Vacunas con lipo¿qué?

Breve introducción a la tecnología de liposomas



En los últimos dos años, debido a la pandemia originada por la COVID-19, las vacunas han sido un frecuente tema de debate. Diversos laboratorios han desarrollado y fabricado su propia vacuna y, aunque todas ellas se engloben bajo el término “vacuna”, la realidad es que las tecnologías empleadas difieren mucho de unas a otras. En este artículo veremos de forma sencilla la tecnología de liposomas como el vehículo usado por dos de las vacunas más destacadas del momento: Moderna y Pfizer/BioNTech, y que queda ya muy lejos de la primera vacuna desarrollada contra la viruela por E. Jenner en 1796. 

Simplificando, las vacunas sirven para enseñar a nuestro organismo a combatir agentes patógenos. Estos agentes, ya sean bacterias, virus, hongos… tienen en su superficie unas estructuras, llamadas antígenos, que son reconocidas por las defensas de nuestro organismo. Entre estas defensas se encuentran los linfocitos, células inmunes que, una vez se activan, desencadenan una respuesta inmune para eliminar los agentes extraños.

Existen dos grandes tipos de vacunas: las que inoculan directamente el antígeno ya formado, como son las vacunas de patógenos atenuados, muertos o antígenos previamente sintetizados, y las que inoculan el material genético, que permiten a nuestro organismo fabricar y enseñar dicho antígeno a nuestras defensas. Este segundo mecanismo ofrece una ventaja crucial en situaciones de emergencia, ya que son mucho más fáciles y rápidas de sintetizar, lo cual reduce el tiempo de respuesta. Desde que se secuenció el genoma del SARS-CoV-2 hasta que comenzaron los ensayos clínicos pasaron tan solo 66 días, mientras que otras vacunas tardan de media entre 10 y 15 años. 

Las vacunas desarrolladas por Moderna y Pfizer/BioNTech emplean mRNAs como principal componente. Este tipo de RNA contiene la información genética, las instrucciones, que nos permiten fabricar el antígeno de la COVID-19. El mRNA debe entrar al interior de nuestras células para que, mediante un proceso denominado traducción, nuestras células puedan leer la información genética y producir los antígenos que posteriormente se expresan en la superficie de nuestras células y desencadenan la respuesta inmune. Por otro lado, las vacunas desarrolladas por Janssen y AstraZeneca se basan en DNA, otro tipo de información genética. En este caso, este material genético no solo debe entrar al interior de la célula sino que, además, tiene que acceder al núcleo, lugar donde se almacena nuestro propio material genético. Una vez allí, el DNA es leído por proteínas específicas y genera su correspondiente mRNA que, a su vez, es traducido para crear los antígenos.

Las vacunas tienen un inconveniente: el DNA y el mRNA son materiales muy sensibles que son degradados con facilidad por nuestro organismo mediante enzimas denominadas “nucleasas”, presentes en la sangre. Además, debido a las características hidrofílicas del material genético, este no puede entrar por sí solo al interior de la célula, ya que la superficie celular es lipófila. Por todo ello, el material genético debe ir asociado (vehiculizado) con otro elemento que lo proteja y facilite su entrada a la célula. Las vacunas citadas han empleado dos tipos de vehículos: las basadas en DNA emplean estructuras víricas típicas de los adenovirus, como el adenovirus del chimpancé, mientras que las vacunas de mRNA emplean nanopartículas lipídicas (término más genérico en el que se incluyen los liposomas).

Liposomas en las vacunas de Pfizer/BioNTech y Moderna

Los liposomas fueron descubiertos en 1964 por el Dr. Alec D. Bangham y desde entonces se han ido incorporando al desarrollo de medicamentos. Aunque se esté hablando ahora de ellos debido a las vacunas, los primeros medicamentos anticancerígenos basados en esta tecnología fueron aprobados en 1995 por la FDA (Food and Drug Administration) en EEUU.

Las nanopartículas lipídicas tienen forma esférica y están compuestas por una bicapa fosfolipídica, similar a la que envuelve nuestras células. Estas tienen una composición variable y su interior es acuoso. Estas estructuras permiten transportar compuestos hidrófilos en su interior (como es el caso del material genético) y lipófilos en la membrana. Es esta dualidad la que los convierte en una tecnología de gran versatilidad. Actualmente, las empresas farmacéuticas están desarrollando cada vez más formulaciones con nanopartículas lipídicas para vehiculizar los fármacos o sustancias activas. 

Como ya se ha mencionado, las vacunas frente a la COVID-19 basadas en mRNA de Pfizer/BioNTech y Moderna deben introducir una molécula de mRNA con la información para sintetizar el antígeno en las células del organismo. En todo este proceso, los puntos clave son, por un lado, evitar que el mRNA sea degradado por el organismo antes de entrar en la célula y, por otro, conseguir que el mRNA (hidrófilo) atraviese la superficie celular (lipófila). La solución a ambos problemas es el uso de nanopartículas lipídicas. Como el mRNA es hidrófilo, se transporta en el interior del liposoma rodeado por la bicapa lipídica, lo que protege al mRNA de la degradación y permite que llegue hasta las células intacto. Además, el liposoma tiene la misma composición que la superficie celular, lo que le permite fusionarse con esta como medio de entrada, y liberar su contenido al interior celular.


Sin embargo, no todo son ventajas. Uno de los mayores inconvenientes que presentan estas vacunas de mRNA es la temperatura a la que deben almacenarse. La molécula de mRNA es muy sensible a la temperatura y para mantenerse estable debe conservarse en cadena de frío a -70 °C hasta su administración. Este problema no lo tienen las vacunas basadas en DNA ya que esta molécula es mucho más estable y se puede conservar entre 2 – 8 °C.

Debido a las circunstancias sanitarias, la tecnología de nanopartículas lipídicas ha dado un gran salto: desde unos pocos medicamentos comercializados y muchos otros aún en ensayos clínicos a haber sido usada a nivel mundial para combatir una pandemia. Una perfecta desconocida para la mayoría de la población ha pasado a ir en miles de millones de brazos en todo el mundo.

Bibliografía:

Park, J.W., Benz, C.C., y Martin, F. J. (2004). Future directions of liposome- and immunoliposome-based cancer therapeutics. Seminars in Oncology, 31(13), 196-205. DOI: 10.1053/j.seminoncol.2004.08.009

Rodrigues, F. C., Devi, N.G., y Thakur, G. (2021). Role of targeted drug delivery in cancer therapeutics. En Nayak, A. K., Pal, K., Banerjee, I., Maji, S., y Nanda, U. (Eds.) Advances and Challenges in Pharmaceutical Technology, 327-354. Academic Press. DOI: 10.1016/B978-0-12-820043-8.00008-6

Bulbake, U., Doppalapudi, S., Kommineni, N. y Khan, W. (2017). Liposomal Formulations in Clinical Use: An Updated Review. Pharmaceutics, 9(12). DOI: 10.3390/pharmaceutics9020012

Rafiyath, S. M., Rasul, M., Lee, B., Wei, G., Lamba, G. y Liu, D. (2012). Comparison of safety and toxicity of liposomal doxorubicin vs. conventional anthracyclines: a meta-analysis. Experimental hematology & oncology, 1(1), 10. DOI: 10.1186/2162-3619-1-10

Barenholz, Y. (2012). Doxil® — The first FDA-approved nano-drug: Lessons learned. Journal of Controlled Release, 160(2), 117-134. DOI: 10.1016/j.jconrel.2012.03.020

Marasini, N., Ghaffar, K.A, Skwarczynski, M. y Toth, I. (2017). Liposomes as a Vaccine Delivery System. En Skwarczynski, M. y Toth, I. (Eds.) Micro and Nanotechnology in Vaccine Development, 221-239. William Andrew Publishing. DOI: 10.1016/B978-0-323-39981-4.00012-9.

Pilkington, E.H., Suys, E., Trevaskis, N. L., Wheatley, A.K., Zukancic, D., Algarni, A., Al-Wassiti, H., Davis, T.P., Pouton, C. W., Kent, S. J., y Truong, N. P. (2021) From influenza to COVID-19: Lipid nanoparticle mRNA vaccines at the frontiers of infectious diseases. Acta Biomaterialia, 131, 16-40. DOI: 10.1016/j.actbio.2021.06.023

De Soto, J.A. (2021). Evaluation of the Moderna, Pfizer/Biotech, Astrazeneca/Oxford and Sputnik V Vaccines for Covid-19. Advance Research Journal of Medical and Clinical Science, 7(1), 408-414. DOI: 10.15520/arjmcs.v7i01.246

Yong, G., Chanuka, W. y Jamie F. S. (2018). Virus-Like Particle, Liposome, and Polymeric Particle-Based Vaccines against HIV-1. Frontiers in Immunology, 9(345) DOI: 10.3389/fimmu.2018.00345 

Hayley K. Charlton Hume, Linda H.L. Lua. (2017) Platform technologies for modern vaccine manufacturing. En Poland, G.A. (Ed.) 10th Vaccine Congress, 35(35), 4480-4485. DOI: 10.1016/j.vaccine.2017.02.069.https://www.ema.europa.eu/en/medicines/human/EPAR/myocet-liposomal-previously-myocet

Autora:

Alba Sánchez Diego

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