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Las vacunas a lo largo de la historia y el futuro de las mismas.

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5 abril 2021

AUTORES

  1. Raúl Gregorio de la Riva. Técnico Superior en Laboratorio de Diagnóstico Clínico. Hospital Provincial Nuestra Señora de Gracia. Zaragoza.
  2. Leticia Ricarte Leris. Técnico Superior en Laboratorio de Diagnóstico Clínico. Hospital Clínico Universitario Lozano Blesa. Zaragoza.
  3. María López Gómez. Técnico Superior en Laboratorio de Diagnóstico Clínico. Hospital Universitario Miguel Servet. Zaragoza.
  4. Victoria Millán Lázaro. Técnico Superior en Laboratorio de Diagnóstico Clínico. Hospital Universitario Miguel Servet. Zaragoza.
  5. Casandra Martín Fernández. Técnico Superior en Laboratorio de Diagnóstico Clínico. Hospital Universitario Miguel Servet. Zaragoza.
  6. Irene García Pallás. Técnico Superior en Laboratorio de Diagnóstico Clínico. Hospital Clínico Universitario Lozano Blesa. Zaragoza.

 

RESUMEN

Desde la primera vacuna desarrollada por Edward Jenner a las actuales vacunas de RNAm han pasado 225 años. El conocimiento de los agentes causantes de las enfermedades y de los mecanismos de protección del organismo frente a los mismos han aumentado considerablemente, sobre todo desde finales del siglo XIX, siendo en la segunda mitad del siglo XX el cuándo más logros se han conseguido en este campo.

 

Conforme aumentaba nuestro conocimiento de los agentes patógenos, las vacunas para prevenir sus efectos iban mejorando, desde las primeras vacunas donde se utilizaban agentes vivos atenuados a las modernas vacunas de RNAm, pasando por las vacunas de microorganismos muertos, subunidades de microorganismos, toxoides o DNA.

 

PALABRAS CLAVE

Vacuna, variolación, atenuados, inactivados, SARS-CoV-2.

 

ABSTRACT

225 years have elapsed between Edward Jenner’s development of the first vaccine and the creation of the current mRNA vaccines. The knowledge surrounding pathogens and the body’s immune response has increased considerably since the end of the 19th century with the greatest advances coming in the second half of the 20th century.

 

The quality of vaccines increased in tandem with our greater understanding of pathogens. From the first vaccine that used live attenuated agents, through vaccines using dead microorganisms, to subunit vaccines, toxoid vaccines, DNA recombinant vaccines to our modern mRNA vaccines.

 

KEY WORDS

Vaccine, variolation, attenuated, inactivated, SARS-CoV-2

 

OBJETIVO

Tener una visión a lo largo de la historia de los tipos de vacunas que se han desarrollado, así como sus diferencias y el enfoque actual de las vacunas presentes y futuras.

 

METODOLOGÍA

La información de este artículo ha sido revisada en bases de datos científicas, se han utilizado artículos de revistas científico-sanitarias, trabajos de doctorado y fin de grado y libros científicos. Como buscador se ha utilizado Google Académico.

 

RESULTADOS

INTRODUCCIÓN Y ENCUADRE HISTÓRICO:

De acuerdo con la Organización Mundial de la Salud, se entiende por vacuna cualquier preparación destinada a generar inmunidad contra una enfermedad estimulando la producción de anticuerpos. Puede tratarse, por ejemplo, de una suspensión de microorganismos muertos o atenuados, o de productos o derivados de microorganismos. El método más habitual para administrar las vacunas es la inyección, aunque algunas se administran con un vaporizador nasal y oral1.

 

Si bien se atribuye el descubrimiento de las vacunas al médico inglés Edward Jenner (1749 a 1823) por su desarrollo de la técnica de vacunación contra la viruela, al inocular una variante de viruela bovina en humanos para crear inmunidad frente a la viruela humana, no es la primera vez que se empleaba una técnica similar para el mismo propósito.

 

Pese a no conocer exactamente los medios de transmisión de enfermedades ni los agentes causantes de las mismas, un siglo antes en China se utilizaba la variolación para luchar contra la viruela. Esta técnica consiste en poner en contacto ropa o tejidos que han estado en contacto con las heridas que produce la viruela con un paciente sano, de manera que contraía la enfermedad, pero atenuada y ya nunca más se volvía a infectar de viruela2.

 

En África, la inoculación se realizaba al poner en contacto pus de una persona enferma sobre una incisión previamente realizada al sujeto que se quería inmunizar, dicha incisión se realizaba principalmente en la mano en los pliegues del muslo o codo3.

 

La variolación a diferencia de la vacunación propuesta por Jenner, utilizaba virus de la propia enfermedad a tratar (viruela humana), mientras que la vacunación inoculaba el virus de la viruela bovina.

 

Posteriormente, en el siglo XIX, en Francia, Louis Pasteur continuó con el estudio de las vacunas y los microorganismos que las producían. En este aspecto Pasteur estudió y experimentó para “frenar la enfermedad produciendo una respuesta inmune a través de un microorganismo debilitado mientras que el microorganismo (virus) contagiado progresa de manera natural. Su idea era, por tanto, promover una respuesta inmune más fuerte que se produjera en el tiempo existente entre la mordedura y la aparición de la enfermedad”4. Para ello, utilizó patógenos atenuados de la enfermedad. Pasteur observó que se podía atenuar los patógenos mediante la exposición de los mismos a agresiones ambientales, tales como las altas temperaturas, el exceso de oxígeno o productos químicos.

 

A mediados del siglo XX con el desarrollo de los cultivos celulares, se empezaron a utilizar para atenuar los patógenos mediante la creación de mutantes aleatorios de los patógenos que posteriormente se pueden aislar y multiplicar5.

 

TIPOS DE VACUNAS:

Las vacunas las podemos clasificar según su composición o según el material que se emplea para su fabricación.

Según su composición, podemos distinguir tres tipos de vacunas:

  • Vacunas monovalentes. Si en la vacuna hay un solo componente activo, es decir, se utiliza un único antígeno que va a producir un único tipo de anticuerpo.
  • Vacunas polivalentes. Si en la vacuna hay más de un componente activo pero perteneciente a la misma especie patogénica. Puede ser que de un mismo microorganismo se utilicen dos o más puntos antigénicos, o se utilicen distintas cepas de un mismo patógeno (Meningitis A y C).
  • Vacunas combinadas. Si la vacuna posee varios componentes activos de diferentes microorganismos (difteria, tétanos, tos ferina). Estas vacunas protegen frente a varias enfermedades en una sola aplicación6.

 

Según el material empleado para su fabricación podemos distinguir cinco tipos de vacunas:

  • Vacunas de organismos vivos atenuados: Estas vacunas poseen el microorganismo del cual queremos obtener la inmunidad, pero en lugar de encontrarse en su estado natural, ha sido atenuado. Para poder conseguir estos microorganismo atenuados se utilizan diversas técnicas como cultivar el microorganismo en condiciones no naturales de temperatura (altas o muy bajas), se pueden hacer diluciones y pases consecutivos del cultivo de crecimiento, o se puede hacer crecer al germen a través de células animales distintas a su huésped natural.
  • Vacunas de organismos inactivados: En el caso de estas vacunas están compuestas por un microorganismo muerto que contiene todas sus estructuras, tanto externas como internas, de manera que estimula mucho el sistema inmunológico. Para matar los microorganismos se utiliza el calor, luz ultravioleta, fenol, formaldehido o thimerosal. Este tipo de vacunas generalmente requieren de múltiples aplicaciones para garantizar su efectividad ya que en el proceso de inactivación se pueden desnaturalizar las proteínas antigénicas, haciendo que se pierda la capacidad inmunogénica.
  • Vacunas de subunidades o purificadas: Estas vacunas poseen compuestos químicos purificados del microorganismo a vacunar que son los responsables de estimular el sistema inmunitario. En el caso de bacterias suelen utilizarse polisacáridos de la membrana celular. En el caso de virus, se suelen emplear proteínas purificadas. Para conseguir estos compuestos purificados se utilizan métodos de filtración, calor y extracción con distintos tipos de solventes. Este tipo de vacunas, al igual que las vacunas de microorganismos inactivados no pueden causar infección una vez inoculadas ya que no se trata de un microorganismo completo y no posee capacidad de replicación. La respuesta inmune que se obtiene de este tipo de vacunas es inferior y requiere de múltiples dosis para mantener la inmunidad.
  • Vacunas con toxoides: Estas vacunas en lugar de utilizar microorganismos para estimular la producción de anticuerpos utilizan las toxinas que generan dichos microorganismos. Estas toxinas se tratan para eliminar su poder patógeno7,8.
  • Vacunas de DNA: Este tipo de vacunas son similares a las de subunidades, solo que en lugar de introducir las proteínas antigénicas para estimular el sistema inmune se utiliza una cadena de DNA introducida en un plásmido que una vez introducido en la célula humana, utiliza la maquinaria de ésta para producir la proteína antigénica. El problema de este tipo de vacunas es que para que surja efecto el DNA tiene que llegar al núcleo celular para que pueda producir las proteínas deseadas. Otro problema es el miedo a la posible integración del DNA exógeno en el DNA del paciente.

 

Con el avance de la tecnología molecular y genética, se ha abierto un nuevo campo en la producción de vacunas. La utilización de ARNm. Esta tecnología de vacunación ya se utilizaba en el ámbito veterinario pero ha dado el salto a los humanos debido a la pandemia producida por el virus SARS-CoV-2 (coronavirus).

 

El RNAm, responsable de codificar la producción de proteínas en las células, es una molécula monocatenaria corta, compuesta por ácido ribonucleico, es más inestable que el DNA y de fácil degradación9.

 

Para que el RNA sea efectivo y llegue a las células sin degradarse ha de ser protegido. Las moléculas de RNAm se recubren en un liposoma de manera que éste penetra en las células por endocitosis liberando el RNAm y permitiendo la producción de proteínas que posteriormente salen a la superficie celular para poder ser reconocidas por el sistema inmune. Al introducir las partículas de RNAm en un liposoma, éste se puede modificar para que reconozca un tipo de células concreto. Para que el RNA no sea rechazado por las células hay que realizar un pequeño cambio en la secuencia, sustituyendo las moléculas de Uridina de la secuencia por pseudouridina.

 

Este tipo de vacunas activan la respuesta inmune mediante varios mecanismos. En primer lugar, estimulan la producción de anticuerpos y en segundo lugar se reclutan linfocitos T citotóxicos tras la unión de las proteínas víricas al complejo mayor de histocompatibilidad tipo I (MHC).

 

CONCLUSIÓN

Desde el descubrimiento de las vacunas hace más de doscientos años se ha avanzado mucho en la comprensión tanto de la estructura cómo de los métodos de infección de los virus y bacterias. También se conoce en profundidad el sistema inmunológico y cómo este interactúa con los microorganismos para generar la respuesta inmune.

 

Gracias a este conocimiento hemos podido evolucionar las vacunas desde las primeras donde se utilizan microorganismos vivos a las últimas, donde ya no se utiliza más que pequeños fragmentos de RNAm.

 

Las modernas vacunas de RNAm tienen múltiples ventajas desde la rapidez en su fabricación, ya que no dependen de cultivos celulares masivos para replicar los microorganismos a inyectar a la facilidad de modificar la vacuna en caso de aparición de mutaciones que alteran la efectividad de la vacuna. Estas vacunas al no poseer microorganismos completos ni toxinas, producen pocas reacciones adversas y la respuesta inmunitaria que genera es alta. Este tipo de vacunas son el futuro en la lucha eficaz y rápida frente a nuevas enfermedades.

 

BIBLIOGRAFÍA

  1. OMS. Organización Mundial de la Salud. [Online].; 2021. Available from: https://www.who.int/topics/vaccines/es/.
  2. Lu Z. Zhangshi yitong (the comprehensive book of medicine by Zhang Lu). In Lu Z.. Shanghai; 1695, 1990 reprint 697.
  3. González Cárdenas DM,RGMEFHBGdMIM. LA VARIOLACION Y EL ADVENIMIENTO DE LA VACUNA CONTRA LA VIRUELA. Revista habanera de ciencias médicas. 2007 junio; 6(2).
  4. J. AT. Pioneros de la Microbiología: Lous Pasteur. 2016. Trabajo Fin de grado inédito. Universidad de Sevilla.
  5. Plotkin SA. Vaccines past, present and future. Nature Medicine Supplement. 2005 Abril; 11(4).
  6. https://barcelonaprosics.files.wordpress.com/2012/04/aspectos_generales-vacunacion-viajarsano1.pdf 5ESAgslv[[2M1Af. Española S. Aspectos generales sobre la vacunación. [Online].; 2012 [cited 2021 marzo 23. Available from: https://barcelonaprosics.files.wordpress.com/2012/04/aspectos_generales-vacunacion-viajarsano1.pdf.
  7. Braulio Castelblanco NL. Vacunas: Breve repaso del pasado, presente y futuro. 2019. Facultad de Medicina, Universidad de Antioquía.
  8. Kurt L. The Vaccine Controversy, The History, use and safety of vaccinations: Praeger Publishers; 2005.
  9. A.I. Dacosta Urbieta IRCJGRFMT. Vacunas frente al SARS-CoV-2: actualización práctica. Pediatría Integral (SEPEAP). 2020 diciembre; XXIV(8).