Tipos de vacunas y diseño racional de vacunas

Las vacunas difieren no solo en el virus al que se dirigen, sino también en cómo se presenta el antígeno al sistema inmunitario: como un virus vivo debilitado, una preparación inactivada, una proteína purificada, un vector de administración de genes o ARN mensajero. El diseño racional de vacunas selecciona y modifica el antígeno y la plataforma para provocar una respuesta protectora, cada vez más guiado por el conocimiento estructural de las proteínas virales implicadas.

Definition

El diseño de vacunas es la selección de un antígeno viral y una plataforma de administración —junto con cualquier adyuvante— diseñados para inducir una inmunidad adaptativa protectora y duradera, manteniendo la seguridad, con plataformas que van desde virus enteros atenuados o inactivados hasta proteínas de subunidades y construcciones de ácidos nucleicos.

Scope

Este tema abarca las principales plataformas de vacunas (atenuadas vivas, inactivadas, de subunidades y conjugadas, de vectores virales y de ácidos nucleicos), el papel de los adyuvantes y los principios del diseño racional y basado en la estructura. Explica cómo cada plataforma moldea la respuesta inmunitaria resultante. No aborda los calendarios, las indicaciones ni los consejos de inmunización individual.

Core questions

• ¿Cuáles son las principales plataformas de vacunas y en qué se diferencian mecánicamente?
• ¿Por qué la elección de la plataforma influye en la fuerza, amplitud y durabilidad de la inmunidad?
• ¿Qué es un adyuvante y cuándo se necesita?
• ¿Cómo permite el conocimiento estructural de los antígenos virales el diseño racional?
• ¿Qué compensaciones existen entre los enfoques vivos, inactivados y de ácidos nucleicos?

Key concepts

• Vacunas atenuadas vivas
• Vacunas inactivadas (muertas)
• Vacunas de subunidades y conjugadas
• Vacunas de vectores virales
• Vacunas de ácidos nucleicos (ARNm y ADN)
• Adyuvantes
• Selección de antígenos y diseño de inmunógenos
• Diseño de vacunas basado en la estructura y racional

Mechanisms

Cada plataforma administra el antígeno viral por una vía diferente. Las vacunas atenuadas vivas utilizan un virus debilitado pero replicante que imita la infección natural y tiende a inducir una inmunidad amplia y duradera; las vacunas inactivadas presentan el virus entero no replicante y a menudo requieren refuerzos y adyuvantes. Las vacunas de subunidades y conjugadas utilizan proteínas o polisacáridos purificados, sacrificando la amplitud por la seguridad. Las vacunas de vectores virales y de ácidos nucleicos, en cambio, administran las instrucciones genéticas para un antígeno para que las propias células del receptor lo produzcan, involucrando tanto las respuestas de anticuerpos como las de células T. Pollard y Bijker (2020) proporcionan el marco comparativo para estas plataformas, y Shi et al. (2019) describen cómo los adyuvantes mejoran y moldean la respuesta a los antígenos no vivos. El diseño racional refina el propio antígeno —por ejemplo, estabilizando una proteína de superficie viral en su conformación de prefusión— para enfocar la inmunidad en epítopos protectores.

Clinical relevance

La elección de la plataforma determina gran parte del perfil práctico de una vacuna —cómo se almacena, cuántas dosis se necesitan y el tipo de inmunidad que favorece—, por lo que comprender las plataformas es fundamental para interpretar la evidencia de las vacunas. Los grandes ensayos de vacunas de ARNm contra la COVID-19 (Polack et al., 2020; Baden et al., 2021) demostraron que una plataforma entonces nueva alcanzaba una alta eficacia medida. Esta entrada explica la ciencia de estos diseños y no es una fuente de recomendaciones de inmunización.

History

El diseño de vacunas progresó desde la inoculación de patógenos enteros de Jenner, pasando por la atenuación de Pasteur, hasta las vacunas virales inactivadas y vivas de mediados del siglo XX, luego a los antígenos de subunidades y recombinantes, y finalmente a las plataformas de vectores virales y ARNm que obtuvieron la licencia durante la pandemia de COVID-19, como lo describen Pollard y Bijker (2020).

Debates

¿Las plataformas de ácidos nucleicos y vectores reemplazan a las vacunas tradicionales de virus enteros?

Las plataformas más nuevas ofrecen velocidad y flexibilidad y demostraron ser muy eficaces contra el SARS-CoV-2, pero las vacunas vivas e inactivadas conservan ventajas en algunos entornos, por lo que el campo considera que la elección de la plataforma depende del antígeno y del contexto, en lugar de ser algo establecido.

Key figures

• Andrew Pollard
• Stanley Plotkin

Seminal works

• pollard-bijker-2020
• shi-2019

Frequently asked questions

¿Cuál es la diferencia entre una vacuna de subunidades y una vacuna de ARNm?

Una vacuna de subunidades administra una proteína viral ya preparada, mientras que una vacuna de ARNm administra las instrucciones genéticas para que las propias células del receptor produzcan la proteína; ambas tienen como objetivo presentar el mismo antígeno, pero lo logran por diferentes vías.

¿Por qué algunas vacunas contienen un adyuvante?

Los antígenos purificados o inactivados suelen ser débilmente inmunogénicos por sí solos, por lo que se añade un adyuvante para estimular y moldear la respuesta inmunitaria, mejorando la fuerza y la durabilidad de la protección.