Coronavirus: Los candidatos a vacuna que se están investigando en España

El grupo de Luis Enjuanes: crear un coronavirus atenuado

El grupo del Laboratorio de Coronavirus , dirigido por Luis Enjuanes e Isabel Sola , en el Centro Nacional de Biotecnología (CNB-CSIC), está trabajando en el candidato español a vacuna que podría generar la respuesta inmune más completa y duradera.

Los investigadores buscan crear un coronavirus atenuado , es decir, un microorganismo muy similar al virus SARS-CoV-2 pero que carece de capacidad de infectar o de producir enfermedad. A través de modernas técnicas de ingeniería genética, que permiten desactivar los genes de virulencia, crean una «copia» inofensiva del coronavirus para preparar al sistema inmune para responder ante el enemigo real.

«Lo primero que queremos conseguir es una copia sintética del virus», ha explicado a ABC Sonia Zúñiga , investigadora que trabaja en este candidato a vacuna y con décadas de experiencia en coronavirus. «Digamos que ya casi lo tenemos», ha añadido.

Los investigadores de este laboratorio fueron los primeros del mundo en modificar el genoma de un coronavirus, en este caso un virus que no infectaba a humanos, en el año 2000. Son pioneros en crear unas herramientas de genética reversa , que permiten manipular los genes de estos virus para investigarlos o crear copias atenuadas. (Se habla de genética reversa porque «traducen» el material genético del virus, en forma de ARN, en ADN, para poder manipularlo y producir nuevas copias del virus, dándole la vuelta al proceso natural).

Gracias a eso, hasta ahora ya habían acumulado mucha experiencia y habían creado versiones no infectivas del SARS (muy similar al SARS-CoV-2 y que causó una epidemia en 2003) y del MERS (que causó otra epidemia en 2012).

«Los virus atenuados, al ser virus completos, se presentan como un virus normal, así que en principio generan una respuesta inmune más completa, equilibrada y prolongada que la que dan vacunas basadas en un solo componente (como una proteína del virus)», ha dicho Zúñiga. Sin embargo, ha destacado, la duración de la inmunidad que dé la vacuna dependerá de cuánto dure la inmunidad generada por el propio virus SARS-CoV-2, especialmente en las mucosas respiratorias, donde suele ser más breve.

Otro punto clave es la seguridad. Al consistir la vacuna en un virus atenuado, se ha de evitar que pueda diseminarse por su cuenta o hacerse más infectivo: «Una vacuna basada en un virus atenuado requiere muchos más controles y medidas adicionales de seguridad para que no se pueda diseminar, de ahí que el principal inconveniente de este tipo de vacuna es el tiempo que tarda en desarrollarse». En este caso, además, están trabajando en reforzar las medidas de seguridad para que su candidato reciba aprobación para ser probado en ensayos con humanos.

En este laboratorio están avanzando en varios frentes más. Están usando la genética reversa para crear distintos coronavirus atenuados y están evaluando el papel de la aplidina y de otros compuestos como tratamientos contra el coronavirus. Además, están evaluando la eficacia de anticuerpos monoclonales frente al coronavirus en colaboración con varios grupos de investigación europeos y están investigando el funcionamiento del coronavirus durante la infección en colaboración con el grupo de Adolfo García Sastre , codirector de la Escuela de Medicina de Icahn en el Monte Sinaí, en Nueva York.

Según Zúñiga, en septiembre u octubre podrían comenzar los ensayos con el candidato a vacuna en ratones transgénicos, modificados para expresar el receptor (de nombre ACE2) que el coronavirus emplea para atacar las células humanas.

«Estamos muy lejos de otras vacunas», ha concluido Sonia Zúñiga. «Por ejemplo, la vacuna del grupo de Mariano Esteban, en el CNB-CSIC, está bastante más adelantada. Pero como científica no lo veo como una carrera , lo importante es que una vacuna se pueda usar si hay un próximo brote».

El grupo de Mariano Esteban: el virus vaccinia como vehículo

Una vacuna es un fármaco capaz de emular la infección de un patógeno, con el objetivo de que el organismo prepare sus defensas para cuando se produzca la amenaza real. Ya hemos visto que un virus atenuado, que no puede diseminarse pero que se presenta completo al sistema inmune, puede cumplir esta función.

Pero en la batalla contra el SARS-CoV-2 otra forma de lograrlo es conseguir que las células humanas produzcan uno de los componentes que este virus tiene en su exterior: apenas una porción, que resulta inofensiva pero que puede «alertar» al sistema inmune. Uno de estos componentes es la proteína S o proteína de la espícula, una gran complejo molecular a través del cual el virus reconoce a las células humanas y logra infectarlas. Es casi como la llave que abre la cerradura de las células humanas para poder atacarlas.

En el Laboratorio de Poxvirus y Vacunas del Centro Nacional de Biotecnología (CNB-CSIC), dirigido por Mariano Esteban, tratan de conseguir que las células humanas produzcan esta proteína S (la llave), para conseguir una vacuna. Para lograrlo, usan un «mensajero» para llevar las instrucciones genéticas necesarias hasta las células humanas: otro virus.

Este virus es una cepa altamente atenuada del virus vaccinia, que carece de capacidad de replicarse y de producir más partículas virales, y que se denomina virus Vaccinia Modificado de Ankara o MVA.

«Nuestra ventaja es que utilizamos un vector (el MVA) que ya está aprobado para uso en humanos , por parte de las agencias reguladoras americana y europea», ha explicado Juan García Arriaza , investigador en el laboratorio de Mariano Esteban que ha estado impulsando el desarrollo de este candidato a vacuna desde enero. La causa de que esté aprobado es que «fue utilizado como vacuna frente a la viruela durante la campaña de erradicación de dicha enfermedad en los años 70», según ha comentado.

Por eso, hoy se sabe que el MVA es un virus muy seguro y que no replica en células humanas. Pero tiene más ventajas: «Además se manipula de forma sencilla, tiene un bajo coste de producción y es estable térmicamente, sin necesidad de refrigeración, lo que es importante por ejemplo en países tropicales. Por otro lado es un vector viral muy inmunogénico, capaz de activar de forma muy robusta tanto la producción de anticuerpos, como la activación de células T».

Todo esto hace que el MVA sea un vector idóneo. De hecho, en el laboratorio de Mariano Esteban este vector se han empleado y probado ya en muchos candidatos vacunales frente a varias enfermedades humanas, como SIDA, hepatitis C, chikungunya, ébola, y zika, entre otras. En el caso del SIDA, uno de estos candidatos basado en el MVA entró en ensayos clínicos, mientras que en las otras enfermedades otros candidatos mostraron una alta inmunogenicidad y eficacia en ensayos en ratones o macacos.

Sin embargo, dado que el MVA fue empleado como vacuna frente a la viruela en los años 70, aquellas personas a las que se suministró esta vacuna podrían tener inmunidad frente a este candidato a vacuna, «lo cual pudiera disminuir la respuesta inmunitaria frente al coronavirus». ha explicado García Arriaza. «Es algo, que habría que evaluar», ha adelantado.

En teoría, una vacuna que usa la proteína S como diana generaría una inmunidad menos duradera que la proporcionada por un virus atenuado, que tiene como diana toda la partícula vírica. Pero Juan García Arriaza recuerda que la mayoría de las vacunas que se están desarrollando para frenar al coronavirus utilizan la proteína S como diana y que, además, hay formas de aumentar su inmunogenicidad, como suministrar dosis sucesivas de vacuna o combinarla con otras , aprovechando así la seguridad que da usar el MVA.

Según ha dicho el investigador, los experimentos en ratones empezaron la semana pasada: «Ahora pretendemos analizar la inmunogenicidad de la vacuna, es decir cómo se activa el sistema inmunitario tras la vacunación», ha aclarado. Está previsto que estos ensayos se extiendan unos dos meses.

Ya en verano, quizás a partir de julio , García Arriaza comenzaría los estudios en unos ratones transgénicos susceptibles a la infección por coronavirus, puesto que están modificados para expresar el receptor ACE2 que el coronavirus reconoce para entrar en las células humanas. Ahí, evaluarán «si el candidato vacunal es capaz de proteger frente a la infección».

Más adelante, si los resultados fueran positivos, habría que hacer estudios en otros animales «susceptibles a ser infectados por el coronavirus y de reproducir los síntomas de la enfermedad, como hámsters, hurones o macacos », según ha dicho el científico. Ya han iniciado conversaciones para ir avanzando en este camino.

Por otro lado, dado que el MVA ya se ha utilizado en ensayos clínicos, García Arriaza espera que se agilicen los trámites necesarios para producir la vacuna en condiciones GMP (del inglés, «Good Manufacturing Practices») y conseguir la aprobación de su vacuna por parte de la Agencia Española del Medicamento. De ser así, los viales de la vacuna estarían listos para empezar los ensayos clínicos este año .

El grupo de Vicente Larraga: ADN para «enseñar» al sistema inmune

En el grupo de Mariano Esteban se usa un virus para introducir las instrucciones genéticas necesarias para producir la proteína S del coronavirus en las células humanas, de forma que esta gran molécula «alerte» al sistema inmune. Otra forma de hacerlo es introducir estas instrucciones genéticas sin necesidad de usar un virus. Por ejemplo, esto se puede lograr usando un plásmido, una cadena circular de ADN.

Esta es la aproximación empleada por el grupo de Vicente Larraga , jefe del Laboratorio de Parasitología Molecular del Centro de Investigaciones Biomédicas (CIB-CSIC) Margarita Salas, con más de 20 años de experiencia en el desarrollo de vacunas.

«Hemos desarrollado un vector plasmídico: es una molécula sintética de ADN circular capaz de introducirse en una célula de mamífero , llegar hasta el núcleo e integrar un gen (normalmente de un antígeno del agente infeccioso que se quiere combatir) que nosotros introducimos en ella para que sea expresada la proteína de forma natural por la célula», ha explicado Vicente Larraga a ABC. En este caso, como ya hemos dicho, este antígeno es la proteína S de la espícula, la «llave» con la que el virus entra en las células.

En opinión de este investigador, este tipo de candidato a vacuna tiene la gran ventaja de que «es rápido y fácil de producir». De hecho, ha considerado que si se obtuvieran resultados positivos en experimentos con animales, «los problemas adicionales de producción industrial estarían ya casi resueltos, con lo que se produciría un avance de meses en las pruebas en humanos ».

Este avance podría ser notable, si el candidato diera buenos resultados: «Ya tenemos el plásmido desarrollado con la empresa CZvaccines , del grupo Zendal, la única empresa española con permiso para producir vacunas», ha comentado Larraga.

Esto es posible porque el grupo de Vicente Larraga ya tiene desarrollada una vacuna frente a otro agente infeccioso, la Leishmania, en perros, donde ha obtenido una eficacia superior al 65% .

Además, Larraga ha comentado que se podría aumentar el número de dosis producidas por el plásmido, abaratando los costes de la producción, y que este candidato no necesitaría mantener la cadena de frío, lo que sería fundamental «para su transporte y distribución en zonas de dificil acceso en paises en vías de desarrollo ».

Un problema que pueden tener los candidatos basados en plásmidos de ADN es que todavía no se han empleado en ninguna vacuna aprobada en humanos. Sin embargo, en otros laboratorios sí que se han hecho pruebas en humanos con estos vectores en una vacuna frente al SARS (el coronavirus que causó la epidemia de 2003).

En este momento, los investigadores están en una etapa temprana del desarrollo de la vacuna, en la que están introduciendo en los plásmidos varios genes de proteínas del virus SARS-CoV-2 relacionadas con la infectividad. Después de completar esta etapa, harán pruebas en células de riñón de mono para analizar si estas instrucciones genéticas permiten producir proteínas, entre ellas la proteína S. Si todo va bien, «quizás podamos empezar los experimentos de eficacia y seguridad en ratones en verano», ha comentado el investigador.

El grupo de José Martínez Costas: proteínas para despertar la inmunidad

Algunas de las vacunas de las que hemos hablado se basan en darles instrucciones genéticas a las células humanas para que produzcan una de las proteínas del coronavirus. Pero se puede hacer algo más directo: introducir las proteínas del virus en las células. El problema en este caso es «fabricarlas» en el laboratorio.

El equipo de José Manuel Martínez Costas , en el Centro Singular de Investigación en Química Biológica y Materiales Moleculares (CIQUS) de la Universidad de Santiago de Compostela, lleva años trabajando en un sistema capaz de producir las proteínas «in vitro» para luego introducirlas en las células y activar la respuesta inmune.

«Consiste en hacer que cualquier tipo de célula, ya sean bacterias, levaduras o células de insectos, produzca microesferas de proteínas », ha explicado a ABC este investigador. «Las propias células introducen en esas esferas antígenos virales, en este caso algunas proteínas del SARS-CoV-2 (que pueden activar la respuesta del sistema inmune)».

Estas esferas se pueden purificar fácilmente y al ser inyectadas, o quizás al ser inhaladas, podrían ejercer su papel de activar la respuesta inmune y conferir protección frente al coronavirus.

Además, la gran ventaja de este sistema es que es «muy barato y rápido de producir», en opinión del investigador. Por otra parte, resulta estable y no requiere mantener la cadena de frío , lo que es crucial en países tropicales, por ejemplo, ni añadir adyuvantes, otros compuestos que estimulan la respuesta inmune: las propias microesferas cumplen esa función.

En el lado negativo, el investigador ha explicado que alguna de las proteínas del virus podría ser difícil de producir por estos métodos.

Martínez Costas ha recalcado que en este momento tendrán que «probar con tres o cuatro proteínas diferentes, y en distintas combinaciones», hasta obtener el candidato más eficaz.

Ya tienen experiencia: «Desarrollamos este sistema hace tiempo, y ensayamos con éxito en modelos animales, candidatos a vacuna para el virus de la lengua azul, la peste equina africana y cáncer, con un modelo de melanoma en ratón», ha detallado.

Los investigadores ya están obteniendo algunas de las microesferas, y esperan que en un par de semanas ya puedan enviarlas para hacer ensayos en animales de laboratorio, que se llevarán a cabo en el Centro de Investigación en Sanidad Animal (CISA) de Valdeolmos (Madrid).

Otros grupos españoles tras la vacuna

Los grupos de los que hemos hablado representan a algunos de los equipos de investigadores que más tiempo llevan desarrollando un candidato a vacuna para la COVID-19, pero no son los únicos.

El Fondo COVID-19 , lanzado por el Instituto de Salud Carlos III (ISCIII) en marzo, ha impulsado varios proyectos no mencionados hasta ahora para desarrollar una vacuna: en la Universidad Ramón Llull (basado en una vacuna de microARN); en la Universidad de Santiago , donde se estudia perfeccionar unos vectores peptídicos que podrían servir más adelante para estudiar otro candidato; en la Fundación Miguel Servet-Navarra Biomed , donde trabajan en plataformas de desarrollo de vacunas contra el SARS-CoV-2, para mejorar la ingeniería de posibles vacunas; en el Instituto de Investigación Biomédica Augusto PI i Sunyer (IDIBAPS), donde otro proyecto investiga un candidato basado en microARN; en el Instituto Nacional de Investigación y Tecnología Agraria y Alimentaria, donde se investiga un vector basado en plásmidos.

Además, el grupo del investigador Carlos Martín Montañés, de la Universidad de Zaragoza, investiga si un candidato a vacuna para la tuberculosis , llamado MTBVAC, puede tener un efecto protector frente a la COVID-19 en macacos. Por último, un potente consorcio entre investigadores de la Fundación Lucha Contra el Sida, IrsiCaixa y el Hospital Universitario Germans Trias i Pujol , entre otros, buscan otro candidato a vacuna, y piden colaboración a través de la web « Yomecorono.com ».