Varias tecnologías y herramientas médicas tuvieron la oportunidad de demostrar su valía por primera vez en el contexto de COVID-19. Tres investigadores que trabajan en el campo de las vacunas genéticas, los diagnósticos portátiles y el descubrimiento de fármacos explican cómo su trabajo estuvo a la altura del reto de la pandemia, y sus esperanzas de que cada tecnología esté ahora preparada para seguir haciendo grandes cambios en la medicina.

Vacunas genéticas

Hace treinta años, los investigadores inyectaron por primera vez en ratones genes de un patógeno extraño para producir una respuesta inmunitaria. Como muchos nuevos descubrimientos, estas primeras vacunas basadas en genes tuvieron sus altibajos. Las primeras vacunas de ARNm eran difíciles de almacenar y no producían el tipo de inmunidad adecuado. Las vacunas de ADN eran más estables, pero no eran eficaces a la hora de introducirse en el núcleo de la célula, por lo que no producían suficiente inmunidad.

Los investigadores fueron superando poco a poco los problemas de estabilidad, consiguiendo que las instrucciones genéticas estuvieran donde tenían que estar y haciendo que indujeran respuestas inmunitarias más eficaces. En 2019, los laboratorios académicos y las empresas de biotecnología de todo el mundo contaban con docenas de prometedoras vacunas de ARNm y ADN para enfermedades infecciosas, así como para el cáncer, en desarrollo o en ensayos clínicos en humanos de fase 1 y 2.

Cuando el COVID-19 llegó, las vacunas de ARNm en particular estaban listas para ser puestas a prueba en el mundo real. La eficacia del 94% de las vacunas de ARNm superó las más altas expectativas de los científicos.

Las vacunas de ADN y ARNm ofrecen enormes ventajas sobre los tipos tradicionales de vacunas, ya que utilizan únicamente el código genético de un patógeno, en lugar de todo el virus o la bacteria. Las vacunas tradicionales tardan meses, si no años, en desarrollarse. En cambio, una vez que los científicos obtienen la secuencia genética de un nuevo patógeno, pueden diseñar una vacuna de ADN o ARNm en días, identificar un candidato principal para los ensayos clínicos en semanas y fabricar millones de dosis en meses. Esto es básicamente lo que ocurrió con el coronavirus.

Las vacunas basadas en genes también producen respuestas inmunitarias precisas y eficaces. No sólo estimulan los anticuerpos que bloquean una infección, sino también una fuerte respuesta de las células T que puede eliminar una infección si se produce. Esto hace que estas vacunas puedan responder mejor a las mutaciones, y también significa que podrían ser capaces de eliminar infecciones crónicas o células cancerosas.

Las esperanzas de que las vacunas basadas en genes puedan proporcionar algún día una vacuna contra la malaria o el VIH, curar el cáncer, sustituir a las vacunas tradicionales menos eficaces o estar preparadas para detener la próxima pandemia antes de que empiece ya no son descabelladas. De hecho, muchas vacunas de ADN y ARNm contra una amplia gama de enfermedades infecciosas, para el tratamiento de infecciones crónicas y para el cáncer se encuentran ya en fases avanzadas y en ensayos clínicos. Como alguien que lleva décadas trabajando en estas vacunas, creo que su eficacia demostrada contra el COVID-19 dará paso a una nueva era de la vacunología con las vacunas genéticas a la cabeza.

Tecnología para la vestimenta y detección precoz de enfermedades

Durante la pandemia, los investigadores han aprovechado al máximo la proliferación de smartwatches, anillos inteligentes y otras tecnologías de salud y bienestar para vestir (“wereables”). Estos dispositivos pueden medir la temperatura de una persona, su ritmo cardíaco, su nivel de actividad y otros datos biométricos. Con esta información, los investigadores han podido rastrear y detectar las infecciones por COVID-19 incluso antes de que las personas noten que tienen algún síntoma.

A medida que crecía el uso y la adopción de los “wearables” en los últimos años, los investigadores empezaron a estudiar la capacidad de estos dispositivos para monitorear enfermedades. Sin embargo, aunque la recolección de datos en tiempo real era posible, los trabajos anteriores se habían centrado principalmente en las enfermedades crónicas.

Pero la pandemia sirvió de lente para centrar a muchos investigadores en el campo de la indumentaria sanitaria y les ofreció una oportunidad sin precedentes para estudiar la detección de enfermedades infecciosas en tiempo real. El número de personas potencialmente afectadas por una sola enfermedad -COVID-19- de una sola vez proporcionó a los investigadores una gran población de la que sacar provecho y con la que probar hipótesis. Combinado con el hecho de que más personas que nunca utilizan “wearables” con funciones de monitorización de la salud y que estos dispositivos recogen gran cantidad de datos útiles, los investigadores pudieron intentar diagnosticar una enfermedad utilizando únicamente los datos de esas prendas u objetos de vestir, un experimento con el que antes sólo podían soñar.

Los “wearables” pueden detectar los síntomas del COVID-19 u otras enfermedades antes de que los síntomas sean perceptibles. Aunque han demostrado ser capaces de detectar la enfermedad de forma temprana, los síntomas que estas prendas e instrumentos detectan no son exclusivos del COVID-19. Estos síntomas pueden predecir una serie de posibles enfermedades u otros cambios en la salud, y es mucho más difícil decir qué enfermedad tiene una persona que simplemente decir que está enferma de algo.

Al entrar en el mundo post-pandémico, es probable que más personas incorporen los wearables a sus vidas y que los dispositivos no hagan más que mejorar. Espero que los conocimientos adquiridos por los investigadores durante la pandemia sobre el uso de los “wearables” para controlar la salud constituyan un punto de partida para la gestión de futuros brotes, no sólo de pandemias víricas, sino potencialmente de otros sucesos como brotes de intoxicación alimentaria y episodios de gripe estacional. Sin embargo, dado que la tecnología para llevar puesta se concentra en sectores de población acomodada y joven, la comunidad investigadora y la sociedad en su conjunto deben abordar simultáneamente las disparidades existentes.

Una nueva forma de descubrir fármacos

Las proteínas son las máquinas moleculares que hacen funcionar a las células. Cuando las proteínas funcionan mal o son secuestradas por un patógeno, a menudo se producen enfermedades. La mayoría de los fármacos actúan interrumpiendo la acción de una o varias de estas proteínas que funcionan mal o son secuestradas. Por ello, una forma lógica de buscar nuevos fármacos para tratar una enfermedad concreta es estudiar los genes y proteínas individuales que se ven directamente afectados por esa enfermedad. Por ejemplo, los investigadores saben que el gen BRCA -un gen que protege el ADN de los daños- está estrechamente relacionado con el desarrollo del cáncer de mama y de ovario. Por ello, muchos trabajos se han centrado en encontrar fármacos que afecten a la función de la proteína BRCA.

Sin embargo, las proteínas individuales que funcionan de forma aislada no suelen ser las únicas responsables de la enfermedad. Los genes y las proteínas que codifican forman parte de complicadas redes: la proteína BRCA interactúa con decenas o cientos de otras proteínas que le ayudan a realizar sus funciones celulares. Mis colegas y yo formamos parte de un pequeño pero creciente campo de investigadores que estudian estas conexiones e interacciones entre proteínas, lo que llamamos redes de proteínas.

Desde hace unos años, mis colegas y yo exploramos el potencial de estas redes para encontrar más formas de mejorar las enfermedades con fármacos. Cuando se produjo la pandemia de coronavirus, supimos que teníamos que probar este enfoque y ver si se podía utilizar para encontrar rápidamente un tratamiento para esta amenaza emergente. Inmediatamente empezamos a cartografiar la extensa red de proteínas humanas que el SARS-CoV-2 secuestra para poder replicarse.

Una vez construido este mapa, identificamos las proteínas humanas de la red a las que podían dirigirse fácilmente los fármacos. Encontramos 69 compuestos que influyen en las proteínas de la red del coronavirus; 29 de ellos ya son tratamientos aprobados por la FDA para otras enfermedades. El 25 de enero publicamos un artículo en el que se mostraba que uno de los fármacos, el Aplidin (Plitidepsin), que se utiliza actualmente para tratar el cáncer, es 27,5 veces más potente que el remdesivir en el tratamiento del COVID-19, incluida una de las nuevas variantes El fármaco ha sido aprobado para ensayos clínicos de fase 3 en 12 países como tratamiento para el nuevo coronavirus.

Pero esta idea de mapear las interacciones proteicas de las enfermedades para buscar nuevas respuestas farmacológicas no se aplica sólo al coronavirus. Ahora hemos utilizado este enfoque en otros patógenos, así como en otras enfermedades, como el cáncer y los trastornos neurodegenerativos y psiquiátricos.

Estos mapas nos permiten conectar los puntos entre muchos aspectos aparentemente dispares de las enfermedades individuales y descubrir nuevas formas en que los medicamentos podrían tratarlas. Esperamos que este enfoque nos permita a nosotros y a los investigadores de otras áreas de la medicina descubrir nuevas estrategias terapéuticas y también ver si algún fármaco antiguo podría ser reutilizado para tratar otras afecciones”.

Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. Lea el original.