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Corría el año 1989. El médico estadounidense Robert Malone publicaba los resultados de una investigación que sentaría las bases para el desarrollo de una de las más importantes herramientas tecnológicas de los últimos tiempos. La frase “Utilizando un lípido sintético, hemos desarrollado un método eficiente y reproducible para la transfección de ARN”, puede leerse en las primeras líneas del artículo publicado el 1 de agosto en la revista PNAS. Malone, junto con Philip Felgner e Inder Verma, había logrado obtener actividad luciferasa al introducir el ARN mensajero (ARNm) de la luciérnaga común, Photinus pyralis, en diferentes líneas celulares.

Extracto de la bitácora de laboratorio de Robert Malone que describe la síntesis de ARNm para inyección en ratones (1989). Tomada de Dolgin, E. (2021).

¿Podría Malone imaginar en ese momento que, aproximadamente 30 años más tarde, la transfección de un ARN mensajero se convertiría en una de las mejores herramientas para combatir una pandemia? Probablemente no.

En principio, las vacunas que se basan en el uso de un ARN mensajero podrían parecer algo completamente novedoso, casi sacado de película de ciencia ficción, sin embargo, SpikeVax de la compañía Moderna y BNT162b2 de Pfizer-BioNtech con las que miles de personas han sido inmunizadas, son solo la punta del iceberg. La historia de la molécula que revolucionó la pandemia de COVID19 comenzó a finales de los años 90 con una idea: “Si las células eran capaces de producir una proteína cuando un ARN mensajero era introducido en ellas, quizá era posible utilizar al RNA como un fármaco o tratamiento”.

Activos de la compañías Moderna y Pfizer-BioNtech.

El trabajo de Malone no solo se limitó a la transfección de ARN mensajero en diferentes líneas celulares. Más tarde, en ese mismo año, realizó experimentos con embriones de rana africana Xaenopus laevis, y aunque su trabajo no hubiera sido posible sin los estudios previos de síntesis y funcionalidad del ARNm generado en vitro realizados por investigadores como Tom Maniatis, Michael Green, Paul Krieg y Douglas Melton. La publicación de los resultados obtenidos con embriones de rana, convirtió a Malone en el primer científico en realizar exitosamente una transfección mediada por liposomas en organismos vivos. 

Imagen representativa de la expresión ubicua de la proteína verde flourescente (GFP) en Xenopus laevis. Tomada de Dirks, R. P. et al. (2010).

Había nacido la base para el desarrollo del Rolls Royce de las vacunas, pero para varias compañías e investigadores, incluyendo Krieg y Melton, el ARNm era considerado más una herramienta para el estudio de la función de genes que un potencial candidato vacunal. Pasarían más de tres años (y algunas disputas legales relacionadas a patentes) para que un grupo reportará nuevamente resultados relacionados al uso de ARNm, particularmente, como herramienta para combatir infecciones. 

En 1993, un grupo liderado por Pierre Meulin de la compañía francesa Transgene, utilizó ARNm de la nucleoproteína (NP) del virus influenza A (IVA) para inducir la respuesta citotóxica mediada por linfocitos T (CTL) en el ratón blanco de laboratorio BALB/c. Habiendo obtenido resultados por demás favorables, el grupo patentó su trabajo con la intención de explorar la efectividad del uso del ARNm para la inmunización con antígenos virales bien definidos. De acuerdo a Meulin, el siguiente paso consistía en la optimización de la plataforma para su investigación, pero con el tiempo, la falta de la nada módica cantidad de 119 millones de dólares para lograrlo, llevó, eventualmente, a que la patente caducará. La idea general acerca de la inestabilidad del ARN y la cantidad de dinero necesaria tanto para optimización como experimentación, llevó a pequeñas empresas como Transgene y gigantes de la farmacéutica como la compañía Merck, a poner en pausa la investigación en relación al ARNm y optar por el diseño de vacunas utilizando otras diferentes plataformas, incluido el DNA.

Ratón blanco de laboratorio.

Durante la década de 1990 e inicios de los años 2000, la tecnología ARNm-liposoma se mantuvo a la sombra de otros candidatos vacunales, sin embargo, el uso potencial del ARNm como terapia fue aprovechado por investigadores del campo de la inmunología del cáncer, quienes sin saberlo, iban a generar para el estigmatizado de inestable ARN, la credibilidad necesaria para la investigación en el área de la vacunología que vendría más tarde. En 1997, Eli Gilboa propuso tomar células del sistema inmune de muestras de sangre, engañarlas para que internalizaran ARNm sintético con la secuencia necesaria para producir proteínas tumorales y, regresar las células engañadas al donador para que estas a su vez, pudieran instruir al sistema inmune en cómo combatir a un tumor. Las células engañadas fueron exitosas no solo en la tarea de generar una respuesta citotóxica en experimentos in vitro, sino también lograron, en el modelo B16-F10.9 conocido por ser poco inmunogénico y altamente metastásico, una dramática reducción en la metástasis del pulmón de ratones vacunados. Para finales de los 90s, Gilboa y algunos colaboradores ya habían escalado a ensayos clínicos en humanos. 

A) Células B16-F10 Clave ATCC CRL-6475. Las células B16-F10 fueron aisladas de un ratón con melanoma y se utilizan en modelos experimentales de metástasis. Las células B16-F10.9 utilizadas por Eli Gilboa son una clona de las células B16-F10. Tomado de B16-F10. B)  Imagen representativa de focos de metástasis en pulmones de ratón 14 días posteriores a la inoculación intravenosa de células B16F10. Tomado de Cheng, H., et al. (2015).

Lamentablemente, el trabajo de Gilboa presentó algunos problemas durante las últimas etapas de los ensayos clínicos, pero la propuesta de ARNm como candidato vacunal que desarrolló durante algunos años, motivó a Ingmar Hoerr y Ugue Sahin, integrantes y fundadores de dos de las más importantes compañías actualmente: CureVac y BioNTech.

¿Quieres saber más?

Dolgin, E. (2021), “The tangled History of mRNA Vaccines“, Nature, 597: 318-324.

mRNA Transfection of Cultured Eukaryotic Cells and Embryos Using Cationic Liposomes

Malone,R. W., et al. (1989), “Cationic liposome-mediated RNA transfection“, PNAS, 86 (16): 6077-6081.

Boczkowski, D., et al. (1996), “Dendritic cells pulsed with RNA are potent antigen-presenting cells in vitro and in vivo“, J. Exp. Med., 184 (2): 465-472.

  • Artículos
Alice Contributor
Colaboradora en La BioZona

Viróloga por vocación, inmunóloga por casualidad.

Candidata a Dr. en Ciencias Bioquímicas por el Instituto de Biotecnología de la UNAM. Estudio la respuesta inmune, innata y adaptativa, en infecciones virales.

Hago divulgación y difusión de ciencia, principalmente en medios escritos.

Co creadora de “Diferencias significativas” podcast.

Te platico de virus en Virology101

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