La carrera para encontrar una vacuna segura y eficaz para la COVID-19 (enfermedad por coronavirus 2019) no tiene precedentes en la historia médica moderna. Desde la pandemia del SIDA, si en las décadas de 1980 y 1990, los científicos, los gobiernos y las empresas no se han unido en un esfuerzo coordinado para compartir conocimientos y recursos que algún día puedan conducir al desarrollo de una vacuna totalmente protectora.

Al igual que con la pandemia del SIDA, los científicos tienen mucho que aprender sobre el virus.

Pero hay esperanza. A diciembre de 2020, había no menos de 233 vacunas candidatas en desarrollo activo en América del Norte, Europa y Asia. con el objetivo de llevar al menos uno completamente al mercado para 2021.

El 11 de diciembre, la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA, por sus siglas en inglés) otorgó la autorización de uso de emergencia para una candidata a vacuna COVID-19 desarrollada conjuntamente por Pfizer y BioNTech. Este uso de emergencia está aprobado para personas mayores de 16 años. Otra vacuna candidata COVID-19 de Moderna recibió autorización de uso de emergencia el 18 de diciembre. Ambas vacunas son nuevas vacunas de ARN mensajero (ARNm) que llevan instrucciones genéticas para que nuestras células inmunitarias formen parte de una proteína que desencadena una respuesta inmunitaria a la COVID-19.

Por qué esto es importante

Por desalentadores que parezcan los desafíos, una vacuna sigue siendo la forma más efectiva de prevenir los bloqueos globales y las medidas de distanciamiento social que definieron la primera pandemia de COVID-19.

 

Metas y Desafíos

Para que una vacuna se considere viable, debe ser segura, económica, estable, fácil de fabricar a escala de producción y fácil de administrar a la mayor cantidad posible de los 7.800 millones de personas que viven en el planeta.

Al mismo tiempo, si se quiere que una vacuna ponga fin a la pandemia, deberá tener un alto nivel de eficacia, incluso superior al de la vacuna contra la gripe. Cualquier cosa menos que esto puede atenuar la propagación de infecciones, pero no detenerlas.

Solo el 6% de las vacunas en desarrollo pasan de la investigación preclínica al lanzamiento al mercado.

Eficacia de la vacuna

Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), para que una vacuna erradique por completo la COVID-19, debe tener una eficacia no inferior al 70 % en la población y proporcionar una protección sostenida durante al menos un año. En este nivel, el virus sería menos capaz de mutar a medida que pasa de persona a persona y más probable que generara inmunidad colectiva (en la que grandes sectores de la población desarrollan resistencia inmunológica al virus).

Estos puntos de referencia son increíblemente ambiciosos, pero no imposibles.

Con una eficacia del 60 %, la OMS sostiene que aún se producirían brotes y que la inmunidad colectiva no se desarrollaría con la agresividad suficiente para poner fin a la pandemia.

Una vacuna contra la COVID-19 con una eficacia del 50 %, si bien es beneficiosa para las personas de alto riesgo, no evitaría los brotes ni reduciría la tensión en los sistemas de atención médica de primera línea en caso de que se produjera un brote.

La eficacia de la vacuna contra la influenza, por ejemplo, fue inferior al 45 % durante la temporada de influenza 2019-2020, según los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC). Algunos de los componentes individuales de la vacuna tuvieron solo un 37% de efectividad.

Vacunas de ARNm para COVID-19

Pfizer anunció el 18 de noviembre que su ensayo de fase III de vacuna demostró una efectividad del 95% contra COVID-19. Moderna anunció el 30 de noviembre que su ensayo de fase III de la vacuna mostró una efectividad del 94 % contra el COVID-19 en general y también una efectividad del 100 % contra la enfermedad grave. La revisión por pares aún está pendiente para estos ensayos.

Las autoridades sanitarias pueden aprobar una vacuna con una eficacia inferior a la óptima si los beneficios (particularmente para los ancianos y los pobres) superan los riesgos.

 

Costo

Una vacuna no puede considerarse viable si no es asequible.

A diferencia de la vacuna contra la gripe, que se produce en masa inyectando huevos de gallina con el virus, ni el COVID-19 ni ninguno de sus primos coronavirus (como el SARS y el MERS) se pueden reproducir en huevos. Por lo tanto, se necesita una tecnología de producción completamente nueva para igualar el volumen de producción de la vacuna anual contra la influenza, de la cual se suministran más de 190 millones de dosis en los EE. UU. cada año.

Las nuevas vacunas genéticas, incluidas las vacunas candidatas de Pfizer-BioNTech y Moderna, se desarrollan en tubos de ensayo o tanques. No es necesario que se cultiven en óvulos o células, lo que ahorra tiempo y costos en el desarrollo. Aunque esta es la primera vez que se producirán en masa, por lo que aún se desconocen los costos totales y la logística.

EE. UU. tiene contratos para comprar dosis de vacunas candidatas de ARNm de Pfizer-BioNTech y Moderna, pero los costos y la accesibilidad de estas vacunas y otras en muchos países del mundo aún no se han determinado.

El gobierno de EE. UU. tiene un contrato con Pfizer y BioNTech para un pedido inicial de 100 millones de dosis por $1,950 millones y los derechos para adquirir hasta 500 millones de dosis adicionales. Quienes reciben la vacuna la obtienen gratis. La vacuna también recibió autorización de uso de emergencia en el Reino Unido, Bahrein, Arabia Saudita, Canadá y México.

El gobierno federal tiene un contrato de $1,500 millones con Moderna por 100 millones de dosis de la vacuna y la opción de adquirir 400 millones de dosis adicionales (ya solicitó 100 millones adicionales). También ayudó a financiar su desarrollo con un contrato de $955 millones, elevando el total inicial a $2,480 millones. Si recibe una autorización de emergencia, también se le dará a las personas en los EE. UU. de forma gratuita.

Distribución

Una vez que se desarrollan las vacunas contra la COVID-19, el próximo desafío es distribuirlas de manera justa, en particular si la capacidad de producción es limitada. Esto requiere una extensa investigación epidemiológica para determinar qué poblaciones corren mayor riesgo de enfermedad y muerte.

Para eludir estas preocupaciones, algunos expertos recomendaron que la financiación se dirija a modelos de vacunas probados y verdaderos que tienen más probabilidades de ser escalables en lugar de experimentales que pueden requerir miles de millones de dólares en inversión estructural antes de que la primera asignación de vacunas esté siquiera disponible. producido.

Sin embargo, se realizaron importantes inversiones en vacunas experimentales, incluso si plantean desafíos para la distribución masiva, incluidos los costos potenciales y los requisitos de temperatura ultrafría para la vacuna Pfizer-BioNTech que necesitan congeladores especializados.

Pfizer y BioNTech proyectan una producción global de hasta 50 millones de dosis en 2020 y hasta 1.300 millones de dosis para fines de 2021. Moderna proyecta una producción de aproximadamente 20 millones de dosis listas para enviarse en los EE. UU. para fines de 2020 y una producción global de 500 millones a mil millones de dosis en 2021.

Dilemas éticos

El seguimiento rápido de una vacuna minimiza algunos de los controles y equilibrios diseñados para mantener a las personas seguras. Esto no significa que hacerlo sea imposible. Simplemente exige una mayor supervisión por parte de organismos reguladores como la OMS, los Institutos Nacionales de Salud (NIH), la Agencia Europea de Medicamentos (EMA) y la Administración de Alimentos y Medicamentos de China (CFDA), entre otros, para garantizar que la investigación se realice de manera segura. y éticamente.

Incluso con una mayor supervisión regulatoria, la carrera para producir una vacuna lista para el mercado dentro de dos años ha generado preocupación entre los especialistas en ética que argumentan que no se puede desarrollar una vacuna rápidamente. y sin peligro.

Los «estudios de desafío», por ejemplo, implican el reclutamiento de adultos jóvenes sanos y no infectados previamente que están directamente expuestos a COVID-19 después de someterse a la vacunación con la vacuna candidata. Si una vacuna de desafío resulta segura y eficaz en este grupo de bajo riesgo, el siguiente paso sería reclutar adultos de mayor riesgo en un ensayo doble ciego tradicional. Si bien desafíos como este se usan con enfermedades menos mortales, como la gripe, exponer deliberadamente a las personas al COVID-19 es considerablemente más riesgoso.

A medida que la investigación de COVID-19 pasa de los estudios preclínicos a los ensayos en humanos más grandes, dilemas como estos presionarán a los reguladores para que decidan qué riesgos en esta nueva frontera son «aceptables» y cuáles no.

 

Donde empezar

Los científicos no comienzan desde cero cuando desarrollan sus modelos de vacunas contra el COVID-19 (llamadas plataformas). No solo existen vacunas eficaces basadas en virus relacionados, sino también experimentales que han demostrado una protección parcial frente a coronavirus como el MERS y el SARS.

COVID-19 pertenece a un gran grupo de virus llamados virus de ARN que incluyen Ébola, hepatitis C, VIH, influenza, sarampión, rabia y una serie de otras enfermedades infecciosas. Estos son más desglosado en:

  • Virus de ARN del grupo IV: Estos incluyen coronavirus, virus de la hepatitis, flavivirus (asociados con la fiebre amarilla y la fiebre del Nilo Occidental), poliovirus y rinovirus (uno de varios virus del resfriado común
  • Coronaviridae: una familia de virus de ARN del Grupo IV que incluye cuatro cepas de coronavirus vinculadas al resfriado común y tres que causan enfermedades respiratorias graves (MERS, SARS y COVID-19)

La información de estos virus, por escasa que sea, puede proporcionar a los investigadores la evidencia necesaria para construir y probar sus plataformas. Incluso si una plataforma falla, puede orientar a los investigadores en la dirección de otras más viables.

Incluso entre los muchos virus de ARN del Grupo IV, solo se han desarrollado unas pocas vacunas (poliomielitis, rubéola, hepatitis A, hepatitis B) desde la primera vacuna contra la fiebre amarilla en 1937. Hasta el momento, no hay vacunas para coronavirus que estén completamente aprobadas y autorizadas en los Estados Unidos.

 

Modelos para el desarrollo de vacunas

La carrera para encontrar una vacuna efectiva contra el COVID-19 está coordinada en gran parte por la OMS y socios globales como la recientemente formada Coalición para Innovaciones en Preparación para Epidemias (CEPI). El papel de estas organizaciones es supervisar el panorama de la investigación para que los recursos puedan dirigirse a los candidatos más prometedores.

CEPI describió las diversas plataformas disponibles para que COVID-19 se desarrolle. Algunos son modelos actualizados basados ​​en las vacunas contra la poliomielitis de Salk y Sabin de las décadas de 1950 y 1960. Otras son vacunas de próxima generación que se basan en la ingeniería genética o en nuevos sistemas de administración (llamados vectores) para atacar las células respiratorias.

Clasificaciones CEPI para plataformas de vacunas COVID-19
Plataforma Descripción Vacunas desarrolladas
Vacunas vivas atenuadas Vacunas de primera generación que utilizan una forma debilitada de un virus vivo para estimular una respuesta inmunitaria sarampión, rubéola, fiebre amarilla
Vacunas de virus inactivados Vacunas de primera generación que utilizan un virus muerto en lugar de uno vivo para estimular la inmunidad. Si bien son efectivas, tienden a ser menos robustas y duraderas que las vacunas vivas atenuadas. hepatitis A, gripe, poliomielitis, rabia.
recombinante
vacunas proteicas
Vacunas de segunda generación que insertan ADN de la superficie de un virus (llamado antígeno) en una levadura o bacteria para convertirla en una fábrica productora de antígenos. Luego, los antígenos purificados se inyectan en el cuerpo para desencadenar una respuesta inmunitaria. hepatitis B, rabia
Vacunas de partículas similares a virus Vacunas de tercera generación que clonan las proteínas estructurales de un virus pero sin su material genético. Cuando se inyecta en el cuerpo, el virus quimérico («falso») desencadenará una respuesta inmunitaria sin causar enfermedad. hepatitis B, VPH
vacunas peptídicas Vacunas experimentales, también conocidas como vacunas sintéticas, que utilizan antígenos creados en el laboratorio a partir de agentes químicos en su mayoría sintéticos ninguno
vacunas de ADN Vacunas experimentales que introducen directamente ADN viral en el cuerpo en una molécula modificada genéticamente (llamada plásmido). En teoría, la combinación de ADN viral y plásmido codificado puede generar una respuesta inmunitaria más potente. ninguno
vacunas de ARN Vacunas experimentales que utilizan ARN mensajero (ARNm) para estimular la producción de un antígeno específico de la enfermedad. El papel del ARNm es decirle al ADN cómo construir proteínas. Al introducir ARNm viral en el cuerpo, la vacuna puede desencadenar la producción de antígenos en cantidades lo suficientemente grandes como para estimular una respuesta inmunitaria. ninguno; Candidato COVID-19 autorizado para uso de emergencia
Vacunas de vectores virales no replicantes Vacunas experimentales que usan un virus vivo debilitado químicamente para transportar un candidato a vacuna, como una vacuna recombinante o una vacuna de ADN, directamente a las células. Los vectores como los adenovirus (un virus del resfriado común) pueden unirse a células específicas y depositar en ellas los materiales genéticos codificados. ninguno
Replicación de vacunas de vectores virales Vacunas experimentales que pueden dividirse y crecer en número mientras están en el cuerpo, lo que las convierte en un medio mucho más eficiente de administración de vacunas. Los virus debilitados del sarampión y los virus de la estomatitis vesicular (que afectan principalmente a las vacas) son vectores comúnmente explorados en la investigación. ninguno
Otras vacunas Entre estas se encuentran las vacunas existentes que pueden brindar protección contra COVID-19 o aumentar la eficacia de una o más vacunas cuando se usan en combinación. Virus Chinkungunya, Ébola, hepatitis A, hepatitis C, virus Lassa, malaria, viruela, virus del Nilo Occidental, virus Zika

Hay ventajas y desventajas para cada una de las plataformas propuestas. Algunos de los tipos de vacunas se fabrican fácilmente a escala de producción, pero su respuesta es más generalizada (y, por lo tanto, es menos probable que alcancen las tasas de eficacia necesarias para poner fin a la pandemia). Otros modelos más nuevos pueden provocar una respuesta más fuerte, pero se sabe poco sobre el costo de la vacuna o si se puede producir a escala mundial.

De las 10 plataformas de vacunas descritas por CEPI, cinco nunca han producido una vacuna viable en humanos. Aun así, algunos (como la plataforma de vacunas de ADN) han creado vacunas efectivas para animales.

 

Proceso de desarrollo de vacunas

Incluso si se reducen las etapas de desarrollo de la vacuna, el proceso mediante el cual se aprueban las vacunas contra la COVID-19 seguirá siendo más o menos el mismo. Las etapas se pueden desglosar de la siguiente manera:

  • Etapa preclínica
  • Desarrollo clínico
  • Revisión y aprobación regulatoria
  • Fabricación
  • Control de calidad

La etapa preclínica es el período durante el cual los investigadores recopilan datos de viabilidad y seguridad, junto con evidencia de estudios previos, para enviarlos a los reguladores gubernamentales para la aprobación de las pruebas. En los Estados Unidos, la FDA supervisa este proceso. Otros países o regiones tienen sus propios organismos reguladores.

El desarrollo clínico es la etapa durante la cual se lleva a cabo la investigación real en humanos. Hay cuatro fases:

  • Fase I tiene como objetivo encontrar la mejor dosis con la menor cantidad de efectos secundarios. La vacuna se probará en un pequeño grupo de menos de 100 participantes. Alrededor del 70% de las vacunas superan esta etapa inicial.
  • Fase II amplía las pruebas a varios cientos de participantes en función de la dosis considerada segura. El desglose de los participantes coincidirá con la demografía general de las personas en riesgo de COVID-19. Aproximadamente un tercio de los candidatos de la Fase II llegarán a la Fase III.
  • Fase III involucra a miles de participantes en múltiples sitios que son seleccionados al azar para recibir la vacuna real o un placebo. Estos estudios suelen ser doble ciego para que ni los investigadores ni los participantes sepan qué vacuna se administra. Esta es la etapa donde fallan la mayoría de las vacunas.
  • Fase IV se lleva a cabo después de que se haya aprobado la vacuna y continúa durante varios años para evaluar la eficacia y seguridad de la vacuna en el mundo real. Esta fase también se conoce como «vigilancia posterior a la comercialización».

Momento

Tan sencillo como es el proceso, hay varias cosas más allá del fracaso de la vacuna que pueden agregar meses o años al proceso. Entre ellos está el tiempo. Aunque lo ideal es que una vacuna candidata se pruebe durante un brote activo, puede ser difícil saber dónde o cuándo podría ocurrir.

Incluso en áreas muy afectadas como la ciudad de Nueva York y Wuhan, China, donde parece inminente un nuevo brote, los funcionarios de salud pública pueden intervenir para prevenir enfermedades con medidas como exigir a las personas que se autoaíslen nuevamente. Esto es importante para mantener a las personas sanas, pero puede extender los ensayos de vacunas durante toda una temporada o un año.

 

Candidatos a vacunas en proyecto

A diciembre de 2020, 56 vacunas candidatas están aprobadas para investigación clínica, mientras que más de 165 se encuentran en etapas preclínicas en espera de la aprobación regulatoria.

De las plataformas aprobadas para las pruebas, las vacunas inactivadas se encuentran entre las más comunes. Esto incluye subunidades de proteínas, que usan antígenos (componentes que mejor estimulan el sistema inmunitario) en lugar del virus completo, y vacunas inactivadas de células completas, algunas de las cuales usan agentes «potenciadores» como el aluminio para aumentar la respuesta de los anticuerpos.

Las vacunas de ARN y ADN también están bien representadas, al igual que las vacunas vectorizadas que utilizan virus del resfriado desactivados para llevar los agentes de la vacuna directamente a las células.

Las plataformas adicionales incluyen partículas similares a virus, vacunas vectorizadas combinadas con células presentadoras de antígenos y una vacuna viva atenuada que usa una forma viva debilitada de COVID-19 para estimular una respuesta inmune.

Primeros candidatos a vacuna contra la COVID-19
Vacuna Categoría Fase Descripción
AZD1222/ChAdOx1-S
(Unido Reino)
Vector viral no replicante tercero Una versión debilitada y no infecciosa de un virus del resfriado común (adenovirus) en el que se han incorporado proteínas de superficie de COVID-19
Vector de adenovirus tipo 5
(Porcelana)
Vector viral no replicante tercero Un vector de adenovirus debilitado, utilizado anteriormente para la investigación de la vacuna contra el ébola, al que se ha incorporado una vacuna de proteína recombinante.
Vector de adenovirus serotipo 26 (Ad26)
(Estados Unidos)
Vector viral sin replicación tercero Un vector de adenovirus debilitado en el que se han incorporado proteínas de superficie de COVID-19 (proteínas de pico).
BNT162b2
(Estados Unidos)
vacuna de ARN Autorización de uso de emergencia Una vacuna experimental de ARNm encapsulada en nanoproteínas lipídicas que tiene como objetivo evitar que el COVID-19 se una a las células
ARNm-1273
(Estados Unidos)
vacuna de ARN Autorización de uso de emergencia Una vacuna experimental de ARNm encapsulada en nanoproteínas lipídicas que tiene como objetivo evitar que el COVID-19 se una a las células
COVID-19 inactivado
(Porcelana)
Vacuna viral inactivada tercero Una de las tres vacunas candidatas inactivadas contra el COVID-19 de China
COVID-19 inactivado
(Porcelana)
Vacuna viral inactivada tercero Segunda de tres vacunas candidatas inactivadas contra el COVID-19 de China
COVID-19 inactivado más alumbre
(Porcelana)
Vacuna viral inactivada yo/yo Una vacuna inactivada que contiene sales de aluminio que ralentiza la liberación del antígeno desencadenante inmunitario (aumentando la duración de la vacuna) e irrita levemente el sistema inmunitario (amplificando la respuesta inmunitaria)
NVX-CoV2373
(Estados Unidos)
Vacuna de partículas similares a virus (subunidad de proteína) tercero Modelo de vacuna, aplicado anteriormente para la investigación de la vacuna contra el ébola, que tiene como objetivo evitar la unión de COVID-19 a las células respiratorias y utiliza un adyuvante patentado llamado Matrix M que se dice que aumenta el efecto inmunológico.
COVID-19 inactivado
(Porcelana)
Vacuna de virus inactivado yo/yo Tercera de tres vacunas candidatas inactivadas contra el COVID-19 de China
INO-4800
(Estados Unidos)
vacuna de ADN II/III Vacuna de ADN experimental que se carga eléctricamente antes de la inyección, cuya carga abre brevemente las membranas celulares para que la vacuna se pueda administrar de manera más efectiva

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