¿Como se hace la Vacuna contra la Gripe?

Hablando con Sophie, de Mondo Médico, decidimos hacer una misma entrada, pero con puntos de vista distintos y complementarios, con el fin de explicaros como se hace la famosa vacuna.

No os sorprenderá ver en su blog el lado más médico del asunto, así como en Sonicando los detalles más bioquímicos.

Partamos pues de una amplia cantidad de virus aislados de gripe, procedentes de pacientes diferentes, de varios puntos de un hemisferio de nuestro planeta. Pongamos que la vacuna que vamos a cocinar es la nuestra, y que por lo tanto estamos estudiando aislados en el hemisferio sur, en su invierno.

Imagen Extraída de Google

Se secuencian las distintas cepas y un consejo especializado elige la mayoritaria, o la que consideran más peligrosa. Se miran las distintas mutaciones de la Hemaglutinina y Neuraminidasa (las famosas HA y NA ) y se decide que aislado va a ser utilizado para vacunar.

Ya sabemos a qué virus nos enfrentaremos, y ahora toca generar la vacuna a toda prisa, que tiene que estar en el otro hemisferio antes de que empiecen los brotes por todas partes.

Este tipo de vacunas las desarrollan empresas en condiciones sumamente controladas, siguiendo protocolos S.O.P (Standard Operation Protocol), que para vuestra tranquilidad, son protocolos INAMOVIBLES para muestras que se van a emplear en clínica.

Esos protocolos consisten en inocular el virus seleccionado ese año, junto a una cepa atenuada de gripe (si no me equivoco la más usada es la PR8), en huevos de gallina que contienen en su interior embriones de pollo, en estados embrionarios intermedios. Sorprendente cuanto menos, eh?

Imagen Extraída de http://www.ifpma.org

El motivo es que en células embrionarias crecen increíblemente bien los virus, y en en este caso el virus de la gripe da buenísimos rendimientos en embriones de pollo. Una vez infectados los pollos se recoge todo el líquido del interior del huevo (el virus rompe las células y sale al sobrenadante) y se filtra para evitar contaminaciones.

Como resultado de la coinfección entre el virus concreto de ese año y la cepa atenuada PR8 se obtienen virus recombinantes («mixtos» para que me entendáis) que contienen los genes de la Hemaglutinina y la Neuraminidasa del virus del año, pero mantienen la atenuación de la cepa estándar PR8.

La atenuación consiste en que son virus sensibles a temperatura, que crecen muy bien a 25ºC (condiciones a las que están los huevos) pero no a 37ºC del interior de nuestro organismo. Además puede replicar en las mucosas nasofaríngeas (que viene genial para producir una buena respuesta inmune en mucosas) pero no en el tracto respiratorio (ni superior ni inferior).

Como comprenderéis también habrá otros muchos resultados de la coinfección, como virus completamente iguales a los originales que introducimos; el seleccionado y el PR8. Esto es debido a que se necesita que los dos virus infecten una misma célula a la vez para que intercambien fragmentos, y aunque es frecuente, no siempre sucede, y por ello hay virus que permanecen sin recombinar. Por ello, el último paso consiste en purificar los PR8 con el H y N de la cepa elegida mediante el uso de anticuerpos específicos que reconocen dichas proteínas.

Ahora sí tenemos nuestro PR8 con la Hemaglutinina y la Neuraminidasa «nuevas» que necesitamos para protegernos este año.

Os he explicado la vacuna tal y como creo que se prepara para nuestro país (así me lo comentó un experto en gripe), pero hay otras formas de vacuna, todas ellas basadas en el crecimiento en huevos.

Imagen Extraída de http://www.ifpma.org

Por orden y tal y como las tenéis colocadas, están:

-Virus seleccionado de dicho año, crecido en huevos e inactivado.

-Virus seleccionado de dicho año, inactivado y fragmentado.

-Vacuna de Subunidades compuesta únicamente por la Neuraminidasa y Hemaglutinina del virus seleccionado dicho año.

-Virus vivo y atenuado, tal y como os he explicado.

Lo último que me gustaría comentar es que (como alguno habrá pensado) la ingeniería genética permite un diseño mucho más fino de la vacuna atenuada (de múltiples formas), y si queréis podemos discutirlos en los comentarios. Lo que os adelanto es que no se están empleando porque cuesta mucho dinero mover algo que ya funciona. Y es que tener instalaciones para mantener un S.O.P vale dinero, y ya os he comentado que un S.O.P es algo fijo, para algo muy concreto.

Las Vacunas del Futuro

(Como avisé la entrada de hoy es especial, ya que será la primera que podrá leerse también en el Museo de la Ciencia, donde me estreno como colaborador…)

Algo ocurría a las recolectoras de leche infectadas por la viruela vacuna, que les libraba de padecer la letal viruela humana. Esta simple observación llevó al médico rural Edward Jenner a establecer los primeros experimentos vacunales en 1796, cuando una ola de viruela asolaba Europa.

Imagen Extraída de debiogeo.blogspot.com

Tomó viruela de la granjera Sarah Nelmes (cuya infección era de origen vacuno) y la introdujo en el pequeño James Phipps de tan sólo 8 años. Como era de esperar, el pequeño mostró síntomas propios de la infección por la viruela vacuna. Lo sorprendente estaba por llegar, cuando, una vez recuperado de la enfermedad, el médico inglés le inyectó muestras infectadas de viruela humana, sin observar síntoma alguno.

Aunque hoy día se considere a Jenner el padre de las vacunas, las primeras evidencias escritas de prácticas de vacunación datan del siglo XI en China. Dichas prácticas cosistían en sacar pus de las heridas de viruela de enfermos e introducirlo en individuos sanos.

El mismo protocolo fue introducido en Gran Bretaña por Lady Mary Wortley Montagu, y en el siglo XIII la «variolización» se extendió a toda Europa. Los problemas higiénicos de la época unidos al riesgo que acompaña al protocolo, hicieron que tras grandes fracasos, se fuera abandonando la práctica.

Tras el éxito de Jenner la carrera por conseguir la profilaxis de numerosas enfermedades ha sido impresionante. Para múltiples enfermedades se adoptaron protocolos similares, o se buscaron otros más seguros.

Así, las vacunas vivas (con bajas dosis de patógenos vivos) dieron paso a las vacunas con parásitos atenuados (cuya capacidad de causar patología está muy reducida o es nula) o directamente muertos, para aumentar su seguridad, manteniendo los resultados de protección.

Para algunas enfermedades este tipo de vacunas sencillas era suficiente y gracias a ello hoy en día contamos con varias vacunas que ya llevan varios años con nosotros.

¿Pero qué ocurre con las enfermedades en las que inocular el parásito vivo, atenuado o muerto no es suficiente? ¿Cuales son las estrategias que se siguen actualmente?

Tras los fracasos en los protocolos básicos, se empezó a hilar un poco más fino. Y es que de lo que se trata es de «enseñarle» al sistema inmunológico frente a que tiene que combatir, para que esté preparado. Y para ello, muchas veces, un patógeno entero es demasiada información.

Empezó la carrera por buscar antígenos (subunidades del patógeno que despiertan la atención del sistema inmune) para dirigir frente a ellos una respuesta bien definida, para que quede recuerdo durante mucho tiempo de dicho antígeno.

Prácticamente la totalidad de los antígenos son proteínas. Puesto que aislarlas de los patógenos no da buenos rendimientos, lo mejor es, gracias a la tecnología del ADN recombinante, obtener el gen que produce la proteína y producirla en grandes cantidades en bacterias o levaduras.

Algunas barreras se salvaron gracias a esta tecnología, y ya hay vacunas de este tipo en el mercado, como la reciente vacuna para luchar contra el cáncer de útero, Gardasil.

En ocasiones las proteínas por si solas no son suficientemente inmunogénicas, por lo que se les acompaña de compuestos que ayudan a redirigir o aumentar la respuesta inmunológica llamados adyuvantes. Existen numerosos tipos de adyuvantes y la elección radica en la respuesta inmunológica concreta que se pretende estimular.

El problema de las proteínas es que son muy suyas, su estabilidad puede ser limitada y muchas veces las bacterias y las levaduras no daban resultados satisfactorios. Entonces se pensó en dar otro paso adelante, y meter directamente el gen que produce la proteína en grandes cantidades, y dejar que las células de nuestro propio organismo produzcan el antígeno.

Llegó el turno de las vacunas de ADN.

Las bacterias tienen un tipo de ADN circular muy pequeño y estable, denominado plásmido que se ha convertido en la estrella de la ingeniería genética, y que de normal es usado por las bacterias para acumular genes destinados a resistir antibióticos, entre otras cosas.

Imagen Extraída de Wikipedia

Quitando todos esos genes y poniendo nuestro gen de interés mediante ingeniería genética, tenemos «un anillo» con la información necesaria para que, una vez introducido en nuestras células, se produzca el antígeno deseado.

Al ser ADN bacteriano, no necesitamos usar adjuvantes (en la mayoría de los casos), ya que el sistema inmune lo detecta como extraño (al fin y al cabo es parte de una bacteria) y se ve estimulado por su propia naturaleza. Además es barato de producir, y altamente estable.

Actualmente las vacunas de ADN inundan los ensayos clínicos de las vacunas del futuro, las que hoy en día protagonizan las publicaciones científicas específicas, y con las que contamos para inducir profilaxis en múltiples enfermedades.

Pero también podemos introducir los genes de los antígenos en virus atenuados, que entran en nuestras células de forma controlada e introduzcen y expresan los genes de los antígenos en nuestro interior, sin producir ninguna patología. Actualmente los virus más utilizados son el virus vaccinia (además de otros poxvirus), y adenovirus.

La secuenciación de los genomas de múltiples patógenos, y la cada vez más desarrollada ingeniería genética nos van dotando de estas nuevas herramientas para intentar conseguir algo tan complicado como la profilaxis. Como siempre, constantemente salen cosas nuevas, porque cada vez podemos hacer las cosas a un nivel de detalle mayor. Por eso al principio se inoculaba el bicho vivo, luego muerto, luego pedacitos, luego los genes que producían los pedacitos…

Así que si en poco tiempo véis que las vacunas de ADN, o las basadas en virus inundan las noticias de biomedicina, ya estábais avisados de antemano. Y los investigadores estaremos ya metidos en algo más pequeñito, porque habrá enfermedades que tampoco se consigan curar con lo que hoy en día sabemos, y por supuesto, no vamos a tirar la toalla.

La Polémica llega a Sonicando

Esta entrada es sólo un aviso para navegantes, este mes promete bronca. El motivo no es trivial, la cosa no va de violencia verbal gratuita. Simplemente, en la ociosidad de las vacaciones, entre bañito en la playa y bañito en la playa, he leído demasiadas barbaridades en internet, y lo que más me ha sorprendido es el gran número de adeptos a las barbaridades.

La polémica se centrará en tres grandes bloques, quizás los TRES grandes bloques de controversia que tocan mi mundo laboral. Cada bloque tendrá su artículo, ya que lo de hoy, solamente es una declaración de intenciones.

El primero es el ya tan sobado mundo de la experimentación animal, que yo creo que merece la pena tratarlo desde mi punto de vista, desde el punto de vista de alguien que se salpica las manos con el tema. Puede pareceros trivial, sobre todo por lo trillado, pero tiene sus riesgos. No hace demasiado tras publicarse en un periódico (sin permiso) el nombre de un director de animalarios en Cataluña, y relacionarlo con experimentación en macacos, las amenazas de muerte llegaron a su vida, junto con el obligado cambio de domicilio.

El segundo resumirá la falsa conspiración en la sombra del mundo que rodea a las vacunas. De nuevo creo que merece la pena que os enteréis de primera mano, de la realidad de la investigación en este campo, del enorme esfuerzo mundial que supone, y de como se gestionan los dineros con las farmacéuticas. He leído tantas burradas este mes, que sinceramente no pienso dejar ni un hueco a los ignorantes que cubren de mierda y estupideces el esfuerzo de mi trabajo y del de gran parte de la comunidad científica.

El tercero consistirá en un intento de frenar la tontería que rodea al mundo del VIH/SIDA. He leído auténticos insultos a la inteligencia al respecto, una nueva y gran teoría de la conspiración, que alimentada por el fenómeno «Todo el mundo puede escribir en internet», puede llegar a ser tan peligrosa como falsa. Con estupideces de la talla de que el VIH no es el causante del SIDA, o que no se transmite a nivel sexual, muchas personas ignorantes pueden adoptarlas como dogmas y meterse en problemas muy serios.

Sé que muchos pensaréis que es darse cabezazos contra la pared, pero yo personalmente tengo que tener la conciencia tranquila, y como ya se ha mencionar alguna vez en los comentarios, creo que es mi DEBER como conocedor de primera mano de estos temas, meter un poquito de cabeza entre tanta polémica.

Parte de la responsabilidad de tener conocimientos implica defender la verdad cuando se intenta empañar con mentiras.

Así que agárrense los calzones, que la polémica, llega a sonicando.

Contra las adicciones, ¡Vacúnate!

El título de esta entrada podría ser un cartel futuro, presente en un ambulatorio cualquiera. Igualito a los que inundan nuestros centros de salud cuando comienza la campaña de la gripe. Un cartel por el que muchas personas están luchando, para que cuanto antes existan vacunas para luchar contra ciertas adicciones.

Y el astuto lector se preguntará ¿qué tendrá que ver la profilaxis con drogas?¿que puede hacer una aproximación vacunal para frenar una adicción? ¿sonicando se ha vuelto loco y ha empezado a mezclar la velocidad con el tocino?

Os pido un voto de confianza, que lo bueno, no ha hecho más que empezar…

Sabemos que cuando un agente extraño penetra en nuestro organismo, es suceptible de que el sistema inmune lo detecte y lo elimine. Pero la mayoría de las drogas son demasiado pequeñas para ser reconocidas y pasan desapercibidas. Además, llegan en muy poco tiempo a los receptores neuronales que eficientemente desbaratan. Pero como siempre, alguien se empeñó en diseñar estrategias que solventaran los problemas. Alguien quería una vacuna y puso todo lo que pudo sobre la mesa, para intentar lograrlo.

En Little Rock, en la University of Arkansas for Medical Sciences, Michael Owens está intentando cambiar la terapia frente adicciones, luchando por el desarrollo de una vacuna frente a la metaanfetamina. Una vacuna que haga que en un futuro se pueda «enseñar» al sistema inmune a luchar frente a las drogas, bloqueándolas, de forma que tras consumir una dosis de una determinada droga, no sintamos NADA.

Michael Owens recibiendo una condecoración.

Sería una vacuna frente al SUBIDÓN, una vacuna que haría que drogarse fuera un acto completamente inútil.

Aunque la estrategia sea noticia esta semana, la idea de usar el sistema inmune para combatir la adicción a ciertas drogas no es nueva. En 1974 en la University of Chicago se consiguió que macacos inmunizados con un compuesto similar a la morfina, disminuyeran el interés de auto-administrarse heroína (1) y el mismo Owens, en 1985, siguió una aproximaciónque le permitió generar anticuerpos que bloqueaban el PCP en cabras (2).

Aun así, se pueden contar con los dedos de las manos las vacunas contra adicciones que están en desarrollo y por supuesto, casi todos los ensayos aún permanecen en modelos animales (salvo un par de ellas, contra la nicotina y cocaína en humanos)

La nicotina es la diana de múltiples farmacéuticas. Novartis ya desarrolla su vacuna, aunque por ahora Nic Vax de Nabi Biopharmaceuticals sólo ha conseguido un 30% de efectividad ( referida a conseguir un número de anticuerpos que produjeran una disminución en el hábito de los enfermos).

Y es que si en las vacunas corrientes luchamos contra una variación enorme entre los sistemas inmunológicos de los distintos pacientes, en este tipo de vacunas tendríamos que añadir la variación psicológica entre pacientes.

Celtic Pharma también tiene dos candidatos, TA-NIC (frente a la nicotina) y TA-CD (frente a la cocaína). La segunda ya ha conseguido anticuerpos suficientes (durante 13 semanas) como para que un consumidor no note nada tras reincidir en su hábito.

Pero todavía no hemos entrado en detalle, ¿como conseguimos producir anticuerpos frente a moléculas pequeñas? La respuesta rápida: Uniéndolas a cosas grandes.

El grupo de Michael Owens empezó con una proteína enorme presente en la sangre de vaca, a la que unieron múltiples moléculas de metanfetamina, usando para pegarlas cadenas de 6 átomos de carbono. Así, generaron un antígeno monstruosamente grande que lo tiene difícil para pasar desapercibido al entrar en nuestro organismo.

Ahora sólo queda que un macrófago detecte la proteína, la fagocite y la presente a los linfocitos. De entre todos los pedazos a los que reducirá a la proteína antes de presentarla, algunos fragmentos serán poco más grandes que la metanfetamina, generándose anticuerpos frente a dicha molécula. Parte de dichos linfocitos se quedarán como linfocitos B de memoria y permanecerán alerta frente a la droga durante mucho tiempo en el organismo.

El gran trabajo desarrollado por Owens es el diseño fino de lo que acabo de contar, cómo optimizar todo el procedimiento para conseguir el mayor número de anticuerpos (lo que se llama título de anticuerpos) y la mayor memoria posible.

Otra estrategia que han probado es desarrollar anticuerpos monoclonales específicos frente a la metanfetamina, purificarlos e inocularlos a pacientes. Pero claro, necesitaríamos casi la misma dosis de anticuerpo que de droga (igual menos) y los pacientes podrían incrementar la dosis tras el bloqueo para sentir lo mismo (aunque Paul Pentel, investigador del proyecto NicVax de la University of Minnesota dice que en modelos animales estas «compensaciones de dosis» no se observan)

Aun así, una dosis de droga puede ser de gramos, y sintetizar tal cantidad de anticuerpos sería carísimo, para una única dosis.

Como véis no se me había ido la olla, y una vez más vemos estrategias inteligentes en el mundo de la biología molecular, con el objetivo de desarrollar soluciones para nuestros grandes males. Ahora quedan muchas cuestiones éticas en el aire y es que si se consigue el objetivo que hoy nos ocupa, muchas personas podrían optar por vacunar a sus hijos, o el estado podría tomar la opción de legislar la vacunación contra las drogas como una solución. El debate está abierto.

Nuevas Estrategias Contra El Glioblastoma

Los glioblastomas son tumores que se encuentran en zonas muy profundas del cerebro, circunstancia que complica muchísimo su acceso a la cirugía, y hace que ésta sea sumamente arriesgada. Ya vimos en el blog una estrategia para luchar contra los tumores cerebrales sin cirugía, hoy vamos a por otra que es noticia.

Muchos son los esfuerzos de la comunidad científica de «enseñar» a nuestro sistema inmunológico a distinguir a las células tumorales de nuestras células normales. Es una empresa complicada, ya que las células tumorales son propias (y es por lo tanto difícil distinguirlas como extrañas), y poseen mecanismos para pasar desapercibidas.

Hoy debido a las observaciones de Duane Mitchell, oncólogo del Duke University Medical Center, otra realidad es posible.

Mitchell ha descubierto que las células tumorales están infectadas por un Herpesvirus muy famoso, el Citomegalovirus, que no se encuentra en el tejido sano.

Para los que conozcan este tipo de virus, sabrán que el 50-80% de la población está infectada, pero normalmente el virus permanece latente en nuestras neuronas. Éste únicamente replica y produce proteínas cuando tenemos las defensas bajas (los que tengáis calenturas en los labios lo habréis sufrido una y otra vez). Por lo visto, el microambiente del tumor reúne dichas condiciones, por lo que en las células tumorales los virus despiertan de la latencia.

Ahora sí existirían, por lo tanto, diferencias a nivel antigénico entre las células tumorales y las sanas, ya que las primeras tienen un extraño en su interior, a quien si pueden distinguir y combatir.

Por lo tanto Mitchell y su equipo extrajeron leucocitos de los 21 pacientes y los expusieron a antígenos de citomegalovirus, para que una vez reintroducidos, reconocieran las células infectadas por éstos y las eliminaran. Dependiendo de la eficacia in vivo, o se eliminaba el tumor, o se conseguirían al menos frenar su expansión.

Resultados preliminares muestran que la terapia es SEGURA y EFECTIVA. Además los individuos tratados muestran un retraso importante en el desarrollo del tumor (más de un año de media), y en varios no se ha observado crecimiento del tumor en dos años. Si tenemos en cuenta que la terapia estándar retrasa el desarrollo unos 6 meses y que la supervivencia de los pacientes no suele exceder los 15 meses, la terapia es un gran paso adelante.

Aunque existe un gran debate acerca del posible papel del citomegalovirus como causante del tumor, lo sea o no, según Charles Cobbs (primer descubridor de la asociación entre ambos) lo que está claro es que sus antígenos constituyen una diana perfecta para que el sistema inmune luche contra el tumor.

Aquí más en Nature.

Inteligencia Molecular

Trabajar en el desarrollo de vacunas frente a enfermedades prevalentes implica leer, hablar, asistir a cursos,charlas, congresos… que versan sobre la interacción del sistema inmune y determinados patógenos. Es lo que nos gusta y ello nos hace encerrarnos en minúsculos espacios y ponernos batas y guantes.

Conforme ahondas en la interacción patógeno-sistema inmune te das cuenta de que a nivel molecular existen unos «patrones de comportamiento» sumamente inteligentes. Si es fascinante ver determinadas conductas «inteligentes» en animales cuyo desarrollo del sistema nervioso es inferior al nuestro (más fascinantes cuanto más inferior), la biología vegetal nos deja con la boca abierta, ya que existen algunos mecanismos difíciles de entender sin sistema nervioso, sin haber sido «pensados». Pero las plantas toman un papel secundario cuando observas «estrategias» de protozoos, bacterias y virus. (Obsérvese que los virus ni siquiera se consideran SERES VIVOS, aunque con los artículos que vaya escribiendo espero suscitar una opinión diferente). Pongamos como ejemplo éstos últimos:

Se sabe que desde que existe el sistema inmune, existen los virus. Y su evolución ha ido de la mano. El sistema inmune generaba la ley, y el virus la trampa. Al virus se le ocurría una nueva trampa, y el sistema contra-atacaba con una nueva ley. Así millones de años.

Como la evolución no es un proceso finalizado, los que  «espiamos» el mundo microscópico, descubrimos algunos mecanismos que parecen acontecimientos históricos,vestigios de un pasado, algunas interacciones que son tan elaboradas que rozan la perfección, y algunas que aún les quedan siglos de limar y limar asperezas.

Una de las mayores motivaciones de escribir en este blog nació recopilando información de éstas «guerras moleculares». A veces, llegas a tal grado de fascinación, que te nace explicar y comentar lo sucedido, porque te parece demasiado grande para que el resto de la humanidad lo desconozca. Siempre se me ha dado bien contar «batallas», espero que las moleculares no sean la excepción.

Creo que queda suficientemente introducido el tema…Permanezcan atentos a sus pantallas…