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¿Una vacuna para dominarlos a todos (los virus de la gripe)?

Si leyeron mi artículo de ayer, se habrán quedado con la firme impresión de que es imposible fabricar una vacuna única, un comodín que, como el anillo de Tolkien, pueda dominar a todos los virus de la gripe con independencia de si son orcos o enanos. Pero no, no lo es. Posible, sí; fácil, no. Ya tenemos una en pruebas que podría llegar a su brazo preferido en unos años.

Como les contaba ayer, el problema con la inmunización contra la gripe es que las vacunas van dirigidas contra unos pinchos con forma de arbolito en la superficie del virus, formados por dos proteínas llamadas hemaglutinina (H) y neuraminidasa (N), que tienen una pasmosa facilidad para cambiar de forma.

Ilustración del virus de la gripe disponiéndose a infectar una célula a la que se une a través de su proteína hemaglutinina. Imagen de CSIRO / Wikipedia.

Ilustración del virus de la gripe disponiéndose a infectar una célula a la que se une a través de su proteína hemaglutinina. Imagen de CSIRO / Wikipedia.

La acción de las vacunas se basa en crear una memoria inmunológica que prepare la respuesta contra futuros ataques del mismo enemigo. Estimulando el sistema inmunitario con un virus muerto (ya he contado aquí que –y por qué– soy partidario de calificar a los virus como seres vivos, pero si no están de acuerdo, cambien “muerto” por “inactivado”) o con esas proteínas sueltas, creamos esa memoria que después repelerá un ataque real con fiereza. Si no creamos antes esa memoria, el organismo también reaccionará contra el invasor, pero padeciendo la enfermedad que este le provoca.

Así, y dado que el perfil grabado por la vacuna en la memoria inmunológica viene determinado por H y N, cuando estas cambian es como si el organismo se enfrentara a un virus casi completamente nuevo, aunque todo lo que haya por debajo de esos pinchos variables sea básicamente lo mismo que antes.

La pregunta entonces es: ¿no sería posible dirigir la vacuna contra algo que no cambie tanto en el virus de la gripe? La respuesta es que sí, sí lo es, pero encontrar la estrategia perfecta es complicado. Numerosos equipos de investigación en todo el mundo están trabajando en la creación de una vacuna universal contra la gripe, que pueda protegernos de una vez y para siempre (o al menos, para un buen número de años) no solo contra la estacional de cada año, sino contra cepas más raras de las que provocan pandemias como la mal llamada “gripe española” de 1918.

Como conté aquí hace un par de años, los expertos temen que en cualquier momento pueda brotar una cepa de un tipo exótico de gripe, como H9N2 o H10N8, que de repente convierta nuestra semanita de malestar y baja laboral en una amenaza muy seria para la vida. Y la posibilidad de contar con una inmunización que actúe a largo plazo permitiría aplicar la vacuna a los niños, cuando la respuesta es más fuerte, y no como ahora a edades avanzadas cuando el sistema inmunitario ya sufre de los mismos achaques que el resto del cuerpo.

Así, los intentos actuales de los investigadores por diseñar una vacuna universal contra la gripe se resumen en estas dos líneas:

1. Utilizar la base de los pinchos, menos variable que la cabeza

Las proteínas H y N del virus de la gripe varían mucho en sus cabezas, la parte más expuesta al exterior, pero no tanto en sus tallos, la parte que está unida a la cubierta del virus. Algunos grupos de investigación están tratando de lograr que el sistema inmunitario pueda reaccionar contra la base de los pinchos; pero dado que es menos accesible que la cabeza, está menos expuesta al reconocimiento de los anticuerpos de nuestro organismo, así que el desafío consiste en encontrar la manera de que sea más visible para el sistema inmune.

Un equipo de EEUU lo está intentando con nanopartículas cubiertas de pinchos a los que se les han cortado las cabezas para dejar sus tallos expuestos. Utilizando de este modo un pincho basado en la proteína H1, los científicos han conseguido proteger totalmente a los ratones y parcialmente a los hurones (dos modelos animales muy utilizados para los estudios de gripe) contra una infección letal de otro virus, el H5N1, llamado gripe aviar. Con una idea parecida, pero con los tallos de H1 en pequeños grupos como aparecen en el virus, el Instituto de Vacunas Crucell de Leiden (Países Bajos) ha logrado también neutralizar el H5N1 en ratones y monos.

Partículas del virus de la gripe al microscopio electrónico. Imagen de Pixnio.

Partículas del virus de la gripe al microscopio electrónico. Imagen de Pixnio.

2. Utilizar antígenos internos del virus

Un antígeno es todo aquello contra lo que nuestro organismo es capaz de producir anticuerpos, moléculas en forma de Y cuyos extremos encajan con la forma del antígeno como las piezas de un puzle. Nuestras venas y arterias están continuamente patrulladas por una inmensa legión de linfocitos, células del sistema inmunitario. Uno de sus tipos, las células B, están especializadas en producir cada una un tipo de anticuerpo capaz de reconocer y unirse a un antígeno concreto, llevando este anticuerpo en la superficie. Cuando por casualidad una célula B se topa con el antígeno que encaja en sus anticuerpos, lo captura y se lo traga, rompiéndolo en trozos que luego expone de nuevo en su superficie.

Esta célula espera entonces la ayuda de otras llamadas células T helper o Th (colaboradoras). Cuando una célula Th reconoce los trozos de antígeno expuestos en la cubierta de la célula B, produce una serie de moléculas llamadas linfoquinas que obligan a la célula B a multiplicarse. Algunas de las células resultantes de esta multiplicación se convierten en células de memoria, que se quedan a la espera, preparadas para responder a una futura infección (este es uno de los mecanismos que aprovechan las vacunas), mientras que otras se convierten en células plasmáticas, capaces de producir anticuerpos en masa que se liberan a la sangre.

Una vez circulando por la sangre, estos anticuerpos esperarán a encontrarse con su antígeno diana para unirse a él, recubriendo el virus y neutralizándolo. A menudo, los virus así recubiertos de antígenos serán después engullidos y eliminados por otros tipos de células llamadas fagocitos.

He explicado esto para que se entienda cuál es el problema: los virus también llevan antígenos en su interior, pero dado que están ocultos cuando el virus circula por el organismo, no pueden disparar esta respuesta que se conoce como humoral, llamada así por los anticuerpos que viajan libres por el humor o fluido sanguíneo. Pero por suerte, nuestro sistema inmunitario cuenta con otra respuesta llamada celular. Algunas células se tragan los virus y rompen todos sus componentes, incluyendo los internos, en pedazos que después exponen en su superficie. Ciertas células T reconocerán estos trozos para poner en marcha la respuesta de anticuerpos, como he explicado arriba, pero también se activan otras llamadas T citotóxicas o Tc que matan las células infectadas por el virus.

Por lo tanto, los antígenos internos del virus también pueden disparar la respuesta celular. Pero en general las vacunas se diseñan para provocar una fuerte respuesta humoral de memoria, y en cambio son poco eficaces en la respuesta celular. Actualmente muchas investigaciones sobre vacunas buscan precisamente esto, aumentar la respuesta celular para mejorar la reacción inmunitaria y ofrecer protección a más largo plazo.

Vacuna contra la gripe. Imagen de CDC.

Vacuna contra la gripe. Imagen de CDC.

Así, si fuera posible diseñar una vacuna capaz de poner en marcha una fuerte respuesta celular contra algún antígeno interno que varíe poco a lo largo del tiempo y entre unos virus y otros, tendríamos el anillo único, la vacuna universal contra la gripe. Para provocar una mayor respuesta celular, se ensayan vacunas con virus vivos debilitados en lugar de virus muertos o trozos sueltos como en las actuales, con la idea de que dispararán una buena respuesta celular.

Aunque la perspectiva de inyectarse un virus vivo pueda sonar alarmante, las vacunas con virus atenuados son muy comunes y funcionan maravillosamente; la triple vírica que se aplica a los niños contra el sarampión, las paperas y la rubeola es una vacuna de virus atenuados, lo mismo que la de la fiebre amarilla que nos ponemos los viajeros. Una ventaja adicional de las vacunas con virus atenuados es que algunas pueden administrarse por la boca o la nariz; la vacuna oral de la polio pudo distribuirse masivamente en los países en desarrollo, y es un factor decisivo en el esfuerzo hacia la erradicación de esta enfermedad.

De hecho, ya existe la vacuna nasal de virus atenuado contra la gripe, pero no ha sido muy eficaz. Esta semana se ha publicado en la revista Science un nuevo diseño que parece muy prometedor. Investigadores de China y EEUU han obtenido un virus mutante que tiene todo lo deseable en una gripe para vacuna: se multiplica bien, lo que le permite ser muy visible para el sistema inmunitario, pero apenas produce síntomas y en cambio dispara una fuerte respuesta de células T; además, es hipersensible al interferón, un antivirus natural de nuestro organismo que el virus normal de la gripe consigue eludir. Aún le queda mucho recorrido hasta demostrar su utilidad, pero por el momento ha funcionado muy bien en ratones y hurones.

He dejado para el final la vacuna que está más cerca de llegar a convertirse en una realidad. La compañía Vaccitech, un spin-off de la Universidad de Oxford, ha montado antígenos internos de la gripe en un virus falso que se utiliza como vehículo. El objetivo de esta vacuna es combatir absolutamente todos los tipos de gripe A, la más preocupante y la que provoca mayor número de muertes.

De las tres fases de ensayos clínicos que deben cubrirse antes de que un producto farmacéutico llegue al mercado, Vaccitech está ahora en la segunda. En la primera ya probaron que la vacuna es segura, después de demostrar su eficacia en animales. Actualmente la fase II está testando si es capaz de proteger contra la gripe en combinación con las vacunas estacionales. Esta etapa terminará en octubre de 2019. Si todo funciona según lo esperado, la fase III emprendería las pruebas finales antes de que la vacuna esté disponible, lo que podría ocurrir dentro de 5 a 7 años. Tal vez esta sea una carrera que podamos ganar antes de que llegue la próxima gran pandemia de gripe.

Por qué la vacuna de la gripe de este año funciona mal

Este mes se cumplen 100 años de la aparición de los primeros casos de la devastadora gripe de 1918, la que llegó a llamarse “gripe española” por un error de concepto en el que nadie suele reconocer un leve hálito de xenofobia. La explicación más común de este alias es que en noviembre de 1918, después de andar durante varios meses dando vueltas por otros países, la gripe comenzó a escalar en España, donde nuestros periódicos empezaron a contar la extensión de la epidemia que en otras naciones se había silenciado porque aún estaba vigente la censura informativa de la Primera Guerra Mundial.

Lo de la xenofobia es un tirón de orejas histórico; aunque hoy todos los expertos mundiales reconocen que la gripe no era de origen español, en su día se aceptó fácilmente un sobrenombre que cargaba las culpas en otro país. Pero hoy ya nadie llama a la sífilis el “mal francés”. Y si la gripe de 1957 continúa figurando en muchas referencias como “gripe asiática”, es porque, al fin y al cabo, surgió en Asia. La gripe de 1918 nació probablemente en EEUU o en China, pero es evidente que nadie va a llamarla “gripe estadounidense”. Aún hoy, sigue apareciendo mayoritariamente como “gripe española” incluso en los estudios científicos, y es dudoso que esto vaya a cambiar.

En fin, es un detalle menor que tampoco exige una sobreactuación. Incluso dándole la vuelta al argumento y por una parte que me toca profesionalmente, siempre podemos interpretar el alias de “gripe española” como un éxito del periodismo y de la libertad de prensa en este país un siglo atrás.

El virus de la gripe al microscopio electrónico, en una imagen coloreada. Las proteínas H y N son los 'pinchos' en la cubierta. Imagen de Pixnio.

El virus de la gripe al microscopio electrónico, en una imagen coloreada. Las proteínas H y N son los ‘pinchos’ en la cubierta. Imagen de Pixnio.

Lo destacable en estas fechas es que el aniversario de la pandemia que se llevó por delante —según las estimaciones científicas más usuales— entre 40 y 50 millones de vidas, la mayoría de ellas durante el otoño de 1918, nos llega precisamente cuando la vacuna de la gripe de esta temporada se ha revelado mayoritariamente ineficaz. Hoy vengo a explicarles por qué, y por qué es muy difícil evitar que esto vuelva a ocurrir.

Cuando hablamos de gripe en realidad estamos refiriéndonos a un conjunto de virus muy amplio. Por si a alguien interesa, lo conté con más detalle aquí, pero les hago un resumen sencillo: el nombre de gripe es solo una categoría taxonómica nacida de los criterios utilizados por los virólogos para nombrar los tipos de virus, del mismo modo que a todas las razas de perros las llamamos “perros” mientras que a un pariente muy próximo lo llamamos lobo.

En realidad estas distinciones no son caprichosas, sino que responden a ciertos criterios biológicos y evolutivos. Pero lo que es útil para la biología puede dar lugar a confusiones cuando se aplica a la medicina, porque en realidad estamos metiendo en el cajón de gripe varias cosas muy diferentes que podríamos diferenciar por el nombre, pero que solo diferenciamos por el apellido: gripe A, gripe B, gripe C y gripe D. La D es un nuevo virus reconocido oficialmente en junio de 2016 y que solo afecta al ganado. También podemos dejar fuera la gripe C, que hasta ahora no ha sido gran motivo de preocupación sanitaria. Nos quedamos con las dos importantes, la A y la B.

Pero dentro de estas existen además varios subtipos que son ligeramente diferentes en dos moléculas clave para la infección, denominadas hemaglutinina (H) y neuraminidasa (N). Por ejemplo, en la gripe A existen 18 formas distintas de H, denominadas de H1 a H18, y 11 de N, de N1 a N11. Así, existen diferentes gripes A, por ejemplo H1N1, H5N3, H5N8, H3N2… En cuanto a la gripe B, suelen circular dos tipos distintos que se conocen como Yamagata y Victoria.

Ahora, para complicarlo aún más: también existen diferentes subsubtipos o cepas de, por ejemplo, gripe A H1N1. La gripe de 1918 era A H1N1, pero era diferente a la A H1N1 de la pandemia de 2009 (entonces conocida como gripe porcina), la cual a su vez era diferente a la A H1N1 estacional que circulaba por entonces y a la cual llegó a reemplazar. Toda esta variabilidad se debe a que el virus de la gripe tiene una gran facilidad para mutar, dando lugar a nuevas cepas que ocasionalmente ganan a otras competidoras en su lucha por conquistar a sus víctimas, humanas o de otras especies.

De todo esto ya habrán imaginado que cada año lo que conocemos como gripe estacional es en realidad un pequeño zoológico compuesto por varias de estas diferentes criaturas, aunque suelen predominar tres: una gripe A H1N1, una gripe A H3N2, y un tipo de gripe B. Dos veces al año la Organización Mundial de la Salud revisa la información proporcionada por los centros nacionales de más de 100 países para decidir qué tipos se incluirán en la vacuna de la próxima estación respectivamente para cada hemisferio, en febrero para la próxima temporada de invierno en el norte y en septiembre para la del sur. Las vacunas suelen ser trivalentes, contra las H1N1, H3N2 y B más extendidas, o tetravalentes, cubriendo los dos tipos de B. Pero nadie tiene una bola de cristal, y por tanto la vacuna de cada año es una apuesta, que puede acertar o fallar.

Pero el problema principal de este año no ha sido que la previsión haya fallado, sino algo aún más intrincado. Seguramente habrán escuchado que el fracaso de la vacuna se debe a que el virus ha mutado. Es cierto, pero con una matización importante: la mayor parte del problema se debe no a que haya mutado el virus que se está transmitiendo en la calle, sino el que se ha empleado para elaborar la vacuna.

La gran mayoría de las vacunas contra la gripe se elaboran en huevos de gallina mondos y lirondos. La vacuna es un caldo de virus inactivado que no provoca infección, pero que dispara la respuesta protectora preventiva de nuestro sistema inmunitario. Para disponer de suficiente cantidad de virus que luego se inactiva, es necesario hacerlo crecer en algún hospedador, y el huevo es una incubadora natural perfecta y barata.

Inyectando huevos con virus de la gripe para la producción de vacunas. Imagen de FDA.

Inyectando huevos con virus de la gripe para la producción de vacunas. Imagen de FDA.

Para que el virus crezca en el huevo, tiene que adaptarse a ese nuevo hospedador. Normalmente esto se produce sin que las variaciones afecten a nada fundamental. Pero cuando los fabricantes de vacunas inyectaron huevos con la gripe A H3N2 actual para producir la vacuna del año pasado, en la temporada 2016-17, lo que sucedió fue que el virus mutó para adaptarse al ambiente del pollo de una manera que sí afecta a la respuesta inmunitaria. Como consecuencia, la reacción del sistema inmune de las personas vacunadas no es tan buena contra el H3N2 que se está propagando en la calle; aunque existe algo de reacción cruzada, la vacuna no cumple su función: en la temporada pasada, su efectividad contra el H3N2 estacional se estimó en un 34%.

Para este año se ha cambiado la cepa H1N1 empleada para las vacunas, pero este tipo es minoritario en la temporada actual. En cambio, se ha mantenido la misma H3N2 que el año pasado. La eficacia de la vacuna ahora es aún peor, bajando a entre un 10 y un 20% para H3N2. Según los expertos, a la mutación en el pollo se une que el H3N2 también está variando en la población humana; pero además hay otro factor adicional, y es que ha crecido la extensión de la gripe B Yamagata, que solo está cubierta por la vacuna tetravalente. La gripe B suele ser menos contagiosa que la A, pero sus síntomas son los mismos.

Lo peor es que el problema tiene difícil solución. La gran mayoría de la infraestructura de producción de vacunas está preparada para utilizar el huevo como incubadora del virus. Solo en personas alérgicas se emplean vacunas elaboradas en sistemas celulares de insectos o mamíferos. También existen las llamadas vacunas recombinantes, que no se basan en crecer el virus en un sistema vivo para después inactivarlo, sino que directamente fabrican solo las moléculas similares a las del virus que por sí solas pueden disparar la reacción inmunitaria. Pero tanto las vacunas basadas en células como las recombinantes son más costosas y laboriosas de producir.

Por suerte, hay otra posible solución que podría llegar en unos pocos años, y que les contaré mañana. Pero hoy quiero terminar subrayando lo evidente: incluso con vacunas deficientes como la de este año, para los grupos con mayor riesgo alguna protección es mejor que ninguna protección. La gripe mata cada año a miles de personas, e incluso una vacuna poco eficaz puede lograr que el curso de la enfermedad sea más benigno. Por último, una parte de la efectividad de las vacunas en el mundo real se basa en la llamada inmunidad grupal: cuanta más gente se vacuna, menor es la carga de virus que circula por ahí amenazando a los más débiles.