Vacuna de ARN

Vacuna de ARN

Les vacunas són preparacions biològiques que estimulen les respostes inmunitario protectores contra patógenos específics, tant virus com bactèrias. Històricament han ocasionat una gran millora en la salut i expectativa de vida de la població humana, disminuint l'incidència de malalties infeccioses, aumentant l'esperança de vida i millorant la calitat de vida. Les vacunes de ARN o vacunes d'ARN mensager, són aquelles en les que s'ampra àcit ribonucleico per a conseguir el desenroll d'una resposta immune. Es diferencien de les vacunes tradicionals en que no s'administren agents vius atenuats ni fragments del mateix, per lo que no existix el perill de provocar la malaltia que es pretén previndre.

Transcripció in vitro de ARNm, activació de l'immunitat innata i adaptativa.

Video que mostra cóm funciona la vacunació en una vacuna de ARNm.

Per a fabricar-les cal trobar les seqüències d'ADN que codifiquen antígenos essencials de l'agent infecciós i despuix transcribirlas per a obtindre l'ARN corresponent, el qual s'usarà com vacuna. Encara que existixen diferents tipos de ARN, en les vacunes s'utilisa ARN mensager. Una volta administrada, part de el ARN pot degradar-se per acció de les ARNasas, pero la porció que entra en les cèlules genera péptidos similars als que posseïx l'agent patógeno, lo que provoca una resposta immune que protegix de l'infecció.

Història

Els primers estudis sobre l'eficàcia de vacunes de ARNm varen ser realisats per Wolff en 1990. Posteriorment es varen desenrollar dos formes: vacunes de ARNm convencional i vacunes de ARNm autorreplicativo. Els treballs inicials no varen alcançar resultats pràctics per la fragilitat de la molècula de ARN i la seua inactivación per endonucleasas, no obstant en el temps s'han desenrollat métodos que aumenten l'estabilitat de el ARNm i permeten la seua producció sintètica en el laboratori a partir de plásmidos de ADN, per mig d'una transcripció enzimàtica i ARN polimerasa, sense que siguen precisos cultius celulars.

Mecanisme d'acció

Comparació d'una cadena senzilla de ARN en una doble hèliç de ADN.

Liposoma carregat de ARN mensager.

Microesferas de lípits (liposoma) carregades de ARNm penetren en la cèlula per un procés de endocitosis.

Esquema general del procés de traducció genètica per mig del qual se sintetisa una proteïna a partir de el ARN mensager (mRNA) en un ribosoma.

Les vacunes tradicionals contenen l'agent infecciós inactivado o fragments del mateix que, en introduir-se en el cos, provoquen una resposta immune per part de l'organisme, el qual d'esta forma respon en gran rapidea i eficàcia quan sofrix una infecció verdadera pel microorganisme específic per al que està dissenyada la vacuna. No obstant les vacunes de ARN consistixen en una seqüència d'àcit nucleico que introduïx en la cèlula el còdic per a que la maquinària celular fabrique la proteïna estranya de l'agent infecciós, la qual posteriorment és presentada en la membrana celular i reconeguda pel sistema immune, que genera immunitat contra el mateix; per lo tant pot dir-se que no introduïx l'antígeno, sino les instruccions per a fabricar-ho.

El ARN mensager o ARNm és l'àcit ribonucleico que transferix el còdic genètic des de el ADN als ribosomas en el citoplasma d'una cèlula. Actua per tant com a plantilla o patró per a la síntesis d'una proteïna. Es tracta d'un àcit nucleico de cadena única (monocatenario), a diferència de el ADN, que té dos cadenes enllaçades (bicatenario). Les vacunes de ARN mensager estan formades per cadenes d'esta molècula que codifiquen un antígeno específic d'un patógeno. Quan el ARNm entra en la cèlula, el ribosoma sintetisa la proteïna codificada que correspon a un antígeno del patógeno, el qual posteriorment es presenta en la superfície de la cèlula, a on és reconegut per les cèlules del sistema immune, generant immunitat.

Per a evitar la ràpida degradació de la molècula de ARN abans d'entrar a la cèlula, s'utilisen vàries estratègies. Una d'elles ampra nanoesferas de lípits (liposomas) en l'interior de la qual es troba el ARN, que d'esta forma entra en la cèlula en facilitat per un procés d'endocitosis. L'idea de encapsular ARNm en nanopartículas lipídicas ha resultat atractiva per vàries raons. El recobriment de lípits proporciona una capa de protecció que evita la ràpida degradació, lo que fa possible un procés de traducció genètica per a formació de proteïnes més eficient. Ademés, la capa externa de lípits pot modificar-se, lo que permet que s'una a les cèlules desijades a través d'interaccions de lligants. Les nanopartículas poden administrar-se a l'organisme a través de diferents rutes, per eixemple per via intravenosa o per injecció intramuscular.

ARN autoamplificable

Determinades vacunes utilisen ARN autoampliflicable (replicón), és dir, el ARN introduït es multiplica per sí mateixa en l'interior de la cèlula, lo que fa que es genere una cantitat molt superior del antígeno contra el que es pretén crear immunitat. Esta tècnica no pot produir agents infecciosos actius perque s'ha eliminat el gen de la proteïna estructural del virus, i este no pot formar-se complet ni propagar-se a les cèlules adjacents.

center|thumb|400px

Immunitat celular i humoral

Una de les particularitats de les vacunes de ARN és que desencadenen la resposta immune per mig de varis mecanismes. Estimulen la formació d'anticòss i recluten limfocits T citotóxicos per mig de l'unió de la proteïna vírica produïda en els ribosoma al complex major de histocompatibilidad tipo I (MHC). Este doble mecanisme no té lloc en atres tipos de vacunes.

Erro al crear miniatura:

Mecanisme d'acció de les vacunes de ARN i interacció en el complex major de histocompatibilidad (MHC).