Fórmula que extermina virus y otros patógenos

Gilberto Castañeda Hernández

Texto: Efrén Díaz Millán

Asesoría científica: Gilberto Castañeda Hernández y Jaime Ortega López, investigadores del Cinvestav

Las vacunas han tenido un impacto fundamental en la salud de la población, en el desarrollo social y en el auge o desastre económico de las naciones. Sus antecedentes se remontan a aproximadamente hace cuatro mil años en China, donde se empleó la inoculación de la viruela (variolación, usar material de la viruela); posteriormente, la práctica que se extendió por la India, Turquía y África.

Las rudimentarias prácticas de vacunación utilizando la variolación se aplicaban a niños saludables de hasta dos años, durante la primavera u otoño. Se vestía a los infantes con ropa usada por un “varioloso”, se les introducía en las fosas nasales costras secas o pus tomada de pústulas frescas (de enfermos leves) o se rasgaba la piel para frotarla con una tela impregnada con costras virulentas de un año antes.

Con el paso del tiempo la viriolización como una forma de inmunización se extendió por varias partes del mundo y en 1671 durante la pandemia de la peste negra se registró una mención sobre su aplicación en el boletín de una Sociedad científica alemana. Para 1721 Lady Mary Montagu que conoció el método de “virulación” en Turquía lo introdujo en Inglaterra cuando solicitó a Charles Maitland que aplicara el procedimiento a su hija de dos años.

La aplicación de este método provocaba por lo general un caso leve de viruela en el receptor, pero, a largo plazo, el resultado proporcionaba protección contra la enfermedad por el resto de su vida. Lady Mary Montagu recibió muchas críticas por emplear esa práctica. Sin embargo, pronto se instaló en Gran Bretaña y aunque funcionaba relativamente bien, presentaba un riesgo de transmitir la enfermedad a otros individuos.

En 1796 el médico inglés Edward Jenner observó que las personas de las granjas encargadas de ordeñar a las vacas no contraían viruela durante las epidemias. Notó que algunas vacas presentaban pústulas en las ubres y quienes las ordeñaban también, pero solamente en las manos, sin presentar ningún otro signo de la enfermedad. Además, a pesar de estar en contacto con enfermos de viruela que a menudo fallecían, los ordeñadores se mantenían sanos.

Jenner descubrió que las vacas contraían una forma de viruela más benigna (cow pox) limitada a la presencia de pústulas; los ordeñadores se contagiaban de esta forma benigna de la enfermedad y no contraían la mortal viruela humana.

En su investigación, Jenner extrajo líquido de las pústulas de quienes ordeñaban vacas y lo colocó sobre la piel de algunos voluntarios (el primero fue James Phipps de ocho años) con el objetivo de que penetrara su organismo; con este tratamiento las personas ya no enfermaban de viruela, porque quedaban protegidos o inmunizados.

Dado que el líquido que protegía a las personas de la viruela se originaba del contacto con las vacas, se le llamó “vacuna”. Como ocurre con frecuencia, otros médicos y la gente en general creyeron que Jenner estaba loco, pero el éxito de su vacunación fue contundente y pronto se extendió por todo el mundo.

La vacuna de Jenner contenía virus de la viruela de la vaca (cow pox), que producen una enfermedad mucho más leve que la viruela humana. Pero, estructuralmente, el virus de la viruela de la vaca se parece al de la viruela humana, por lo que los anticuerpos que se generan contra el virus de la viruela vacuna también protegen contra la viruela humana.

Un hecho que fortaleció la confianza de la sociedad en las vacunas ocurrió en 1885 cuando Louis Pasteur, químico y bacteriólogo francés, demostró cómo algunas enfermedades se podían evitar infectando a los seres humanos con gérmenes debilitados o atenuados de las mismas.

Los gérmenes atenuados ya no producen una enfermedad grave, pero sí poseen las características estructurales que los gérmenes no atenuados que hacen que el organismo humano genere anticuerpos.

Pasteur utilizó una vacuna para prevenir con éxito la progresión de la rabia en el niño Joseph Meister que había sido mordido por un perro infectado con la enfermedad; aplicó una serie de trece inyecciones, una por día. La vacuna estaba elaborada con tejido nervioso de un conejo y cada aplicación contenía un agente infeccioso menos atenuado. El niño nunca desarrolló el padecimiento y su caso se consideró un éxito.

Jaime Ortega López

Tiempo atrás el francés trabajaba en el desarrollo en laboratorio, por primera vez, de una vacuna contra el cólera aviar, que le permitió establecer las bases de su método y aplicarlo para prevenir la rabia.

El procedimiento causó controversia porque no se había aplicado con éxito en humanos; inyectar a una persona con un agente de la enfermedad, aunque debilitado, era algo poco convencional. Además, Pasteur no tenía formación como médico. 

Otro acontecimiento que consolidó el uso de las vacunas como el método más eficaz de prevenir las enfermedades infecciosas fue el trabajo del científico alemán Robert Koch, quien en 1882 anunció el descubrimiento del agente de la tuberculosis: Mycobacterium tuberculosis, por mucho tiempo llamado bacilo de Koch.

En el siglo XIX era una enfermedad común y mortal, uno de cada siete personas moría por su causa. El trabajo de Koch en el desarrollo de una vacuna para el tratamiento y prevención de esa enfermedad obtuvo Premio Nobel de Medicina en 1905.

Tal vez, la aportación más significativa para conseguir y emplear vacunas contra las enfermedades a nivel global fue el trabajo, paralelo, de Pasteur y Koch, quienes dieron origen a la teoría microbiana, donde demostraron cómo muchos padecimientos tienen un origen microbiano de tipo infeccioso. Es decir, se transmiten de personas enfermas a individuos sanos.

La teoría microbiana rompió con los esquemas imperantes de la época y se fundamentó en la observación experimental e inició el concepto de causalidad. Pasteur trabajó en el gusano de seda y la fermentación del vino, mientras, Koch se concentró en el ántrax y la tuberculosis.

Actualmente una vacuna se considera a toda preparación biológica destinada a generar inmunidad contra alguna enfermedad; son de dos tipos: profilácticas, para prevenir la enfermedad, o terapéuticas cuando se usan en su tratamiento.

Las moléculas que estimulan la inmunidad se les conoce como antígenos, pueden ser una suspensión de microorganismos muertos o atenuados de productos derivados de éstos, como proteínas y polisacáridos, e incluso la secuencia de ADN o ARN que codifican esos antígenos; en su mayoría se aplican mediante inyección o formulaciones orales.

El desarrollo de una vacuna es un proceso largo y costoso, de manera general, se puede dividir en cuatro etapas: búsqueda de antígenos; desarrollo de los procesos de producción de esos antígenos y pruebas en modelos animales (preclínicas); pruebas en humanos (clínicas), y finalmente su producción y licenciamiento para su liberación al público. El proceso implica la conjunción de recursos humanos especializados, una fuerte inversión financiera y un tiempo de desarrollo de 10 a 20 años.

La etapa de pruebas clínicas en humanos tiene tres fases: la primera aplica la vacuna en unos cuantos individuos, a fin de probar la respuesta inmune o posibles efectos secundarios; en la segunda, se administra en un mayor número de personas; en la tercera, se prueba en miles de individuos con el objetivo de demostrar su eficacia y seguridad.

En la búsqueda de antígenos, las técnicas más modernas cuentan con información de la secuencia de los genomas de agentes infecciosos, así como con mejores herramientas bioinformáticas para facilitar su selección.

La biotecnología moderna también ofrece herramientas que ayudan a producirlos en forma recombinante, es decir, generarlos de manera segura en biorreactores usando otros organismos, diferentes a los patógenos, como bacterias, levaduras, células de insecto o incluso humanos.

Estas medidas hacen que las vacunas sean los productos biológicos más seguros y probados antes de su autorización. Además, a partir de su liberación para su uso en la población, se continúa con un monitoreo constante con el objetivo de corroborar su eficacia y descartar cualquier efecto secundario.

Para atender la emergencia de salud que ha provocado la pandemia de covid-19 los tiempos para generar una vacuna contra la infección del SARS-CoV-2 se han acortado debido a varios factores: conocimiento previo del SARS 1; los avances tecnológicos en: secuenciación para conocer el genoma del virus, bioinformática para identificar los antígenos y la biotecnología para su producción; realización de las fases clínicas uno y dos de manera paralela, y apoyo financiero suficiente.