Aunque la mayoría de la gente comenzó a oír sobre las vacunas de ADN* y ARNm** en el año pasado, estas tecnologías llevan décadas desarrollándose. En 1990, los científicos empezaron a explorar cómo podían utilizar el ADN y el ARNm para las vacunas [1]. Como explicamos en este post, el ADN y el ARNm son tipos de material genético. En una célula, el ADN se transcribe en ARNm, que luego se traduce en proteínas***.
En el contexto de la vacunación, para crear una vacuna de ADN o ARNm, la secuencia genética es el único aspecto que se necesita conocer. Dado que los científicos no tienen que trabajar con el propio patógeno, las vacunas de ADN y ARNm tienden a producirse más rápida y fácilmente (más información aquí). Otra ventaja es que las vacunas de ADN y ARNm son más específicas porque sólo incluyen la secuencia del antígeno de interés (es decir, la proteína que debe desencadenar la respuesta inmunitaria y enseñar a nuestro cuerpo a combatir la infección).
En el caso de las vacunas de ADN, el ADN tiene que entrar en el interior del núcleo. Este ADN extraño permanecerá como un "plásmido"**** extracromosómico. Es decir, no se incorporará a nuestros cromosomas*****, sino que quedará flotando en el núcleo como material genético adicional. En un estudio en el que se inyectaron vacunas de ADN en el músculo, los científicos descubrieron que el ADN no se inserta de forma significativa en nuestro genoma. En otras palabras, el riesgo de que el ADN de la vacuna se integre o altere nuestro ADN es insignificante [2]. Sólo algunos métodos de administración de ADN, como la electroporación mediante electricidad, están asociados a un riesgo relativamente mayor [2].
En el caso de las vacunas de ARNm, este riesgo es inexistente. En este texto, hablamos de cómo nuestro cuerpo fluye naturalmente de ADN → ARN → proteína, y los humanos no tienen un mecanismo para invertir este flujo. Por lo tanto, el ARNm ciertamente no puede incorporarse a nuestro genoma porque no puede entrar en el núcleo.
Cuando comparamos una vacuna tradicional basada en proteínas o virus inactivados, frente a una vacuna de ARNm y a una vacuna de ADN, hay una diferencia en el número de proteínas producidas [3]. Dado que el ADN tiene las instrucciones para producir ARNm, y el ARNm tiene las instrucciones para construir proteínas, hay una amplificación de la señal a lo largo de la vía. Por lo tanto, normalmente, la "señal" debería estar más amplificada en una vacuna de ADN, seguida de la de ARNm y, en tercer lugar, de una vacuna típica inactivada basada en proteínas [3]. Sin embargo, tener una vacuna que produzca una gran cantidad de la proteína de interés no necesariamente tiene que estar relacionado con una respuesta inmunitaria más elevada.
En los ensayos clínicos, parece que algunas vacunas de ADN evocan una respuesta inmunitaria, pero ésta puede no ser lo suficientemente fuerte como para mostrar beneficios claros (esta afirmación se refiere a las vacunas de ADN en general; sin embargo, actualmente se están desarrollando y evaluando algunas vacunas de ADN para COVID-19 [4]). Es necesario investigar más para optimizar las vacunas de ADN, aumentando la respuesta inmunitaria y su impacto hacia la sociedad. Por este motivo, los científicos están desarrollando alternativas para evitar la degradación, facilitar la entrada en el núcleo y aumentar la entrega del ADN en determinadas células [5].
En cambio, como se ha dicho anteriormente, una vacuna de ARNm tiene una ventaja: no necesita entrar en el núcleo. De hecho, el ARNm ya está un paso más cerca de producir la proteína y generar una respuesta inmunitaria. Además, la vacuna de ARNm suele estimular el sistema inmunitario más que el ADN. El problema principal del ARNm es que es relativamente inestable, y otros fármacos y drogas podrían afectar su procesamiento [3].
Las vacunas de ADN y ARNm han sido exploradas e investigadas durante varios años. En la actualidad, las vacunas de ARNm han sido especialmente útiles para prevenir el COVID-19, y han abierto nuevas líneas de investigación. Dado que a muchas personas les preocupa que se modifique su información genética, es importante recordar que las vacunas de ARNm no cambian nuestro genoma. Esto se debe a que el RNAm no puede transformarse de manera natural en el cuerpo humano a ADN, así que no puede entrar en el núcleo ni integrarse en nuestro cromosomas.
*ADN - El ácido desoxirribonucleico (ADN) es uno de los ácidos nucleicos que se encuentran en las células vivas. El ADN está formado por 4 nucleótidos, que pueden organizarse en diferentes secuencias y longitudes como se organizan las letras para formar un texto. En este caso, el "texto" formado por la secuencia contiene las instrucciones para formar un organismo completo. El ADN se encuentra normalmente como una doble cadena en forma de doble hélice.
**ARN - El ácido ribonucleico es uno de los ácidos nucleicos que se encuentran en las células. Se transcribe a partir del ADN. Existen muchos tipos de ARN, algunos de los cuales pueden tener una función específica de control o regulación de algunos procesos en las células, mientras que otros (conocidos como ARN mensajeros o ARNm) transportan la información genética que los ribosomas pueden traducir en proteínas.
***Proteína - Molécula que forma la estructura y da función a los organismos en el nivel más básico. Las proteínas están formadas por aminoácidos, que pueden combinarse en diferentes secuencias para formar distintas estructuras proteicas con diferentes funciones en las células.
****Plásmido - Pequeña molécula de ADN circular separada del ADN cromosómico. Se encuentran principalmente en las bacterias y suelen incluir un gen que ofrece algunas ventajas para la supervivencia como resistencia a los antibióticos.
*****Cromosoma - Una larga molécula de ADN que puede compactarse en estructuras más pequeñas y densas dentro de las células. Esta acción de compactación es posible gracias a la ayuda de algunas proteínas específicas. Los cromosomas contienen todo o parte del material genético de un organismo. Los seres humanos suelen tener 46 cromosomas por célula.
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Escrito por: Nicole
Editado por: María y Natasha
Traducido por: María
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Referencias (inglés):
Wolff, J. A., Malone, R. W., Williams, P., Chong, W., Acsadi, G., Jani, A., & Felgner, P. L. (1990). Direct gene transfer into mouse muscle in vivo. Science (New York, N.Y.), 247(4949 Pt 1), 1465–1468. https://doi.org/10.1126/science.1690918
Wang, Z., Troilo, P. J., Wang, X., Griffiths, T. G., Pacchione, S. J., Barnum, A. B., Harper, L. B., Pauley, C. J., Niu, Z., Denisova, L., Follmer, T. T., Rizzuto, G., Ciliberto, G., Fattori, E., Monica, N. L., Manam, S., & Ledwith, B. J. (2004). Detection of integration of plasmid DNA into host genomic DNA following intramuscular injection and electroporation. Gene therapy, 11(8), 711–721. https://doi.org/10.1038/sj.gt.3302213
Liu M. A. (2019). A Comparison of Plasmid DNA and mRNA as Vaccine Technologies. Vaccines, 7(2), 37. https://doi.org/10.3390/vaccines7020037
Silveira, M. M., Moreira, G., & Mendonça, M. (2021). DNA vaccines against COVID-19: Perspectives and challenges. Life sciences, 267, 118919. https://doi.org/10.1016/j.lfs.2020.118919
Hobernik, D., & Bros, M. (2018). DNA Vaccines-How Far From Clinical Use?. International journal of molecular sciences, 19(11), 3605. https://doi.org/10.3390/ijms19113605
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