específicamente de la región que ordena fabricar la proteína S, la que emplea el virus como llave para entrar en las células humanas.

¡Funciona!

Cuando alguien es vacunado sus células empiezan a producir la proteína S del virus. Su sistema inmunitario la detecta, advierte que es extraña y produce defensas contra ella.

Una de las grandes buenas noticias desde el inicio de la pandemia es que esto, en efecto, ocurre. No era en absoluto obvio. Pese a que la idea de hacer vacunas de ácidos nucleicos se planteó ya en los años 90, su desarrollo ha tenido que superar importantes obstáculos. Tanto es así que las vacunas de Pfizer/BioNTech y Moderna son las primeras vacunas de ARN jamás usadas, pero se trata de una tecnología muy estudiada. En las últimas décadas grupos de investigación en todo el mundo han generado abundantes evidencias de que las probabilidades de éxito eran razonables. 

Pero hay más motivos para su uso. Las vacunas de ácidos nucleicos se producen más rápido que las tradicionales, y su formulación es relativamente fácil de adaptar a posibles mutaciones del virus.

También se consideran vacunas seguras y eficaces. Algunas vacunas convencionales, como las de virus enteros muertos o virus debilitados (atenuados), contienen todas las partes del virus. Sin embargo, no todas esas partes son importantes para que una vacuna sea eficaz, y de hecho pueden provocar efectos secundarios no deseados. Además, con los virus debilitados existe un pequeño riesgo de que la vacuna provoque algunos síntomas de la enfermedad.

Tampoco hay riesgo de interacción entre el ADN o ARN de la vacuna y el ADN de la persona que la recibe. 

Grageas de chocolate

Analizamos primero el caso de las vacunas de ARN, compuestas de esta molécula envuelta en una diminuta cápsula de grasa —Margaret Liu, pionera en este tipo de vacunas, las ha comparado con una gragea de chocolate (el ARN) recubierto de azúcar (la grasa)—. Este ARN entra en las células humanas, pero no en su núcleo, donde está el ADN de la persona vacunada. 

Cuando la vacuna es inyectada, los macrófagos —un tipo de célulasdefensivas— próximos al lugar del pinchazo ingieren el ARN envuelto en grasa. La maquinaria celular en el citoplasma de los macrófagos traducirá la información del ARN a proteínas, de forma que ahora estas células pueden producir la proteína S del virus y colocarla en su membrana externa, para exhibirla al exterior. 

Esto “induce en el organismo una respuesta defensiva como la que segeneraría para protegernos de una infección natural del SARS-CoV-2”, explica enla web de la revista New England Journal of Medicine(NEJM) Paul Sax, experto en enfermedades infecciosas del Harvard Medical School.

“Después las enzimas celulares degradan el ARN que ha sido introducido con la vacuna. No interviene en el proceso ningún virus vivo, y ningún material genético entra en el núcleo de la célula humana. Aunque estas son las primeras vacunas de ARN en ser usadas en la clínica, los científicos llevan años trabajando en ellas”, añade Sax.

Virus como un camión de Lego

La vacuna de AstraZeneca es un virus del resfriado del chimpancé, inocuo para las personas, al que se ha añadido el ADN de la proteína S del SARS-CoV-2. En este caso cuando una persona recibe la vacuna este ADN sí entra en el núcleo de sus células, “pero en ningún momento se integra con el ADN humano”, explica Santiago Elena, investigador del CSIC en el Instituto de Biología Integrativa de Sistemas (CSIC-UV).  

“Lo que ocurre cuando el ADN de la vacuna entra en el núcleo es que la maquinaria nuclear lo reconoce y se pone a transcribirlo a ARN”, añade Elena. “Es el mismo proceso de las vacunas de virus atenuados que se usan desde elsiglo XVIII contra la viruela: el virus de la vacuna emplea la maquinaria nuclear para generar el ARN mensajero y, a partir de este, ya en el citoplasma, sus proteínas, pero no interacciona con el ADN humano”. 

En realidad el virus de la vacuna es un conjunto de órdenes genéticas que los investigadores han ensamblado una a una en el laboratorio, sabiendo lo que hace cada una: “El virus está modificado genéticamente, de forma que tiene solo las instrucciones que queremos. Es como si construyeras un camión con Lego: siquieres le pones un remolque con más o menos piezas, si no, dejas solo la cabeza tractora… Nosotros controlamos lo que queremos que haga”, dice Elena.

Al cabo de unos días el ADN de la vacuna se desintegra y elimina de las células, pero el sistema inmunitario humano ya habrá visto la proteína S del coronavirus y estará generando defensas contra ella.

Este artículo está disponible en inglés.