Vacunas de Ácido Nucleico (ARNm y ADN)

Las vacunas de ácido nucleico administran instrucciones genéticas — ARN mensajero (ARNm) o ADN — que codifican un antígeno objetivo, para que las propias células del receptor sinteticen el antígeno y lo presenten al sistema inmunitario. No contienen material infeccioso ni antígeno proteico, solo el código para uno. Las vacunas de ARNm, administradas en nanopartículas lipídicas, cobraron importancia como las primeras vacunas contra la COVID-19 ampliamente desplegadas, demostrando que la plataforma puede diseñarse rápidamente a partir de la secuencia genética de un patógeno.

Definition

Una vacuna de ácido nucleico es una preparación de ARNm o ADN que codifica un antígeno objetivo, administrada de modo que las células huésped lo traduzcan en proteína, induciendo así inmunidad protectora sin utilizar el patógeno, un vector vivo o un antígeno proteico purificado.

Scope

Este tema aborda cómo funcionan las vacunas de ARNm y ADN, por qué la síntesis endógena de antígenos induce inmunidad tanto de anticuerpos como de células T, el papel de los sistemas de administración y la modificación de nucleósidos, y las diferencias prácticas entre las dos modalidades de ácido nucleico. Es una referencia metodológica y no proporciona calendarios ni consejos de elegibilidad.

Core questions

• ¿Cómo instruyen las vacunas de ARNm y ADN a las células huésped para que produzcan antígenos?
• ¿Por qué la producción endógena de antígenos provoca respuestas tanto de anticuerpos como de células T citotóxicas?
• ¿Qué papel desempeñan la administración mediante nanopartículas lipídicas y la modificación de nucleósidos, y en qué se diferencian las plataformas de ARNm y ADN?

Key concepts

• Plataforma de ARN mensajero (ARNm)
• Plataforma de ADN plasmídico
• Administración mediante nanopartículas lipídicas
• ARNm modificado con nucleósidos
• Traducción endógena de antígenos
• Diseño rápido basado en secuencias
• Requisitos de cadena de frío para el ARNm

Mechanisms

La vacuna administra el código genético para el antígeno en las células huésped: el ARNm se traduce directamente en el citoplasma, mientras que el ADN plasmídico debe llegar al núcleo para ser transcrito antes de la traducción. La célula produce entonces el antígeno y lo procesa a través de ambas vías principales de histocompatibilidad, cebando las respuestas de anticuerpos y las células T citotóxicas. Para el ARNm, dos avances fueron fundamentales: la encapsulación en nanopartículas lipídicas para una administración y captación estables, y la modificación química de los nucleósidos para reducir la sobreactivación inmunitaria innata y aumentar la producción de proteínas, como describieron Pardi y sus colegas. Las vacunas de ADN, revisadas por Kutzler y Weiner, son estables y sencillas de fabricar, pero históricamente menos inmunogénicas en humanos, a menudo requiriendo adyuvantes de administración. Dado que el antígeno se codifica en lugar de suministrarse, una vacuna de ácido nucleico puede diseñarse directamente a partir de la secuencia de un patógeno, lo que permite un desarrollo rápido, como demostraron las vacunas BNT162b2 y mRNA-1273 contra la COVID-19.

Clinical relevance

Las vacunas de ácido nucleico, especialmente las de ARNm, establecieron una plataforma de diseño rápido que induce una fuerte inmunidad humoral y celular y fue validada a gran escala durante la pandemia de COVID-19. La comprensión de la plataforma explica por qué estas vacunas pueden desarrollarse rápidamente a partir de datos de secuencia y por qué los productos de ARNm tienen requisitos de almacenamiento específicos. Esta entrada describe la ciencia de la plataforma y no es una fuente de asesoramiento individual sobre vacunación.

Epidemiology

Las vacunas de ARNm fueron autorizadas y administradas a cientos de millones de personas durante la pandemia de COVID-19, con grandes ensayos aleatorizados (Polack y sus colegas; Baden y sus colegas) que demostraron una alta eficacia; las vacunas de ADN han sido autorizadas en entornos veterinarios y continúan en desarrollo clínico humano.

History

La idea de que el ácido nucleico inyectado podría dirigir la expresión de antígenos in vivo se remonta a las demostraciones de expresión proteica a partir de ARNm y ADN inyectados a principios de la década de 1990. Las vacunas de ADN avanzaron a lo largo de la década de 2000 (revisado por Kutzler y Weiner, 2008), mientras que el ARNm estuvo limitado durante mucho tiempo por la inestabilidad y la activación inmunitaria innata hasta que la modificación de nucleósidos y la administración mediante nanopartículas lipídicas lo hicieron práctico, un punto de inflexión resumido por Pardi y sus colegas en 2018 y materializado en las vacunas de ARNm contra la COVID-19 de 2020.

Key figures

• Norbert Pardi
• Drew Weissman
• David B. Weiner
• Florian Krammer

Seminal works

• pardi-2018
• kutzler-2008
• polack-2020
• baden-2021

Frequently asked questions

¿En qué se diferencian las vacunas de ARNm y ADN?

Ambas administran instrucciones genéticas para un antígeno, pero el ARNm se traduce directamente en el citoplasma y se administra típicamente en nanopartículas lipídicas, mientras que el ADN debe entrar en el núcleo celular para ser transcrito primero; el ADN es más estable para almacenar, pero históricamente ha sido menos inmunogénico en humanos.

¿Por qué las vacunas de ARNm contra la COVID-19 pudieron desarrollarse tan rápidamente?

Debido a que la vacuna solo necesita la secuencia genética del antígeno objetivo, un ARNm puede diseñarse tan pronto como se conoce la secuencia del patógeno, sin cultivar el patógeno ni purificar proteínas — lo que permite un desarrollo muy rápido una vez que se han resuelto los problemas de administración y estabilidad.