Los científicos tienen muchos enfoques para concebir las vacunas contra un microbio. Esas elecciones suelen basarse en información fundamental sobre el microbio tales como la manera que infecta las células y cómo el sistema inmunitario responde ante él, además de consideraciones prácticas como las regiones del mundo donde se usaría la vacuna. Las siguientes son algunas de las opciones que los investigadores pueden considerar:
- Vacunas vivas atenuadas
- Vacunas inactivadas
- Vacunas de subunidades
- Vacunas con toxoides
- Vacunas combinadas
- Vacunas de ADN
- Vacunas de vectores recombinantes
VACUNAS VIVAS ATENUADAS
Las vacunas vivas atenuadas contienen una versión de microbios vivos que han sido debilitados en el laboratorio para que no puedan causar la enfermedad. Dado que la vacuna viva atenuada es lo más parecido a una infección natural, estas vacunas son buenas "maestras" para el sistema inmunitario. Provocan respuestas celulares y de anticuerpos fuertes y a menudo ofrecen inmunidad de por vida con solo una o dos dosis.
A pesar de las ventajas de las vacunas vivas atenuadas, existen algunas desventajas. Es natural que los organismos vivos cambien, o muten, y los que se usan en las vacunas vivas atenuadas no son la excepción. Existe la posibilidad remota de que un microbio atenuado en la vacuna pueda adoptar una forma virulenta y provocar una enfermedad. Además, no todas las personas pueden recibir de manera segura las vacunas vivas atenuadas. Para su propia protección, aquellas personas que tengan sistemas inmunitarios debilitados o trastornos inmunológicos porque hayan recibido tratamiento de quimioterapia o tengan VIH, por ejemplo, no pueden recibir vacunas vivas.
Otra limitación es que a las vacunas vivas atenuadas deben estar usualmente refrigeradas para conservar su potencia inmunizante. Es probable que la vacuna viva no sea la mejor opción si se debe enviar al extranjero o si debe ser almacenada por personal de cuidado de salud en países en vías de desarrollo que carecen de un sistema de refrigeración generalizado.
Las vacunas vivas atenuadas son relativamente fáciles de crear para algunos virus. Las vacunas contra el sarampión, las paperas y la varicela, por ejemplo, se crean con este método. Los virus son microbios simples que contienen una pequeña cantidad de genes, por lo tanto, los científicos pueden controlar más rápidamente sus características. Los virus suelen atenuarse mediante un método que desarrolla generaciones de ellos en células donde no se reproducen adecuadamente. Este entorno hostil debilita a los virus: a medida que evolucionan para adaptarse al nuevo entorno, se hacen más débiles con respecto a su entorno natural, los seres humanos.
Las vacunas vivas atenuadas son más difíciles de crear para las bacterias. Las bacterias tienen miles de genes y por lo tanto son más difíciles de controlar. Sin embargo, los científicos que trabajan con vacunas vivas para una bacteria pueden usar tecnología de ADN recombinante para eliminar varios genes clave. Se ha utilizado este enfoque en la creación de la vacuna contra la bacteria que causa el cólera, Vibrio cholerae, aunque la vacuna viva contra el cólera todavía no está aprobada en Estados Unidos.
VACUNAS INACTIVADAS
Los científicos producen vacunas inactivadas al matar el microbio que provoca la enfermedad a través de químicos, calor o radiación. Estas vacunas son más estables y seguras que las vacunas vivas: los microbios muertos no pueden mutar al estado en el que causaban la enfermedad. Por lo general, las vacunas inactivadas no requieren refrigeración y pueden almacenarse y transportarse liofilizadas, lo cual las hace más accesibles para las personas en países en desarrollo.
Sin embargo, la mayoría de las vacunas inactivadas estimulan una respuesta más débil del sistema inmunitario que las vacunas vivas. Por ello, seguramente serían necesarias varias dosis adicionales o vacunas de refuerzo para mantener la inmunidad de una persona. Resultarían inconvenientes en zonas donde la gente no tiene un acceso regular a los servicios de salud y no puede recibir vacunas de refuerzo a tiempo.
VACUNAS DE SUBUNIDADES
En lugar del microbio completo, las vacunas de subunidades solo incluyen los antígenos que mejor estimulan el sistema inmunitario. En algunos casos, estas vacunas utilizan epítopos, las porciones determinantes del antígeno que los anticuerpos o las células T reconocen y a las cuales de adhieren. Como las vacunas de subunidades contienen solo los antígenos esenciales y no todas las otras moléculas que componen el microbio, las posibilidades de experimentar reacciones adversas a la vacuna son menores.
Las vacunas de subunidades pueden contener de 1 a 20 o más antígenos. Por supuesto que identificar cuáles antígenos estimulan mejor al sistema inmunitario es un proceso complicado y prolongado. Sin embargo, una vez que los científicos lo hacen, pueden crear vacunas de subunidades de dos maneras diferentes:
- Pueden desarrollar el microbio en el laboratorio y luego usar químicos para descomponer y reunir los antígenos importantes.
- Pueden fabricar las moléculas del antígeno a partir del microbio con tecnología de ADN recombinante. Las vacunas creadas de esta manera se denominan "vacunas de subunidades recombinantes".
Se ha formulado una vacuna de subunidades recombinante para el virus de la hepatitis B. Los científicos introdujeron genes de la hepatitis B que codifican importantes antígenos en levadura común. La levadura luego produce los antígenos, los cuales son reunidos y purificados por los científicos para usar en la vacuna. Continúa la investigación de una vacuna de subunidades recombinante contra el virus de la hepatitis C.
VACUNAS CON TOXOIDES
Para las bacterias que segregan toxinas, o sustancias químicas nocivas, una vacuna con toxoides puede ser la respuesta. Estas vacunas se usan cuando una toxina bacteriana es la causa principal de la enfermedad. Los científicos han descubierto que pueden inactivar las toxinas tratándolas con formalina, una solución de formaldehído y agua esterilizada. Estas toxinas "con su acción tóxica destruida", denominadas toxoides, son seguras para utilizarlas en vacunas.
Cuando el sistema inmunitario recibe una vacuna que contiene toxoides inocuos, aprende a combatir la toxina natural. El sistema inmunitario produce anticuerpos que atrapan y bloquean la toxina. Las vacunas contra la difteria y el tétanos son ejemplos de vacunas con toxoides.
VACUNAS COMBINADAS
Si una bacteria tiene un recubrimiento exterior de moléculas de azúcar, llamadas polisacáridos, como es el caso de muchas bacterias dañinas, los investigadores buscarán una vacuna combinada para combatirla. Las capas de polisacáridos ocultan los antígenos de las bacterias para que el sistema inmunitario inmaduro de bebés y niños pequeños no los detecte ni reaccione contra ellos. Las vacunas combinadas, un tipo especial de vacuna de subunidades, se encargan de este problema.
Al preparar una vacuna combinada, los científicos unen los polisacáridos con los antígenos o toxoides de un microbio que el sistema inmunitario de un bebé pueda detectar. El vínculo ayuda al sistema inmunitario a reaccionar contra las capas de polisacáridos y defiende contra las bacterias que provocan la enfermedad.
La vacuna que protege contra el virus Haemophilus influenzae tipo B (Hib) es una vacuna combinada.
VACUNAS DE ADN
Luego de analizar los genes de un microbio, los científicos pueden tratar de crear una vacuna de ADN para combatirlo.
Aunque todavía están en fase experimental, estas vacunas son prometedoras y distintos tipos están siendo probadas en seres humanos. Las vacunas de ADN llevan la inmunización a un nuevo nivel tecnológico. Estas vacunas atacan directamente el material genético del microbio en lugar de hacerlo en todo el organismo y sus partes. En particular, las vacunas de ADN usan los genes que codifican para todos esos antígenos importantes.
Los científicos descubrieron que al introducir los genes de antígenos de un microbio en el cuerpo, algunas células asimilan ese ADN. El ADN instruye a esas células para que produzcan moléculas de antígeno. Las células segregan los antígenos y los exhiben en la superficie. En otras palabras. las propias células del cuerpo se convierten en fábricas de vacunas, creando los antígenos necesarios para estimular el sistema inmunitario.
Una vacuna de ADN contra un microbio puede provocar una fuerte respuesta de anticuerpos contra los antígenos libres segregados por las células; además, la vacuna también estimula una fuerte respuesta celular contra los antígenos microbianos exhibidos en la superficie celular La vacuna de ADN no podría transmitir la enfermedad porque no contiene el microbio, sino solo copias de algunos de sus genes. Por otra parte, las vacunas de ADN son relativamente fáciles y económicas de concebir y producir.
Las llamadas vacunas de ADN desnudo están compuestas por ADN que se administra directamente en el cuerpo. Estas vacunas pueden administrarse usando una aguja y una jeringa o con un dispositivo sin agujas que usa gas de alta presión para inyectar partículas microscópicas de oro revestidas con ADN directamente en las células. Algunas veces, el ADN se mezcla con las moléculas y facilita su absorción en las células del cuerpo. Las vacunas de ADN desnudo probadas en seres humanos incluyen aquellas contra los virus causantes de influenza y herpes.
VACUNAS DE VECTORES RECOMBINANTES
Las vacunas de vectores recombinantes son vacunas experimentales similares a las vacunas de ADN, pero usan virus o bacterias atenuadas para introducir ADN microbiano en las células del cuerpo. "Vector" se refiere al virus o bacteria utilizado como portador.
En la naturaleza, los virus de adhieren a las células e inyectan su material genético en ellas. Los científicos de los laboratorios han aprovechado la ventaja de este proceso. Descubrieron cómo aislar los genomas grandes de ciertos virus inofensivos o atenuados e insertar porciones de material genético de otros microbios en ellos. Los virus portadores llevan el ADN microbiano a las células. Las vacunas de vectores recombinantes simulan una infección natural y, por esta razón, son efectivas para estimular el sistema inmunitario.
También pueden usarse bacterias atenuadas como vectores. En estos casos, debido al material genético introducido, la bacteria exhibe los antígenos de otros microbios en su superficie. De hecho, las bacterias inofensivas imitan el comportamiento de un microbio nocivo y provocan una respuesta inmunitaria.
Actualmente los investigadores trabajan en la elaboración de vacunas de vectores recombinantes virales y bacterianas contra VIH, rabia y sarampión.
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