La pandemia de Covid-19 ha detonado una revolución silenciosa con el desarrollo y la prueba de un prometedor método para la creación de vacunas solamente utilizado en algunos experimentos clínicos: el del ARN mensajero (ARNm) sintético.
Tanto Pfizer (Estados Unidos) y BioNTech (Alemania) como la empresa estadunidense Moderna usaron este procedimiento para crear sus vacunas en un tiempo récord de ocho meses y con un éxito sorpresivo.
Con este material genético la vacuna de Moderna y la de Pfizer/BioNTech transforman eficazmente las propias células del cuerpo en fábricas de vacunas.
Esta tecnología surgida en los noventa abre un campo completamente nuevo en la ciencia médica porque se puede utilizar para vencer otras enfermedades, como el cáncer, las dolencias cardiacas o incluso tratar padecimientos genéticos como la anemia de células falciformes con una simple inyección intravenosa de terapia de ARNm dirigida.
Incluso BioNTech publicó un estudio aún en fase muy inicial que ejemplifica el potencial de esta técnica ya que han conseguido que revierta en animales una enfermedad de la que no se conoce la causa y para la que no hay cura: la esclerosis múltiple.
Convencido de adentrarnos en “una era terapéutica del ARNm” y con el auxilio de la moderna técnica de nanomedicina, el doctor Armando Hernández García y su equipo de investigadores del Instituto de Química (IQ) de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) producen nanopartículas hechas de proteína, las cuales encapsulan y acarrean ácidos nucleicos hacia el parásito responsable de la enfermedad de Chagas para causar efectos nocivos en él y combatirlo.
El mal de Chagas lo descubrió en 1909 Carlos Ribeiro Justiniano Chagas, médico e investigador brasileño que al examinar las muestras de sangre de una pequeña identificó el protozoo flagelado (Trypanosoma cruzi) como el patógeno causante de la infección que padecía la menor.
Por algún tiempo se creyó que la principal vía de transmisión de la infección era la picadura de la chinche Triatomino. Pero en realidad la transmisión se produce por medio de las heces del insecto, el cual defeca en la piel de la víctima mientras se alimenta de su sangre.
En entrevista el doctor Hernández analiza para Vértigo el impacto de las terapias génicas que aportan novedosas soluciones dirigidas a superar padecimientos mortales como el de Chagas, el cual carece de una vacuna o de tratamientos suficientemente efectivos. “Esta tecnología se basa en el desarrollo de nanopartículas hechas de proteína que encapsulan ácidos nucleicos antisentido con un efecto nocivo al entrar al parásito Trypanosoma cruzi, causante de la enfermedad de Chagas. Estas nanopartículas de proteína y ácido nucleico ofrecen ciertas ventajas como mayor posibilidad de reconocimiento por el parásito para que las consuma o las ingrese a su interior”, explica el investigador del laboratorio de Ingeniería Biomolecular y Bionanotecnología.
El plan de acción previsto por el especialista de la UNAM implica que las nanopartículas en cápsulas entren y afecten de manera directa al microorganismo. “La idea es que cuando el parásito circule en el torrente sanguíneo las cápsulas y su contenido penetren al protozoario y tengan efectos dañinos solo en él”, comparte.
Nueva esperanza
El doctor Hernández dice que las nanoproteínas biosintéticas se diseñan en el laboratorio y se procesan en la levadura Pichia pastoris, la cual pasa por una modificación genética.
“Se le inserta un gen que codifica para la proteína de interés, se crece la cepa de levadura recombinante con este gen y la proteína se genera en medios de cultivo baratos con base en metanol y glicerol. Al crecer la levadura produce la proteína y la secreta al medio, donde crece en matraces y se purifica”, detalla.
Señala el especialista que la proteína de diseño funciona como un vector o acarreador de ácidos nucleicos; estos últimos tienen efecto directo en el parásito: “Usamos ADN antisentido (también llamado oligonucleótido antisentido), que reconoce ARN mensajero dentro de la célula, se une a él y lo bloquea. En la célula los ARN mensajeros son los intermediarios entre el genoma y la proteína; y la célula los utiliza para generar proteínas que realizarán todas sus funciones vitales. Estos oligonucleótidos antisentido van dirigidos a ARN mensajeros en particular, donde queremos eliminar o inhibir la producción de una proteína”.
Para él la terapia génica se dirige a que la proteína infecte al parásito y limite su reproducción: “El propósito es que estas nanopartículas se inyecten al ser humano infectado con el parásito que ocasiona la enfermedad de Chagas, lo identifiquen, entren en él y liberen nanopartículas de proteína con oligonucleótidos antisentido, los cuales reconocerían al ARN mensajero y lo bloquearían para que ya no se produzca, dañando así al microorganismo”.
Cabe aclarar que los oligonucleótidos antisentido se necesitan encapsular para acarrearlos hasta el parásito, porque en el cuerpo humano se degradan de manera fácil. Ahí entra la nanotecnología que proporciona la protección indefectible a la proteína.
Los pormenores de esta investigación se publicaron el año pasado en la revista Nucleic Acid Therapeutics. En el artículo se mencionan resultados positivos en inhibir a los parásitos cultivados, mientras que las nanopartículas de proteínas con ácidos nucleicos han sido probadas en ratones, en los cuales se observa una respuesta inmune a la acción nociva del microorganismo causante del mal de Chagas. Además se encontró que las nanoproteínas no son tóxicas y que el sistema inmune de los animales no las neutralizó.
También se consigna que el uso de nanopartículas de proteína tipo virus artificial son capaces de encapsular oligonucleótidos antisentido de DNA e ingresarlos al parásito Trypanosoma cruzi, así como de entregar este DNA antisentido en contra del gen en particular y reducir su expresión en cierto porcentaje.
Para el doctor Hernández hay un gran potencial para concretar un fármaco eficaz en los próximos años. Además prevé la posibilidad de un tratamiento inyectado al torrente sanguíneo —de dos o tres inyecciones— porque en los primeros momentos el parásito se hospeda allí, antes de alojarse en otras células y específicamente en el corazón.
El químico expone cómo se combate actualmente la enfermedad de Chagas,
primordialmente con dos fármacos desarrollados hace 70 años, Benznidazol y Nifurtimox, aplicados en dosis altas por más de un mes y que muchas veces producen efectos secundarios para los pacientes, quienes abandonan el tratamiento. Además su efectividad es alta solo en la fase aguda.
Doctor en Fisicoquímica por la Universidad de Wageningen calcula que en los próximos dos años habrá avances para probar esta nanotecnología en pacientes humanos. Manifiesta: “Con la nanotecnología hemos logrado formar nanopartículas que imitan las propiedades de los virus y otros microorganismos. Se trata de nanopartículas más simples, seguras y óptimas en la entrega de los cargamentos de ácidos nucleicos a las células destino. La idea de ARN mensajero no tiene límites de aplicación a otras infecciones y dolencias. Hoy tenemos una plataforma de estas proteínas que forman nanopartículas para atacar a distintas y nuevas enfermedades”.
RECUADRO
Cifras
Se calcula que en el mundo hay entre seis y siete millones de personas infectadas por el Trypanosoma cruzi, el parásito causante de la enfermedad de Chagas, la mayoría de ellas en América Latina.
Otros 60 millones podrían estar en riesgo.
Aunque se descubrió en 1909 no hay todavía vacuna contra la enfermedad de Chagas.
Hasta 30% de los enfermos crónicos presenta alteraciones cardiacas y hasta 10% padece alteraciones digestivas, neurológicas o combinadas, que pueden requerir un tratamiento específico.
Se calcula que el costo de atender médicamente a pacientes con daños cardiacos, digestivos, neurológicos o mixtos crónicos de la enfermedad es más de 80% superior al costo de fumigar con insecticida residual para controlar los vectores y prevenir la infección.
En 15 de 62 casos estudiados la enfermedad es “familiar”; es decir, otros integrantes de la familia también son seropositivos (portadores del parásito Trypanosoma cruzi).
La enfermedad de Chagas permanece en Argentina, Belice, Bolivia, Brasil, Chile, Colombia, Costa Rica, Ecuador, El Salvador, Guayana Francesa, Guatemala, Guyana, Honduras, México, Nicaragua, Panamá, Paraguay, Perú, Surinam, Uruguay y Venezuela.