La revolución de las vacunas llega dentro de héroes olvidados... diminutas burbujas de grasa

Si las vacunas de ARN mensajero son la medicina disruptiva de la pandemia, entonces las diminutas esferas de lípidos que las llevan a las células de las personas son los héroes olvidados.

El mundo necesita desesperadamente más de ambos.

BioNTech hasta hace un año compraba solo unos pocos gramos a la vez de lípidos para respaldar un programa de desarrollo de medicamentos que la mayoría de la gente pensaba que estaba a años de convertirse en la corriente principal. Ahora está recurriendo a grandes empresas químicas alemanas como Merck KGaA y Evonik Industries para aumentar enormemente la producción de los materiales, un paso crucial si ella y su socio Pfizer quieren cumplir con los planes de enviar 2 mil millones de dosis de su vacuna COVID-19 este año.

"Necesitamos kilos y kilos y kilos de esas cosas", dijo Sierk Poetting, director financiero de BioNTech, citando los lípidos como una de sus necesidades más urgentes.

Los productores se están beneficiando. Este jueves, Merck pronosticó ganancias récord para este año, apuntando a una creciente demanda de la unidad que produce lípidos, entre otros suministros, para los desarrolladores de vacunas. Las acciones de la compañía subieron hasta un 2.5 por ciento en Frankfurt.

Los lípidos se catapultaron hacia la cima de la lista de prioridades de atención médica del mundo porque las potentes vacunas de Pfizer-BioNTech y Moderna, así como otras que aún están desarrollando CureVac y Sanofi, no pueden hacer su trabajo sin ellas. El ARN mensajero, el material genético en el corazón de estas vacunas, necesita un caparazón protector compuesto por cuatro tipos diferentes de material graso, llamados colectivamente nanopartículas lipídicas, para que pueda viajar con éxito desde la fábrica hasta el brazo de una persona, y luego entrar en las células humanas.

Con los gobiernos buscando acelerar la producción de vacunas COVID, los funcionarios están aprendiendo que producir más lípidos no es tan fácil.

"Este es un proceso increíblemente complejo", dijo el presidente Joe Biden, durante una gira por una fábrica de Michigan el mes pasado junto con el director ejecutivo de Pfizer, Albert Bourla, quien prometió producir más lípidos, junto con ARNm, en la instalación como parte de un impulso para suministros de vacunas dobles. Biden se maravilló de la estrecha colaboración entre técnicos de máquinas, químicos y biólogos que eran "tecnologías pioneras que hace menos de un año eran poco más que teorías y aspiraciones".

Para Bob Langer, esas aspiraciones se remontan mucho más tiempo atrás. Ya en la década de 1970, estaba tratando de demostrar que se pueden capturar y transportar moléculas grandes y complejas como el ADN y el ARN dentro de partículas diminutas sin destruirlas.

"Todo el mundo me dijo que era imposible", recordó durante una entrevista telefónica. "Me rechazaron mis primeras nueve subvenciones. No pude conseguir un trabajo en la facultad".

Resulta que era posible, y Langer no se quedó sin trabajo por mucho tiempo. Hoy, el profesor tiene un laboratorio de ingeniería química en el Instituto de Tecnología de Massachusetts que lleva su nombre, enfocado en la intersección de la biotecnología y la ciencia de los materiales. Después de décadas de desarrollo, Langer cofundó Moderna en 2010, donde todavía está en la junta. Esa compañía, como BioNTech y CureVac, está desarrollando vacunas de ARNm para enfermedades infecciosas más allá de COVID, junto con terapias para el cáncer y enfermedades raras.

"No creo que la gente se haya dado cuenta de la importancia que tienen los sistemas de administración para todo tipo de medicamentos", dijo Langer. "Si obtiene medicamentos cada vez más complejos, como ARN y ADN y cosas por el estilo, verá más y más trabajo en los sistemas de administración y se resolverán más y más problemas. Las nanopartículas de lípidos serán una gran parte del arsenal".

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Primera terapia de ARN

El campo de la administración de medicamentos tuvo un momento decisivo en 2018, cuando la Administración de Alimentos y Medicamentos de EU aprobó una nueva terapia de Alnylam Pharmaceuticals. Ese medicamento, Onpattro, trata una enfermedad genética rara que causa daño a los nervios y al corazón. Si bien funciona de manera algo diferente a las terapias de ARNm, se administra a través de nanopartículas de lípidos. Eso significaba que los reguladores tenían al menos cierto nivel de comodidad con el concepto antes de la pandemia.

Thomas Madden trabajó durante años con Alnylam en el desarrollo de esos lípidos pioneros. Sin embargo, cuando llegó la aprobación, hacía tiempo que había reenfocado su empresa Acuitas Therapeutics , con sede en Vancouver , en lo que consideraba el campo más prometedor del ARNm. Recuerda un momento eureka en 2011, cuando leyó un artículo científico que detallaba los avances recientes en el campo y concluyó que las empresas aún necesitaban mejores herramientas para la entrega. Eso es porque el cuerpo está repleto de enzimas diseñadas para cortar inmediatamente cualquier ARNm que se encuentre circulando fuera de las células.

Para evitar que eso suceda, el ARNm de las inyecciones de COVID se encuentra dentro de la cáscara compuesta por cuatro lípidos. Después de proteger el ARNm en su viaje hacia el brazo de una persona, la nanopartícula es absorbida por la célula. Allí, un lípido cargado positivamente ayuda al ARNm a escapar. Una vez en el citoplasma de la célula, el ARNm le indica a la célula que produzca copias de la proteína de pico del coronavirus, lo que induce al sistema inmunológico del cuerpo a desarrollar defensas.

Moderna ha diseñado sus propios lípidos cargados, mientras que Acuitas otorga licencias de su tecnología de administración a BioNTech y CureVac. Cada una de estas empresas participó en los primeros ensayos clínicos de tratamientos de ARNm antes de la pandemia.

Cuando surgió COVID-19, Madden voló a Alemania para hablar con los reguladores y funcionarios de BioNTech sobre cómo podrían comenzar más rápidamente los ensayos clínicos de inyecciones de ARNm de COVID. Decidieron reutilizar la nanopartícula lipídica de una vacuna contra la rabia desarrollada por CureVac, ya que ya había demostrado su eficacia en las personas.

"Al paquete realmente no le importa lo que hay dentro", explica Madden. "Simplemente lo va a lograr".

Más dosis

Además de los 2 mil millones de dosis planificadas de Pfizer y BioNTech, Moderna busca producir mil millones de inyecciones, mientras que CureVac apunta a otros 300 millones. Estas y otras empresas también se están moviendo rápidamente para desarrollar otros productos de ARNm en sus proyectos, lo que se suma a la demanda sin precedentes de nanopartículas de lípidos.

Los principales fabricantes de fármacos y productos químicos se han dado cuenta. A principios de febrero, la alemana Merck acordó acelerar el suministro de lípidos a BioNTech, mientras que Evonik hizo lo mismo una semana después.

Evonik está reutilizando tanques y recipientes en dos plantas en Alemania y está comprando nuevos instrumentos para el proceso de purificación.

"Por lo general, este proceso en la industria farmacéutica lleva uno o dos años", dijo Thomas Riermeier, jefe de la unidad de atención médica de la compañía, en una entrevista en video. "Lo que se requiere aquí es hacer esto más o menos en un par de meses".

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