He aquí por qué las vacunas COVID-19 como la de Pfizer deben mantenerse tan frías

Pfizer se apresura a obtener la aprobación de su vacuna COVID-19, solicitar autorización de uso de emergencia de la Administración de Drogas y Alimentos de los Estados Unidos el 20 de noviembre. Pero el gigante farmacéutico enfrenta un gran desafío en la distribución de su vacuna, que debe mantenerse a una temperatura ultracongelada de –70 ° Celsius, lo que requiere congeladores de almacenamiento especiales y contenedores de envío.

“Tiene algunos requisitos de almacenamiento únicos”, dice Kurt Seetoo, gerente del programa de inmunización del Departamento de Salud Pública de Maryland en Baltimore. “Normalmente no almacenamos las vacunas a esa temperatura, por lo que definitivamente es un desafío”.

Eso significa que, aunque es probable que la vacuna desarrollada por Pfizer y su socio alemán BioNTech sea la primera vacuna en llegar a la línea de meta en los Estados Unidos, su adopción puede, en última instancia, ser limitada. El comité de la FDA que supervisa las vacunas reunirse el 10 de diciembre para discutir la solicitud de uso de emergencia. Esa reunión se transmitirá en vivo en el sitio web de la agencia y en los canales de YouTube, Facebook y Twitter.

Las empresas también buscan autorización para distribuir la vacuna en Australia, Canadá, Europa, Japón, el Reino Unido y otras partes del mundo, lo que hace que su problema de congelación sea un desafío global.

Una vacuna similar desarrollada por Moderna y el Instituto Nacional de Alergias y Enfermedades Infecciosas de EE. UU. También requiere congelación. Pero sobrevive en un bálsamo –20 ° C, por lo que se puede conservar en un congelador estándar, e incluso se pueden almacenar a temperatura del refrigerador hasta por un mes. La mayoría de las vacunas no requieren congelación en absoluto, pero las vacunas de Pfizer y Moderna son un nuevo tipo de vacuna para el cual las bajas temperaturas son necesarias para evitar que las vacunas rompiendo y volviéndose inútil.

Ambas vacunas se basan en ARN mensajero, o ARNm, que contiene instrucciones para construir copias de la proteína de pico del coronavirus. Las células humanas leen esas instrucciones y producen copias de la proteína, que, a su vez, prepara al sistema inmunológico para atacar al coronavirus en caso de que llame.

Entonces, ¿por qué es necesario congelar la vacuna de Pfizer a temperaturas subantárticas y la de Moderna no?

Responder a esa pregunta requiere algunas especulaciones. No es probable que las empresas revelen todos los trucos y secretos comerciales que utilizaron para fabricar las vacunas, dice Sanjay Mishra, químico de proteínas y científico de datos del Centro Médico de la Universidad de Vanderbilt en Nashville.

Pero hay al menos cuatro cosas que pueden determinar qué tan frágil es una vacuna de ARNm y qué tan profundamente debe congelarse para mantenerla fresca y efectiva. La forma en que las empresas abordaron esos cuatro desafíos probablemente sea la clave para determinar qué tan frías deben estar las vacunas, dice Mishra.

El enigma del requisito de frío comienza con la diferencia química entre el ARN y su primo, el ADN.

Una de las razones por las que el ARN es mucho menos estable que el ADN se debe a una diferencia importante en los azúcares que forman la columna vertebral de las moléculas. La columna vertebral del ARN es un azúcar llamado ribosa, mientras que el ADN es desoxirribosa. La diferencia: al ADN le falta una molécula de oxígeno. Como resultado, “el ADN puede sobrevivir durante generaciones”, dice Mishra, pero el ARN es mucho más transitorio. “Y para la biología, eso es algo bueno”.

Cuando las células tienen un trabajo que hacer, generalmente necesitan poner en servicio las proteínas. Pero como la mayoría de los fabricantes, las células no tienen una reserva de proteínas. Tienen que hacer nuevos lotes cada vez. La receta para producir proteínas se almacena en el ADN.

En lugar de arriesgarse a dañar las recetas de ADN colocándolas en el mostrador de la cocina molecular mientras cocinan un lote de proteínas, las células hacen copias de ARN de la receta. Esas copias son leídas por maquinaria celular y utilizadas para producir proteínas.

Como un Misión imposible mensaje que se autodestruye una vez que se ha reproducido, muchos ARN se degradan rápidamente una vez leídos. La eliminación rápida de ARN es una forma de controlar la cantidad de una proteína en particular que se produce. Hay una gran cantidad de enzimas dedicadas a la destrucción del ARN que flotan dentro de las células y en casi todas partes. Pegar vacunas basadas en ARN en el congelador rápido evita que dichas enzimas rompan el ARN y hagan que la vacuna sea inerte.

Otra forma en que se diferencia la estabilidad de las moléculas radica en su arquitectura. Los hilos duales del ADN se entrelazan en una elegante doble hélice. Pero el ARN funciona solo en una sola hebra que se empareja consigo mismo en algunos puntos, creando formas fantásticas que recuerdan a paletas, horquillas y círculos de tráfico. Esas “estructuras secundarias” pueden hacer que algunos ARN sean más frágiles que otros.

Otro lugar más en el que las diferencias químicas del ADN y el ARN dificultan las cosas con el ARN es la parte de las moléculas que explican las instrucciones y los ingredientes de la receta. Las subunidades portadoras de información de las moléculas se conocen como nucleótidos. Los nucleótidos del ADN suelen estar representados por las letras A, T, C y G para adenina, timina, citosina y guanina. El ARN usa la misma A, C y G, pero en lugar de timina tiene una letra diferente: uracilo o U.

“Uracil es un problema porque sobresale”, dice Mishra. Aquellos que nos sobresalen son como una bandera que ondea a proteínas especiales del sistema inmunológico llamadas receptores tipo Toll. Esas proteínas ayudan a detectar ARN de virus, como el SARS-CoV-2, el coronavirus que causa COVID-19, y señalan a los invasores para su destrucción.

Todas estas formas en que el ARNm puede desmoronarse o ser interceptado por el sistema inmunológico crean una carrera de obstáculos para los fabricantes de vacunas. Las empresas deben asegurarse de que el ARN permanezca intacto el tiempo suficiente para ingresar a las células y hornear lotes de proteína de pico. Tanto Moderna como Pfizer probablemente manipularon la química del ARN para hacer una vacuna que pudiera hacer el trabajo: ambos han informado que sus vacunas están a punto de 95 por ciento efectivo a prevenir enfermedades en ensayos clínicos (SN: 16/11/20; SN: 18/11/20).

Si bien se desconocen los detalles del enfoque de cada empresa, es probable que ambas manipulen ligeramente las letras químicas de los ARNm para facilitar la lectura de las instrucciones por parte de la maquinaria celular humana. Las empresas también necesitan agregar ARN adicional, una tapa y una cola, que flanquean las instrucciones de la proteína de punta para hacer que la molécula sea estable y legible en las células humanas. Esa manipulación puede haber interrumpido o creado estructuras secundarias que podrían afectar la estabilidad del ARN, dice Mishra.

El problema del uracilo se puede resolver agregando una versión modificada del nucleótido, que los receptores tipo Toll pasan por alto, evitando al ARN de un ataque inicial del sistema inmunológico para que la vacuna tenga una mejor oportunidad de producir la proteína que desarrollará las defensas inmunológicas contra el virus. Exactamente qué versión modificada de uracilo que las empresas hayan introducido en la vacuna también podría afectar la estabilidad del ARN y, por lo tanto, la temperatura a la que se debe almacenar cada vacuna.

Finalmente, por sí misma, una molécula de ARN está por debajo de la atención de una célula porque es demasiado pequeña, dice Mishra. Entonces, las compañías recubren el ARNm con una emulsión de lípidos, creando pequeñas burbujas conocidas como nanopartículas de lípidos. Esas nanopartículas necesitan ser lo suficientemente grandes como para que las células las agarren, las lleven adentro y rompan la partícula para liberar el ARN.

Algunos tipos de lípidos resisten el calor mejor que otros. Es “como aceite regular versus grasa. Ya sabes que la manteca de cerdo es sólida a temperatura ambiente ”mientras que el aceite es líquido, dice Mishra. En el caso de las nanopartículas, “de qué están hechas marca una gran diferencia en la estabilidad que tendrán en general [maintain] las cosas de adentro “. Los lípidos que utilizaron las empresas podrían marcar una gran diferencia en la capacidad de la vacuna para resistir el calor.

La necesidad de almacenamiento ultrafrío podría limitar en última instancia la cantidad de personas que se vacunan con la vacuna de Pfizer. “Anticipamos que esta vacuna de Pfizer prácticamente solo se utilizará en esta fase inicial”, dice Seetoo.

Se espera que la primera ola de inmunizaciones llegue a los trabajadores de la salud y otros empleados esenciales, como los bomberos y la policía, y a las personas que están en alto riesgo de enfermarse gravemente o morir de COVID-19 en caso de contraerlo, como las personas mayores. viviendo en centros de enfermería.

Pfizer ha dicho a los funcionarios de salud que la vacuna se puede almacenar en contenedores de envío especiales que se recargan con hielo seco durante 15 días y se mantienen refrigerados durante otros cinco días después de descongelarlos, dice Seetoo. Eso les da a los funcionarios de salud 20 días para llevar la vacuna a los brazos de las personas una vez que se entregue. Pero la vacuna de Moderna y una serie de otras que aún están en prueba parecen durar más a temperaturas más cálidas. Si esas vacunas son tan efectivas como las de Pfizer, pueden ser candidatas más atractivas a largo plazo porque no necesitan un manejo especial tan extremo.

Fuente

DEJA UNA RESPUESTA

Por favor ingrese su comentario!
Por favor ingrese su nombre aquí