Vacuna ARNm para SARS-CoV-2

"Yo no me vacuno, no quiero cambiar mi ADN"

En una época de infortunios se ha hecho realidad un sueño que comenzó en los años 90, las vacunas de ARN. Estas vacunas son sin duda la mejor respuesta a las enfermedades infecciosas, así como una herramienta vital en el tratamiento y prevención del cáncer.

¿Cuál es el mecanismo de acción de las vacunas de ARNm?. Estas vacunas simulan la infección viral para que el organismo busque la respuesta inmune, tanto humoral (anticuerpos) como celular.

El ARN mensajero empleado en las vacunas contiene una secuencia (ORF) que codifica una de las proteínas del virus, en el caso de la vacuna contra el SARS-CoV-2 codifica la proteína espiga. Esta proteína externa es la llave que permite al virus entrar en la célula y es la que reconoce y bloquea nuestro sistema inmune.

Cuando el ARNm penetra en la célula transcribirá en el ribosoma su información en forma de proteína, en este caso la proteína espiga, que será detectada por el sistema inmune creando anticuerpos y linfocitos específicos.

La molécula de ARNm es muy sensible a la temperatura debido a su gran tamaño, además en el plasma sanguíneo existen unos enzimas llamados ribonucleasas que degradan los ácidos nucleicos. Por ello el ARNm debe estar protegido y en forma adecuada para facilitar su acceso a la célula. Una de las soluciones a estos problemas es su encapsulamiento en nanopartículas lipídicas, pequeñas bolas de grasa con tamaños entre 80 y 200 nanómetros.

Veamos con detalle el mecanismo de la vacuna de ARNm.

1. Se administra mediante inyección intramuscular en el deltoides.

2. Penetra en el espacio intersticial, espacio entre las células musculares.

3. Las nanopartículas lipídicas penetran en la célula muscular por endocitosis, formando en su interior un endosoma.

4. El endosoma se rompe dejando libre el ARNm.

5. El ARNm llega al ribosoma y se traduce a la proteína pico del virus.

6. En el proteosoma se fragmentan algunas de estas proteínas para ser mostradas en la membrana celular mediante el complejo MHC-1 (complejo mayor de histocompatibilidad), otras se empaquetan en el aparato de golgi formando vesículas que abandonan la célula por exocitosis.

7. El fragmento de la proteína pico mostrado en el complejo MHC-1 es detectado por uno de los millones de linfocitos T citotóxicos (DC8+) que patrullan nuestro organismo, este linfocito reconoce el antígeno mostrado uniéndose a él en forma de un complejo estable.

8. Por otro lado los linfocitos B reconocen las proteínas de pico que que circulan por el medio extracelular y fabrican los anticuerpos específicos para neutralizarlas (respuesta humoral).

9. Por último el linfocito T colaborador (CD4+), al reconocer fragmentos de antígeno mostrados por macrófagos a través del complejo MHC-2, envía una señal en forma de citoquinas a las linfocitos T citotóxicos y a los linfocitos B que están unidos al antígeno para que se multipliquen.

10. El linfocito T citotóxico unido al MHC-1 inyecta en la célula enzimas tóxicos que producen su destrucción. El resultado de este proceso es la generación de millones de linfocitos citotóxicos y B que reconocen de forma específica la proteína de pico del coronavirus. Matando las células infectadas y generando anticuerpos específicos.

Semanas después de la vacunación el organismo sabrá detectar y defenderse de forma específica contra el SARS-CoV-2, que neutralizará en las primeras etapas de infección.

La vacuna de ARNm no entra en el núcleo celular y por tanto no puede alterar el ADN, Por otro lado al estar encapsulada en nanopartículas lipídicas la respuesta inmune del organismo a la inyección es muy poco probable. Al simular una infección viral tiene una eficacia elevada.

Síntesis del inhibidor SARS-CoV-2 de Luebeck

Síntesis orgánica del Inhibidor para Covid-19, propuesto por los investigadores de Luebeck. Solo he detallado los reactivos de cada etapa.

 

En estas imágenes se puede ver el centro activo de la proteasa (uno de ellos), con el azufre de la cisteína-145 en el centro (bola amarilla). La última imagen muestra como el inhibidor encaja en la hendidura del centro activo y mediante sus cadenas tapa los diferentes bolsillos. La clave de esta unión está en el ataque nucleófilo del grupo -SH de la cisteína a la cetona del inhibidor, produciendo un tiohemiacetal. Los puentes de hidrógeno entre los aminoácidos que rodean la hendidura y el inhibidor sellan su unión.

 

https://science.sciencemag.org/content/368/6489/409/tab-figures-data

Diseño de un antiviral contra el SARS-CoV-2

Se trabaja incansablemente en una vacuna, pero también hay investigaciones prometedoras en el diseño de antivirales específicos para el Covid. Ayer en la revista Science se publicó un artículo con la estructura tridimensional de un enzima clave en la síntesis de las proteínas del virus a partir de su ARN. Bloqueando este enzima el virus no podrá fabricar las proteínas de su envoltura y su crecimiento se detendrá.

Este enzima en realidad es una proteasa, responsable de romper la cadena de aminoácidos generada por trasducción del ARN en ciertas posiciones. Dado que los humanos no tenemos proteasas que rompan esas posiciones, un fármaco que inhiba esta proteína no nos afectará.

En la primera imagen puede verse la estructura del enzima (proteasa), obtenida a partir de una muestra cristalina por difracción de Rayos X. En la imagen se ve la proteína de frente y girada 90º. 

El objetivo es diseñar un fármaco que se una a la proteasa y le impida realizar su macabra labor, es decir, romper en determinadas posiciones la cadena peptídica dejando libre los fragmentos que formarán la envoltura del virus.

En este artículo se modifica una alfa-acetamida peptidomimética (segunda imagen) (11r) que ha dado muy buenos resultados en el tratamiento del MERS para adaptarla a la proteasa del nuevo virus. Se realizan dos primeras modificaciones; en verde se cambia el grupo amida por un grupo piridona para evitar que las proteasas celulares accedan a ese enlace y lo rompan; en rojo se reemplaza el extremo de la cadena con el objetivo de aumentar la polaridad de la molécula y favorecer su solubilidad en el plasma sanguíneo, llegando a la molécula (13a).

Ahora se pasa a examinar si estas modificaciones son compatibles con la estructura tridimensional de la proteasa, es decir, si permitirán al fármaco anclarse a ella. En base a esto se continúa modificando el fármaco y mediante experimentos se va viendo su efectividad. Esperemos que muy pronto tengamos un antiviral que pueda frenar o detener la replicación del virus.

Comparación Covid-19 y gripe española

La mayoría de gobiernos justifican la mala gestión de esta pandemia en la imposibilidad de predecir el futuro, acallan a los críticos con el "es fácil hablar a toro pasado". Sin embargo, deberíamos asumir que los ministerios de sanidad de los diferentes países poseen expertos en la materia, o al menos los estamos pagando con nuestros impuestos.

¿Para qué tenemos que prepararnos en el futuro próximo?
Estamos ante la primera ola de virus, que está siendo devastadora, nos costará decenas de miles de muertos y un desastre económico y social. Esta primera ola perderá intensidad y trataremos de volver a la normalidad con ciertas restricciones.

En septiembre u octubre llegará una segunda ola, mucho más intensa, que volverá a propagarse por todo el mundo, provocando cientos de miles de muertos y dando la puntilla a la economía mundial.

En marzo, si no hay disponible una vacuna que nos inmunice, probablemente tengamos una tercera oleada, devastadora como la segunda. Estarás pensando que el aislamiento me está afectando, me levanté con el píe izquierdo o es un ensayo de mi futura novela de ciencia ficción; esto último imposible, soy malísimo escribiendo.

Pues nada de eso, tan solo te he contado cómo la llamada "gripe española" nos atacó en el año 1918. Cuatro oleadas, siendo la segunda y tercera devastadoras, llegando su propagación a los confines del planeta; desde Australia a los esquimales de Alaska.

Bulos sobre Covid-19

Circulan por la red cientos de bulos sobre el coronavirus:

1. Cuba inventa una vacuna, el Interferón Alfa 2B. Se trata de un antiviral que interfiere en la multiplicación de los virus, no es una vacuna. Parece que se está probando en el tratamiento del covid. Lo fabrica BioCubaFarma desde los años ochenta.

2. China ya tiene una vacuna. Muchos laboratorios biotecnológicos en el mundo pueden tener ya una posible vacuna o estar en proceso. Pero faltan las fases de prueba, es decir los estudios clínicos en humanos. Antes de 2021 no habrá vacuna.

3. El virus fue fabricado en un laboratorio de Wuhan. Los chinos tiene un laboratorio BSL en esa ciudad, pero según los expertos no hay pruebas de manipulación humana en el ARN del virus. Además, no hay nada especial en que un virus mute y adquiera la capacidad de infectar humanos, SARS y MERS son ejemplos recientes.

4. Bebidas calientes, ciertas comidas, vitamina C evitan que te infectes. Hay que comer variado para tener un organismo sano. Pero a un asesino que lleva millones de años infectando células poco le importa lo que comas o bebas. Ningún alimento lo previene.

La guerra contra un virus

Estamos en guerra, la tercera guerra mundial, por suerte no nos mataremos entre nosotros, pero el enemigo es más poderoso y hábil que todos los ejércitos que tenemos en el planeta.

Un enemigo microscópico, de tamaño nanométrico, preparado para matar y que no puede morir. Subestimado por todos, ha venido a diezmar a los más débiles de nuestra sociedad y a destruir el sustento de nuestras familias.

Esta guerra solo la pueden ganar las mujeres y hombres de bata blanca, que deben ser apoyados con todos los medios disponibles.

En los próximos meses la guerra estará perdida, solo podemos ocultarnos, intentar proteger a los más débiles. Pero mi fe ciega en la ciencia me dice que con el paso de los meses las victorias comenzarán a caer de nuestro lado.

Día de la mujer. En recuerdo de Rosalind Franklin

Hoy no puede faltar el recuerdo a una mujer, Rosalind Franklin. Una químico de Cambridge, experta en critalografía de Rayos X que en 1951 obtuvo la famosa foto 51, donde se nuestra el patrón de difracción de Rayos X de una molécula de ADN. En sus cuadernos describe numerosos detalles sobre la estructura de esta molécula, que posteriormente fueron usados por Watson (robados sin el debido reconocimiento) para establecer junto a Crick la estructura del ácido ribonucleico por el que recibirían el Premio Nobel en 1962.

Rosalind murió en 1958 a los 37 años, víctima de un cáncer, sin llegar a conocer el alcance de sus hallazgos y sin el merecido Premio Nobel.

SARS-CoV-2. El virus

¡Lo que está muerto no puede morir! Pequeñas partículas mil veces más pequeñas que el grosor de un cabello, formadas por una envoltura proteica que protege su bien más preciado, una cadena de ARN con la información necesaria para replicarse, pero sin un mecanismo para hacer copias de si mismo, lo que hace dudar a los biólogos si otorgarle la categoría de ser vivo.

Se reproduce utilizando las células de nuestro organismo. El proceso es sencillo, penetra en la célula utilizando su maquinaria para replicar el ARN y fabricar las proteínas de su envoltura. Una vez que la célula ha colaborado en tan macabra acción y se llena de nuevos virus, revienta liberándolos al torrente sanguíneo, cada uno de los cuales infectará nuevas células.

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