30 INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, junio 2020

Respuesta inmunitaria

Célula humana

Organismo

Organismo

Organismo

Receptor ACE2

Vesícula

El virus entraen una célula

Liberacióndel virus

El virus se fusiona con unavesícula y se libera el ARN

El sistema inmunitario adaptativo aprende a reconocer los patógenosinvasores nuevos, como el SARS-CoV-2.

Las células presentadoras de antígenos engullen el virusy lo presentan a trozos para activar los linfocitos T auxiliares. Los linfocitos T auxiliares activan otras respuestasinmunitarias: los linfocitos B fabrican anticuerpos quebloquean el virus, le impiden infectar células y lo marcanpara su destrucción. Los linfocitos T citotóxicos identificanlas células infectadas por el virus y las destruyen.

El ARN vírico se traduceen proteínas

Ensamblaje del virus

El virus esingerido porla célula pre-sentadora deantígenos

Péptido Sdel coronavirus

Proteína Sdel coronavirus

Vector vírico no replicativo(como el adenovirus)Ninguna vacuna comercial se basa eneste método, aunque sí se usa desdehace tiempo para las terapias génicas.Se necesitan inyecciones de recuerdopara inducir una inmunidad duradera.El gigante farmacéutico estadounidenseJohnson & Johnson se ha decantado poresta estrategia.

Péptidovírico

Anticuerpoanticoronavírico

Proteína S

Proteína M

ARN

ADN

Gen de la proteína Sdel coronavirus

ARN

CÓMO DESARROLLAMOS LA INMUNIDAD

VACUNAS CON VIRUSAl menos siete equipos están desarrollando vacunas con el propiocoronavirus, unos con la forma atenuada y otros con la inactivada.Muchas vacunas en uso se han elaborado así, como las delsarampión y la polio, pero requieren muchísimas pruebas paragarantizar su inocuidad. Sinovac Biotech, en Pekín, ha comenzadoa comprobar una versión inactivada del SARS-CoV-2 en humanos.

TIPOS DE VACUNAS INVESTIGADASTodas las vacunas persiguen la exposición a un antígeno queno provoque ninguna enfermedad, sino una respuesta inmunitariaque bloquee o destruya el virus ante cualquier intento de infección.Se están probando al menos ocho tipos de vacunas anticoronaví-ricas elaboradas con diferentes virus o con partes del SARS-CoV-2.

Al menos 20 equipos quieren utilizarlas instrucciones genéticas (en formade ADN o ARN) de una proteínacoronavírica para desencadenaruna respuesta inmunitaria. El ácidonucleico se introduce en las célulashumanas para que sinteticen laproteína vírica en abundancia.La mayoría se centran en laproteína S del virus.

Las vacunas de ARN y ADNson inocuas y fáciles de desarrollar:para producirlas, basta con fabricarel material genético, no el virus.Todavía no se ha autorizadoninguna para uso humano.

Subunidades proteicasHay 28 equipos trabajando en vacunas elaboradas con subunidadesproteicas del virus. La mayoría se centran en la proteína S o en unaparte clave de ella: el dominio de fijación al receptor. Hay vacunassimilares que protegen a los monos contra el virus del SARS,pero nunca llegaron a probarse en personas. Para que funcionen,hay que añadirles adyuvantes (moléculas estimulantes de lainmunidad) y administrar varias dosis.

Respuesta inmunitaria

Infección del coronavirusEl virus utiliza la proteína S de su envolturapara acoplarse al receptor ACE2 que exponenlas células humanas. Una vez dentro, las célulastraducen el ARN vírico para producir más virus.

1. El virus entra en el organismo

2.

3.

4.

5.

Linfocito Tauxiliar

Linfocito B

Linfocito Tcitotóxico

Los linfocitos B y T dememoria de larga du-ración que reconocenel virus patrullan porel organismo durantemeses o años, con loque mantienen lainmunidad

El virusse replica

El virusse replica

Unos 25 grupos están trabajando en vacunas elaboradas con vectores víricos.Se trata de manipular genéticamente un virus, como el del sarampión o unadenovirus, para que sintetice las proteínas coronavíricas en el organismo.Al estar atenuados, no provocarán ninguna enfermedad. Hay dos tipos: losque mantienen su capacidad replicativa en las células y los que no la mantienenporque se les ha inhabilitado ciertos genes.

Muchos investigadores quieren inyectar en el organismolas proteínas coronavíricas directamente. También sepueden utilizar fragmentos de ellas o armazonesproteicos que imiten la apariencia externa del coronavirus.

Vector vírico replicativo (comoel virus del sarampión atenuado)La vacuna contra el ébola recién autorizadaes un ejemplo de las elaboradas con un vectorvírico que se replica en las células. Suelen serseguras y provocan una respuesta inmunitariapotente. No obstante, la inmunidad contrael vector podría reducir la eficacia de la vacuna.

Genes víricos

Genes víricos(algunos inactivos)

Gen de la proteína Sdel coronavirus

Gen de la proteína Sdel coronavirus

Célula

Célula

Núcleo

Vacunade ADN

Vacunade ARN

Electroporación

ARNm

Proteínasvíricas

Proteína S

Proteína M

Partículas similivíricasLos armazones víricos vacíos imitan la estructuradel coronavirus sin ser infecciosos, al carecerdel material genético. Cinco equipos estántrabajando en las vacunas con «partículassimilivíricas» (PSV), que desencadenan unarespuesta inmunitaria intensa, pero que sondifíciles de fabricar.

PSV

Virus atenuadosLa manera convencional de atenuarun virus consiste en pasarlo porcélulas animales o humanas hastaque incorpore mutaciones quereduzcan su capacidad para provocarla enfermedad. Codagenix, en NuevaYork, está trabajando junto conSerum Institute, en India, para atenuarel SARS-CoV-2 mediante la alteraciónde su genoma y conseguir que lasproteínas víricas se sinteticen conmenos eficacia.

Virus inactivadosEn estas vacunas seutilizan sustanciasquímicas (como formal-dehído) o calor para queel virus pierda su capa-cidad de infección,aunque hay que partirde una gran cantidadde virus infecciosospara fabricarla.

ADN

ARN

Inactivado

Atenuado

Subunidad proteica

Partículas similivíricas

Replicativo

No replicativo

Ácido nucleico

Ácido nucleico

Virus

Virus

Proteína

Proteínas

Vector vírico

Vector vírico

Otros*

Número de vacunas en desarrollo

Vacuna

El ARN suele recubrirsecon lípidos para queentre en las células

Célulapresentadorade antígenos

0 5 10 15 20 25 30 35

Una técnicadenominada electro-poración abre porosen las membranascelulares paraincrementar lacaptación del ADN

Respuesta inmunitaria

Destruye lascélulas infectadas

VACUNAS CON VECTORES VÍRICOS VACUNAS CON PROTEÍNAS

VACUNAS DE ÁCIDOS NUCLEICOS

* También se está estudiando si las vacunas antipoliomielítica o antituberculosa actualespodrían ayudarnos a luchar contra el SARS-CoV-2 al desencadenar una respuesta inmunitaria

general (en vez de una inmunidad adaptativa específica), o si se podrían modificargenéticamente ciertas células inmunitarias para que actuaran contra el virus.

ocho estrategias para obtener una vacuna contra el nuevo coronavirus Ewen Callaway

||||||

|||||||

||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||

||||||

||||

||||

||||

||||

||||

||||

||||

||||

I N F O R M E

E S P E C I A L

Equipos de investigación de todo el mundo están desarrollando más de 90 vacunas contra el SARS-CoV-2. Se están probando varios métodos, algunos de los cuales nunca se habían comercializado. Al menos seis grupos ya están inyectando las formulaciones en volun-tarios para estudiar los efectos secundarios, mientras que otros aca-ban de arrancar las pruebas con animales. Esta guía gráfica explica en qué consiste cada tipo de vacuna

Junio 2020, InvestigacionyCiencia.es 31

Respuesta inmunitaria

Célula humana

Organismo

Organismo

Organismo

Receptor ACE2

Vesícula

El virus entraen una célula

Liberacióndel virus

El virus se fusiona con unavesícula y se libera el ARN

El sistema inmunitario adaptativo aprende a reconocer los patógenosinvasores nuevos, como el SARS-CoV-2.

Las células presentadoras de antígenos engullen el virusy lo presentan a trozos para activar los linfocitos T auxiliares. Los linfocitos T auxiliares activan otras respuestasinmunitarias: los linfocitos B fabrican anticuerpos quebloquean el virus, le impiden infectar células y lo marcanpara su destrucción. Los linfocitos T citotóxicos identificanlas células infectadas por el virus y las destruyen.

El ARN vírico se traduceen proteínas

Ensamblaje del virus

El virus esingerido porla célula pre-sentadora deantígenos

Péptido Sdel coronavirus

Proteína Sdel coronavirus

Vector vírico no replicativo(como el adenovirus)Ninguna vacuna comercial se basa eneste método, aunque sí se usa desdehace tiempo para las terapias génicas.Se necesitan inyecciones de recuerdopara inducir una inmunidad duradera.El gigante farmacéutico estadounidenseJohnson & Johnson se ha decantado poresta estrategia.

Péptidovírico

Anticuerpoanticoronavírico

Proteína S

Proteína M

ARN

ADN

Gen de la proteína Sdel coronavirus

ARN

CÓMO DESARROLLAMOS LA INMUNIDAD

VACUNAS CON VIRUSAl menos siete equipos están desarrollando vacunas con el propiocoronavirus, unos con la forma atenuada y otros con la inactivada.Muchas vacunas en uso se han elaborado así, como las delsarampión y la polio, pero requieren muchísimas pruebas paragarantizar su inocuidad. Sinovac Biotech, en Pekín, ha comenzadoa comprobar una versión inactivada del SARS-CoV-2 en humanos.

TIPOS DE VACUNAS INVESTIGADASTodas las vacunas persiguen la exposición a un antígeno queno provoque ninguna enfermedad, sino una respuesta inmunitariaque bloquee o destruya el virus ante cualquier intento de infección.Se están probando al menos ocho tipos de vacunas anticoronaví-ricas elaboradas con diferentes virus o con partes del SARS-CoV-2.

Al menos 20 equipos quieren utilizarlas instrucciones genéticas (en formade ADN o ARN) de una proteínacoronavírica para desencadenaruna respuesta inmunitaria. El ácidonucleico se introduce en las célulashumanas para que sinteticen laproteína vírica en abundancia.La mayoría se centran en laproteína S del virus.

Las vacunas de ARN y ADNson inocuas y fáciles de desarrollar:para producirlas, basta con fabricarel material genético, no el virus.Todavía no se ha autorizadoninguna para uso humano.

Subunidades proteicasHay 28 equipos trabajando en vacunas elaboradas con subunidadesproteicas del virus. La mayoría se centran en la proteína S o en unaparte clave de ella: el dominio de fijación al receptor. Hay vacunassimilares que protegen a los monos contra el virus del SARS,pero nunca llegaron a probarse en personas. Para que funcionen,hay que añadirles adyuvantes (moléculas estimulantes de lainmunidad) y administrar varias dosis.

Respuesta inmunitaria

Infección del coronavirusEl virus utiliza la proteína S de su envolturapara acoplarse al receptor ACE2 que exponenlas células humanas. Una vez dentro, las célulastraducen el ARN vírico para producir más virus.

1. El virus entra en el organismo

2.

3.

4.

5.

Linfocito Tauxiliar

Linfocito B

Linfocito Tcitotóxico

Los linfocitos B y T dememoria de larga du-ración que reconocenel virus patrullan porel organismo durantemeses o años, con loque mantienen lainmunidad

El virusse replica

El virusse replica

Unos 25 grupos están trabajando en vacunas elaboradas con vectores víricos.Se trata de manipular genéticamente un virus, como el del sarampión o unadenovirus, para que sintetice las proteínas coronavíricas en el organismo.Al estar atenuados, no provocarán ninguna enfermedad. Hay dos tipos: losque mantienen su capacidad replicativa en las células y los que no la mantienenporque se les ha inhabilitado ciertos genes.

Muchos investigadores quieren inyectar en el organismolas proteínas coronavíricas directamente. También sepueden utilizar fragmentos de ellas o armazonesproteicos que imiten la apariencia externa del coronavirus.

Vector vírico replicativo (comoel virus del sarampión atenuado)La vacuna contra el ébola recién autorizadaes un ejemplo de las elaboradas con un vectorvírico que se replica en las células. Suelen serseguras y provocan una respuesta inmunitariapotente. No obstante, la inmunidad contrael vector podría reducir la eficacia de la vacuna.

Genes víricos

Genes víricos(algunos inactivos)

Gen de la proteína Sdel coronavirus

Gen de la proteína Sdel coronavirus

Célula

Célula

Núcleo

Vacunade ADN

Vacunade ARN

Electroporación

ARNm

Proteínasvíricas

Proteína S

Proteína M

Partículas similivíricasLos armazones víricos vacíos imitan la estructuradel coronavirus sin ser infecciosos, al carecerdel material genético. Cinco equipos estántrabajando en las vacunas con «partículassimilivíricas» (PSV), que desencadenan unarespuesta inmunitaria intensa, pero que sondifíciles de fabricar.

PSV

Virus atenuadosLa manera convencional de atenuarun virus consiste en pasarlo porcélulas animales o humanas hastaque incorpore mutaciones quereduzcan su capacidad para provocarla enfermedad. Codagenix, en NuevaYork, está trabajando junto conSerum Institute, en India, para atenuarel SARS-CoV-2 mediante la alteraciónde su genoma y conseguir que lasproteínas víricas se sinteticen conmenos eficacia.

Virus inactivadosEn estas vacunas seutilizan sustanciasquímicas (como formal-dehído) o calor para queel virus pierda su capa-cidad de infección,aunque hay que partirde una gran cantidadde virus infecciosospara fabricarla.

ADN

ARN

Inactivado

Atenuado

Subunidad proteica

Partículas similivíricas

Replicativo

No replicativo

Ácido nucleico

Ácido nucleico

Virus

Virus

Proteína

Proteínas

Vector vírico

Vector vírico

Otros*

Número de vacunas en desarrollo

Vacuna

El ARN suele recubrirsecon lípidos para queentre en las células

Célulapresentadorade antígenos

0 5 10 15 20 25 30 35

Una técnicadenominada electro-poración abre porosen las membranascelulares paraincrementar lacaptación del ADN

Respuesta inmunitaria

Destruye lascélulas infectadas

VACUNAS CON VECTORES VÍRICOS VACUNAS CON PROTEÍNAS

VACUNAS DE ÁCIDOS NUCLEICOS

* También se está estudiando si las vacunas antipoliomielítica o antituberculosa actualespodrían ayudarnos a luchar contra el SARS-CoV-2 al desencadenar una respuesta inmunitaria

general (en vez de una inmunidad adaptativa específica), o si se podrían modificargenéticamente ciertas células inmunitarias para que actuaran contra el virus.

Respuesta inmunitaria

Célula humana

Organismo

Organismo

Organismo

Receptor ACE2

Vesícula

El virus entraen una célula

Liberacióndel virus

El virus se fusiona con unavesícula y se libera el ARN

El sistema inmunitario adaptativo aprende a reconocer los patógenosinvasores nuevos, como el SARS-CoV-2.

Las células presentadoras de antígenos engullen el virusy lo presentan a trozos para activar los linfocitos T auxiliares. Los linfocitos T auxiliares activan otras respuestasinmunitarias: los linfocitos B fabrican anticuerpos quebloquean el virus, le impiden infectar células y lo marcanpara su destrucción. Los linfocitos T citotóxicos identificanlas células infectadas por el virus y las destruyen.

El ARN vírico se traduceen proteínas

Ensamblaje del virus

El virus esingerido porla célula pre-sentadora deantígenos

Péptido Sdel coronavirus

Proteína Sdel coronavirus

Vector vírico no replicativo(como el adenovirus)Ninguna vacuna comercial se basa eneste método, aunque sí se usa desdehace tiempo para las terapias génicas.Se necesitan inyecciones de recuerdopara inducir una inmunidad duradera.El gigante farmacéutico estadounidenseJohnson & Johnson se ha decantado poresta estrategia.

Péptidovírico

Anticuerpoanticoronavírico

Proteína S

Proteína M

ARN

ADN

Gen de la proteína Sdel coronavirus

ARN

CÓMO DESARROLLAMOS LA INMUNIDAD

VACUNAS CON VIRUSAl menos siete equipos están desarrollando vacunas con el propiocoronavirus, unos con la forma atenuada y otros con la inactivada.Muchas vacunas en uso se han elaborado así, como las delsarampión y la polio, pero requieren muchísimas pruebas paragarantizar su inocuidad. Sinovac Biotech, en Pekín, ha comenzadoa comprobar una versión inactivada del SARS-CoV-2 en humanos.

TIPOS DE VACUNAS INVESTIGADASTodas las vacunas persiguen la exposición a un antígeno queno provoque ninguna enfermedad, sino una respuesta inmunitariaque bloquee o destruya el virus ante cualquier intento de infección.Se están probando al menos ocho tipos de vacunas anticoronaví-ricas elaboradas con diferentes virus o con partes del SARS-CoV-2.

Al menos 20 equipos quieren utilizarlas instrucciones genéticas (en formade ADN o ARN) de una proteínacoronavírica para desencadenaruna respuesta inmunitaria. El ácidonucleico se introduce en las célulashumanas para que sinteticen laproteína vírica en abundancia.La mayoría se centran en laproteína S del virus.

Las vacunas de ARN y ADNson inocuas y fáciles de desarrollar:para producirlas, basta con fabricarel material genético, no el virus.Todavía no se ha autorizadoninguna para uso humano.

Subunidades proteicasHay 28 equipos trabajando en vacunas elaboradas con subunidadesproteicas del virus. La mayoría se centran en la proteína S o en unaparte clave de ella: el dominio de fijación al receptor. Hay vacunassimilares que protegen a los monos contra el virus del SARS,pero nunca llegaron a probarse en personas. Para que funcionen,hay que añadirles adyuvantes (moléculas estimulantes de lainmunidad) y administrar varias dosis.

Respuesta inmunitaria

Infección del coronavirusEl virus utiliza la proteína S de su envolturapara acoplarse al receptor ACE2 que exponenlas células humanas. Una vez dentro, las célulastraducen el ARN vírico para producir más virus.

1. El virus entra en el organismo

2.

3.

4.

5.

Linfocito Tauxiliar

Linfocito B

Linfocito Tcitotóxico

Los linfocitos B y T dememoria de larga du-ración que reconocenel virus patrullan porel organismo durantemeses o años, con loque mantienen lainmunidad

El virusse replica

El virusse replica

Unos 25 grupos están trabajando en vacunas elaboradas con vectores víricos.Se trata de manipular genéticamente un virus, como el del sarampión o unadenovirus, para que sintetice las proteínas coronavíricas en el organismo.Al estar atenuados, no provocarán ninguna enfermedad. Hay dos tipos: losque mantienen su capacidad replicativa en las células y los que no la mantienenporque se les ha inhabilitado ciertos genes.

Muchos investigadores quieren inyectar en el organismolas proteínas coronavíricas directamente. También sepueden utilizar fragmentos de ellas o armazonesproteicos que imiten la apariencia externa del coronavirus.

Vector vírico replicativo (comoel virus del sarampión atenuado)La vacuna contra el ébola recién autorizadaes un ejemplo de las elaboradas con un vectorvírico que se replica en las células. Suelen serseguras y provocan una respuesta inmunitariapotente. No obstante, la inmunidad contrael vector podría reducir la eficacia de la vacuna.

Genes víricos

Genes víricos(algunos inactivos)

Gen de la proteína Sdel coronavirus

Gen de la proteína Sdel coronavirus

Célula

Célula

Núcleo

Vacunade ADN

Vacunade ARN

Electroporación

ARNm

Proteínasvíricas

Proteína S

Proteína M

Partículas similivíricasLos armazones víricos vacíos imitan la estructuradel coronavirus sin ser infecciosos, al carecerdel material genético. Cinco equipos estántrabajando en las vacunas con «partículassimilivíricas» (PSV), que desencadenan unarespuesta inmunitaria intensa, pero que sondifíciles de fabricar.

PSV

Virus atenuadosLa manera convencional de atenuarun virus consiste en pasarlo porcélulas animales o humanas hastaque incorpore mutaciones quereduzcan su capacidad para provocarla enfermedad. Codagenix, en NuevaYork, está trabajando junto conSerum Institute, en India, para atenuarel SARS-CoV-2 mediante la alteraciónde su genoma y conseguir que lasproteínas víricas se sinteticen conmenos eficacia.

Virus inactivadosEn estas vacunas seutilizan sustanciasquímicas (como formal-dehído) o calor para queel virus pierda su capa-cidad de infección,aunque hay que partirde una gran cantidadde virus infecciosospara fabricarla.

ADN

ARN

Inactivado

Atenuado

Subunidad proteica

Partículas similivíricas

Replicativo

No replicativo

Ácido nucleico

Ácido nucleico

Virus

Virus

Proteína

Proteínas

Vector vírico

Vector vírico

Otros*

Número de vacunas en desarrollo

Vacuna

El ARN suele recubrirsecon lípidos para queentre en las células

Célulapresentadorade antígenos

0 5 10 15 20 25 30 35

Una técnicadenominada electro-poración abre porosen las membranascelulares paraincrementar lacaptación del ADN

Respuesta inmunitaria

Destruye lascélulas infectadas

VACUNAS CON VECTORES VÍRICOS VACUNAS CON PROTEÍNAS

VACUNAS DE ÁCIDOS NUCLEICOS

* También se está estudiando si las vacunas antipoliomielítica o antituberculosa actualespodrían ayudarnos a luchar contra el SARS-CoV-2 al desencadenar una respuesta inmunitaria

general (en vez de una inmunidad adaptativa específica), o si se podrían modificargenéticamente ciertas células inmunitarias para que actuaran contra el virus.

Fuen

tes:

Pan

ora

ma

de

las

vacu

nas

co

ntr

a la

co

vId

-19

de

la o

ms;

ras

trea

do

r d

e va

cun

as y

tra

tam

Ien

tos

Para

la

covI

d-1

9 d

el In

stIt

uto

mIl

ken

; «s

ars-

cov-

2 va

ccIn

es: s

tatu

s re

Port

». F

atIm

a am

anat

y F

lorI

an k

ram

mer

en

Imm

unIt

y, v

ol.

52,

Pág

s. 5

83-5

89, a

brIl

de

2020

; «th

e o

utb

reak

oF

sars

-co

v-2

Pneu

mo

nIa

cal

ls F

or

vIra

l va

ccIn

es».

WeI

lon

g sh

ang

et a

l. e

n n

pj V

accI

nes

, vo

l. 5

, mar

zo d

e 20

20. d

Iseñ

o g

ráFI

co: n

Ik s

Pen

cer/

nat

ure

artículo original publicado en nature, vol. 580, págs. 576-577, 2020. traducido con el permiso

de nature research group © 2020

Con la colaboración de