7.24A: Vacunas Genéticamente Genéticamente

La ingeniería genética puede ser utilizada para fabricar nuevas vacunas.

Objetivos de aprendizaje

• Evaluar vacunas genéticamente modificadas

Puntos Clave

• Todas las vacunas están genéticamente modificadas de alguna manera. Un gen puede programarse para producir una proteína antiviral en una célula bacteriana. Una vez sellada en el ADN, la bacteria ahora se reprograma efectivamente para replicar esta nueva proteína antiviral.
• Las vacunas de ingeniería recombinante están siendo ampliamente exploradas, especialmente para erradicar enfermedades infecciosas, alergias y cánceres.
• Los protocolos para las vacunas genéticamente modificadas plantean problemas sobre su eficacia y beneficio general.

Términos Clave

• FDA: Food and Drug Administration, una agencia del Departamento de Salud y Servicios Humanos de los Estados Unidos.
• vacuna: una sustancia dada para estimular la producción de anticuerpos del organismo y proporcionar inmunidad contra una enfermedad, preparada a partir del agente que causa la enfermedad, o un sustituto sintético.
• ingeniería genética: La modificación deliberada de la estructura genética de un organismo. El término modificación genética se utiliza como sinónimo.

La ingeniería genética, también llamada modificación genética, es la manipulación directa del genoma de un organismo utilizando la biotecnología. Se puede insertar nuevo ADN en el genoma del huésped aislando y copiando primero el material genético de interés utilizando métodos de clonación molecular para generar una secuencia de ADN, o sintetizando el ADN y luego insertando este constructo en el organismo huésped. Los genes pueden ser removidos, o “noqueados”, usando una nucleasa. La focalización génica es una técnica diferente que usa recombinación homóloga para cambiar un gen endógeno, y puede usarse para eliminar un gen, eliminar exones, agregar un gen o introducir mutaciones puntuales.

La ingeniería genética altera la composición genética de un organismo mediante técnicas que eliminan material heredable, o que introducen ADN preparado fuera del organismo, ya sea directamente en el huésped o en una célula que luego se fusiona o hibrida con el huésped. Esto implica el uso de técnicas de ácido nucleico recombinante (ADN o ARN) para formar nuevas combinaciones de material genético heredable, seguido de la incorporación de ese material ya sea indirectamente a través de un sistema vectorial o directamente a través de técnicas de microinyección, macroinyección y microencapsulación.

En medicina, la ingeniería genética se ha utilizado para producir en masa insulina, hormonas de crecimiento humano, follistim (para tratar la infertilidad), albúmina humana, anticuerpos monoclonales, factores antihemofílicos, vacunas y muchos otros medicamentos. La vacunación generalmente implica inyectar formas débiles vivas, muertas o inactivadas de virus o sus toxinas en la persona que está siendo inmunizada. Se están desarrollando virus genéticamente modificados que aún pueden conferir inmunidad, pero carecen de las secuencias infecciosas. Los hibridomas de ratón, las células fusionadas para crear anticuerpos monoclonales se han humanizado mediante ingeniería genética para crear anticuerpos monoclonales humanos.

Figura: Virus genéticamente modificados: Científico que estudia el virus de la influenza H5N1 para diseñar una vacuna.

El proceso de ingeniería genética implica empalmar un área de un cromosoma, un gen, que controla cierta característica del cuerpo. La enzima endonucleasa se utiliza para dividir una secuencia de ADN y para dividir el gen del resto del cromosoma. Por ejemplo, este gen puede programarse para producir una proteína antiviral. Este gen se elimina y se puede colocar en otro organismo. Por ejemplo, se puede colocar en una bacteria, donde se sella en la cadena de ADN usando ligasa. Cuando el cromosoma vuelve a sellarse, la bacteria ahora se reprograma efectivamente para replicar esta nueva proteína antiviral. La bacteria puede seguir viviendo una vida saludable, aunque la ingeniería genética y la intervención humana han manipulado activamente lo que realmente es la bacteria.

A pesar del éxito temprano demostrado con la vacuna contra la hepatitis B, ninguna otra vacuna de ingeniería recombinante ha sido aprobada para su uso en humanos. Es poco probable que se desarrolle una vacuna recombinante para reemplazar una vacuna humana con licencia existente con un historial probado de seguridad y eficacia. Esto se debe a la realidad económica de elaborar vacunas para uso humano. Las vacunas subunitarias genéticamente modificadas son más costosas de fabricar que las convencionales, ya que el antígeno debe purificarse a un estándar más alto que el que se exigía de las vacunas convencionales más antiguas. Cada vacuna también debe ser sometida a extensas pruebas y revisión por parte de la FDA, ya que se consideraría un nuevo producto. Esto es costoso para una empresa tanto en términos de tiempo como de dinero y es innecesario si un producto con licencia ya está en el mercado. Aunque las vacunas de subunidades recombinantes son muy prometedoras, presentan algunas limitaciones potenciales.

Además de ser menos reactogénicas, las vacunas de subunidades recombinantes tienen tendencia a ser menos inmunogénicas que sus contrapartes convencionales. Esto se puede atribuir a que estas vacunas se mantienen con un mayor grado de pureza que el que tradicionalmente se hacía para una generación anterior de vacunas subunitarias autorizadas. Irónicamente, los contaminantes que a menudo se encuentran en las vacunas subunitarias convencionales pueden haber ayudado en el proceso inflamatorio, lo cual es esencial para iniciar una respuesta inmune vigorosa. Este problema potencial puede superarse empleando uno de los muchos nuevos tipos de adyuvantes que están llegando a estar disponibles para su uso en humanos. Las vacunas de subunidades recombinantes también pueden sufrir de estar demasiado bien definidas, debido a que están compuestas por un solo antígeno. Por el contrario, las vacunas convencionales contienen trazas de otros antígenos que pueden ayudar a conferir una inmunidad a los agentes infecciosos que es más sólida de lo que podría proporcionar una vacuna monovalente. Este problema se puede minimizar, cuando sea necesario, mediante la creación de vacunas recombinantes que están compuestas por múltiples antígenos del mismo patógeno.